"Cuve en béton, sonprocédé de fabrication
et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé."
La présente invention est relative à une cuve en béton.
On connaît depuis longtemps des cuves en béton servant dans des stations d'épuration des eaux usées d'habitations. D'une manière générale, ces cuves sont cylindriques et, selon leur dimension,
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post-décanteur. Elles sont agencées successivement l'une derrière l'autre et raccordées l'une à l'autre par des conduits. Un tel agencement est fort encombrant et coûteux en rapport avec les habitations dont les eaux doivent être épurées et il demande une fabrication de 3 cuves séparées.
On a déjà essayé de résoudre ces problèmes en prévoyant les différents appareillages à l'intérieur d'une seule cuve qu'on divise en compartiments par des cloisons introduites dans la cuve après le coulage de celle-ci. La fabrication de ces cuves reste donc compliquée et coûteuse et demande du temps pour l'introduction des cloisons.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de mettre à la disposition, en particulier des habitations de petite dimension, des cuves d'épuration en béton d'un prix modique et de fabrication rapide et relativement simple.
Pour résoudre ces problèmes, on a prévu suivant l'invention une cuve en béton comprenant une paroi périphérique, un fond et au
-moins une cloison qui divise la cuve en compartiments inégaux, cette cuve en béton étant monolithique- Dans cette cuve, la ou les cloisons sont donc coulées d'une pièce avec la paroi périphérique et le fond de la cuve, tout en prévoyant une division de l'intérieur de la cuve appropriée pour conférer à chaque compartiment le volume respectif qui lui convient le mieux.
Avantageusement, la cuve comprend deux cloisons parallèles qui divisent la cuve en compartiments inégaux. D'une manière particulièrement préférentielle, la paroi périphérique forme un cylindre droit autour d'un axe et les deux cloisons parallèles susdites sont disposées d'un même côté de l'axe. La cuve comporte ainsi 3 compartiments de volumes inégaux qui se succèdent entre une entrée et une sortie de la cuve, disposées diamétralement à l'opposé l'une de l'autre.
La présente invention a aussi pour but de fabriquer une cuve à plusieurs compartiments d'une manière simple, rapide et automatisée au maximum, en particulier une cuve monolithique suivant l'invention.
On prévoit pour cela un procédé de fabrication d'une cuve en béton comprenant une paroi périphérique et un fond, ce procédé comprenant
- un coulage de béton entre un moule extérieur et un noyau intérieur creux de manière à donner lieu à une cuve en position renversée, le noyau intérieur creux présentant en face du fond de la cuve une paroi frontale pourvue d'un orifice obturé par un moyen de soupape,
- un renversement du moule extérieur, du noyau intérieur et du béton coulé entre les deux, de manière à donner lieu à une cuve en position droite,
- une ouverture de l'orifice obturé susdit par son moyen de soupape,
- un démoulage du noyau intérieur et du moule extérieur, alors que le béton est toujours à l'état frais, ce procédé comprenant, suivant l'invention,
un coulage de béton entre le moule extérieur et au moins deux noyaux intérieurs creux de manière à donner lieu à la cuve en position renversée, divisée en compartiments par au moins une cloison, chaque noyau intérieur creux présentant en face du fond de la cuve une paroi frontale pourvue d'un orifice obturé par un moyen de soupape, et
après ledit renversement, une ouverture simultanée de tous les orifices susdits par traction vers le haut sur chacun des moyens de soupape par des moyens de traction.
Ce procédé offre l'avantage d'obtenir en une seule coulée une cuve divisée en plusieurs compartiments et donc une cuve monolithique, ainsi qu'une possibilité d'ouverture simultanée de tous les moyens de soupape, par des moyens de traction vers le haut, en évitant ainsi, comme actuellement, de devoir descendre dans le noyau intérieur pour ouvrir manuellement l'orifice de celui-ci. Il faut remarquer qu'il n'est pas possible d'envisager un démoulage des noyaux intérieurs, sur la face frontale desquels le béton reste accroché, par un effet de "ventouse", tant que les orifices susdits ne sont pas ouverts.
