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DISPOSITIF DE FIXATION DE FAISCEAUX DE FILS METALLIQUES, EN PARTICULIER
POUR BETON PRECONTRAINT
Dans le cas de béton précontrainte dans lequel, comme il est connu, des tringles ou fils d'acier sont incorporés dans un corps en béton de telle manière que celui-ci présente, à l'état non chargé, une précontrainte de com- pression, il est connu de fixer les fils métalliques à leurs extrémités par une action de coin à des têtes de mise en tension, qui prennent appui contre le corps en bétono Mais, dans le cas de faisceaux de fils métalliques, il est difficile, lorsqu'on prévoit pour chaque fil métallique individuel une tête de mise en tension, de disposer ces têtes de mise en tension à coté l'une de l'autre,
car elles doivent recevoir des dimensions relativement grandes pour qu'on obtienne une adhérence suffisamment solide des fils métalliques.
La présente invention concerne un dispositif de fixation des fais- ceaux de fils métalliques présentant les plus petites dimensions des moyens de fixation, de sorte que les fils métalliques peuvent être disposés très près à coté 1-'un de l'autre. Ceci est obtenuconformément à l'invention, princi- palement par le fait que plusieurs fils métalliques sont fixés dans une tête commune de mise en tension de telle manière que des forces de frottement, pro- venant de deux faces opposées l'une à l'autre de la tête de mise en tension, agissent sur chaque fil métallique.
Ces forces d'adhérence peuvent être pro- duires par une déformation permanente de la 'tête de mise en tension, par exem- ple en faisant passer celle-ci à travers une matrice ou en la laminant, ou par application de parties élastiques de la tête de mise en tension par pres- sion contre les fils métalliqueso On peut par exemple insérer chaque fil mé- tallique dans un trou particulier de la tête de mise en tension ou ranger les fils métalliques l'un à coté de l'autre dans une rainure annulaire ou aussi dans plusieurs rainures annulaires concentriques de la tête de mise en tensiono Mais il est également possible, par exemple, d'insérer deux fils métalliques dans un trou commun de telle manière que?lors de la déformation de la tête de mise en tension,
la matière flue dans les évidements formés entre les deux fils
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métalliques. Il est en tout cas nécessaire que chaque fil métallique soit appliqué sous pression contre deux faces opposées l'une à l'autre de la tête de mise en tension, car il a été constaté que c'est alors seulement qu'on obtient une adhérence suffisante.
Lorsque jusqu'ici des faisceaux de fils métalliques étaient mon- tés chacun dans une tête de mise en tension, ces têtes de mise en tension étaient situées à l'extérieur du béton à soumettre à une précontrainte; elles étaient ordinairement enveloppées d'une