Suivant un mode perfectionné de réalisation de l'invention, le procédé comprend, après l'ouverture simultanée des orifices, une poursuite de la traction vers le haut sur chacun des moyens de soupape et un entraînement vers le haut simultanément desdits au moins deux noyaux intérieurs par lesdits moyens de traction. Suivant un mode préféré de réalisation de l'invention, le procédé comprend, après l'ouverture simultanée des orifices, une liaison entre les moyens de soupape et le moule extérieur, puis une poursuite de la traction vers le haut sur chacun des moyens de soupape, et un entraînement vers le haut simultanément desdits au moins deux noyaux intérieurs et du moule extérieur par lesdits moyens de traction.
Il est donc possible suivant l'invention, par une simple traction vers le haut, d'ouvrir d'abord les orifices, ce qui permet le démoulage, puis de démouler soit uniquement les noyaux intérieurs ensemble, soit les noyaux intérieurs et le moule extérieur ensemble, soit encore dans une première étape uniquement les noyaux intérieurs ensemble et dans une deuxième étape les noyaux intérieurs et le moule extérieur ensemble.
Suivant un mode très avantageux de réalisation de l'invention, deux noyaux intérieurs voisins présentent des parois de cloison qui se font face pour la formation d'une desdites au moins une cloison et qui sont pourvues de deux trous alignés, obturés par un moyen de fermeture, pour former un passage d'un compartiment de la cuve à un autre au travers de cette cloison, et le procédé comprend en outre une ouverture des deux trous alignés simultanément à celle des orifices susdits par traction horizontale sur ledit moyen de fermeture par lesdits moyens de traction. Cela permet donc en une seule opération de coulage, non seulement de former la cuve et ses cloisons, mais aussi de prévoir des passages entre les différents compartiments formés.
La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend des moyens de traction qui sont disposés au haut des noyaux intérieurs en position droite de la cuve et sont reliés par l'intérieur à chacun des moyens de soupape, de manière à pouvoir exercer une force de traction vers le haut sur tous les moyens de soupape simultanément.
Suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, les moyens de traction comprennent un palonnier agencé au haut des noyaux intérieurs, sur lequel une force de traction vers le haut peut être exercée de l'extérieur du moule, et chaque moyen de soupape comprend un bouchon obturant l'orifice correspondant et une tige de liaison s'étendant entre le bouchon et le palonnier.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une cuve en béton suivant l'invention après l'étape de renversement du moule et avant le démoulage. La figure 2 représente une forme de réalisation des moyens de traction destinés à l'ouverture des moyens de soupape des noyaux intérieurs. La figure 3 représente une forme de réalisation des moyens de fermeture destinés à obturer le passage entre deux compartiments voisins.
Sur les différents dessins, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Sur la figure 1, on a illustré un moule extérieur 1 de forme cylindrique, sans paroi de fond, ni paroi de sommet. Avant la coulée du béton, ce moule est en position renversée, la partie haute sur la figure se trouvant en bas.
A l'intérieur du moule extérieur, on a glissé trois noyaux intérieurs creux 2, 3 et 4 qui présentent des parois frontales 5, 6 et 7 qui sont tournées vers le haut du moule avant coulée, et vers le bas du moule après renversement de celui-ci, comme représenté, des parois latérales 8, 9 et 10 qui sont disposées verticalement en face de la paroi périphérique 11 du moule extérieur, et des parois de cloison 11, 12, 13 et
14 qui, dans l'exemple illustré, sont disposées parallèlement l'une à l'autre. Dans l'exemple illustré, la partie supérieure 15 des noyaux intérieurs est monobloc et cylindrique et les trois noyaux intérieurs sont donc mutuellement rattachés dans leur partie supérieure par une bague cylindrique.
On pourrait évidemment prévoir 3 noyaux complètement séparés jusqu'en haut, en prévoyant alors des éléments de fermeture empêchant une fuite du béton entre les noyaux. On pourrait bien entendu aussi prévoir deux noyaux intérieurs seulement ou plus de 3 noyaux.
Comme on peut le voir, les parois du moule extérieur 1 sont espacées des parois frontales et des parois latérales des noyaux intérieurs d'une distance correspondant à l'épaisseur de paroi que l'on veut obtenir pour la paroi périphérique 16 et la paroi de fond 17 de la cuve en béton. Les parois de cloison 11 et 12 et respectivement 13 et 14 des noyaux intérieurs sont parallèles et espacées d'une distance qui correspond à l'épaisseur de paroi que l'on veut obtenir pour les cloisons
18 et 19 qui divisent la cuve en 3 compartiments 20 à 22.
Le compartiment 20 est destiné à servir de décanteurdégraisseur, le compartiment 21 à contenir un lit bactérien et le compartiment 22 à servir de post-décanteur. Dans l'exemple illustré, les deux cloisons parallèles 18 et 19 sont disposées d'un même côté de l'axe A du cylindre formé par la paroi périphérique 16. Cela forme des compartiments 20 à 22 complètement asymétriques, dont le volume a été calculé en fonction de leur usage.
Ainsi qu'il ressort de la figure 1, les espacements entre les parois de cloison 11 et 12 et respectivement 13 et 14 sont fermés par des éléments de scellage amovibles 23 et 24. Ces éléments permettent de limiter la hauteur des cloisons divisant les compartiments, de façon qu'un espace libre, non compartimenté, subsiste au haut de la cuve.
Chacun des noyaux intérieurs creux 2 à 4 comporte dans sa paroi frontale 5, 6 ou 7 au moins un orifice obturé par un moyen de soupape 23, 24 ou 25. Dans l'exemple illustré, chaque moyen de soupape comprend un bouchon 26, 27 ou 28 et une tige de liaison 29, 30 ou 31 qui s'étend vers le haut depuis le bouchon jusqu'à un palonnier 32, auquel elle est suspendue de manière articulée, d'une façon appropriée quelconque. Ce palonnier 32 est situé dans la partie haute, non compartimentée, de la cuve et est pourvu d'un oeillet 33 où le crochet non représenté d'une grue peut être accroché. Le palonnier et la grue forment ensemble des moyens de traction qui peuvent exercer simultanément une force de traction vers le haut sur les moyens de soupape.
Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2, les tiges de liaison 29 à
31 sont guidées verticalement par des douilles de guidage 34 et 35, qui sont supportées à l'intérieur des noyaux intérieurs creux 2 à 4 par des traverses 36 à 41 fixées aux noyaux intérieurs, et dans lesquelles les tiges de liaison peuvent coulisser librement.
Les tiges de liaison 29 à 31 sont chacune pourvues d'une plaque de butée 42 à 44 qui est reliée de manière fixe à la tige de liaison correspondante. Cette plaque de butée 42 à 44 supporte un disque 45 à
47 dont la surface supérieure sert d'appui à un ressort de rappel 48 ou
49 (le ressort sur la tige de liaison 29 n'a pas été représenté parce que le dessin est en coupe à cet endroit).
Ainsi qu'il ressort de la figure 2, la plaque de butée 42 est pourvue de perforations dans lesquelles peuvent coulisser deux barres
50 et 51. Ces barres sont reliées de manière fixe à la traverse 37 solidaire du noyau intérieur. Elles supportent aussi de manière fixe une plaque perforée 52 pourvue d'un disque 53 la tige de liaison 30 pouvant coulisser librement dans ces éléments. La surface inférieure du disque
53 sert de contre-appui au ressort de rappel 48. Les barres 50 et 51 sont aussi pourvues de blocs de butée 59 et 60 qui sont situés au-dessus de la plaque 42 à une distance légèrement supérieure à l'épaisseur de l'orifice obturé par le bouchon 27.
Un agencement semblable à ce qui vient d'être décrit pour la plaque de butée 42, est prévu sur les autres tiges de liaison.
Sur les figures 1 et 3, on a représenté un moyen de fermeture 52, qui comprend un bouchon 53 obturant simultanément deux orifices alignés l'un en face de l'autre dans les parois de cloison 11 et 12, pour former après la coulée et le retrait du bouchon un passage entre le compartiment 20 et le compartiment 21 de la cuve. Le moyen de fermeture comprend en outre dans l'exemple illustré une tringlerie 54 reliée de manière articulée, à une extrémité au palonnier 32 et, à l'autre extrémité, au bouchon 53. Cette tringlerie forme une transmission de manière qu'une traction vers le haut sur un premier élément de la tringlerie soit transformée en une traction vers l'arrière, sensiblement horizontalement, sur le bouchon 53, comme illustré par des flèches et des positions en traits mixtes sur la figure 3.
Enfin, ainsi qu'il ressort de la figure 1, le palonnier peut être pourvu de deux oeillets latéraux 55 et 56 et le haut de moule extérieur peut être équipé de deux oeillets correspondants 57 et 58. Des chaînes, non représentées, peuvent être attachées entre les oeillets 55 et 57 et respectivement 56 et 58.
Le procédé mettant en oeuvre le moule qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante.
Le moule extérieur 1 et les noyaux intérieurs 2 à 4 sont posés sur le sol dans une position relative telle qu'illustrée sur la figure 1, mais à l'état renversé de 180[deg.].
Les noyaux intérieurs ont été préalablement équipés des moyens de soupape, des moyens de fermeture et des moyens de traction précédemment décrits.
Dans l'espace créé entre le moule extérieur 1 et les noyaux intérieurs 2 à 4, on coule du béton frais qui se répand par simple gravité.
On retourne ensuite le moule d'une façon connue en soi et donc non expliquée de manière plus détaillée, et l'on obtient le moule tel que représenté sur la figure 1, avec tout l'équipement présent à l'intérieur des noyaux intérieurs.
Le crochet d'une grue est alors introduit dans l'oeillet 33 et une force de traction sensiblement verticale est exercée sur le palonnier
32, et donc également sur les tiges de liaison 29 à 31 et sur la tringlerie
54.
Dans l'exemple de réalisation, pendant une première étape de levée du palonnier 32, les plaques de butée 42 à 44, entraînées vers le haut par les tiges de liaison 29 à 31, effectuent un mouvement ascendant autour des barres 50 et 51. Comme les tiges de liaison sont reliées aux bouchons 26 à 28, ceux-ci sont simultanément ouverts, l'air pénétrant dans les orifices empêchant l'apparition d'un effet d'aspiration entre les noyaux intérieurs et le béton en cas de soulèvement des noyaux intérieurs. Les ressorts de rappel 48 et 49 sont comprimés.
Pendant cette première étape de levée, la force de traction vers le haut appliquée sur la tringlerie 54 permet de dégager le bouchon
53 et de libérer un passage entre les compartiments 20 et 21 de la cuve.
A la fin de la première étape de levée, les plaques de butée
42 à 44 viennent en contact avec les blocs de butée 59 et 60 (v. figure 2) et transmettent alors la force de traction du palonnier aux barres 50 et
51, aux traverses 36 à 38, et donc à l'ensemble des noyaux intérieurs 2 à 4 qui sont tous soulevés simultanément pendant une seconde étape de levée.
La première et la seconde étape de levée peuvent être effectuées de manière continue, sans arrêt.
Un arrêt dans le mouvement ascendant du palonnier peut toutefois être prévu, en particulier s'il est souhaitable d'extraire simultanément le moule extérieur. Cet arrêt peut avoir lieu à la fin de la première étape de levée ou plus tard. A ce moment des chaînes sont fixées entre les oeillets 55 et 57 et respectivement 56 et 58.
Lorsque la grue continue son mouvement vers le haut, le palonnier extrait alors simultanément le moule extérieur, chacun des noyaux intérieurs et tout l'équipement interne de ceux-ci.
Un intervalle de temps d'environ dix minutes s'est passé entre le début du coulage du béton et la fin de l'extraction du moule extérieur et des noyaux intérieurs. Le béton est encore à l'état frais.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Cuve en béton comprenant une paroi périphérique (16), un fond (17) et au moins une cloison (18, 19) qui divise la cuve en compartiments inégaux (20-22), cette cuve en béton étant monolithique.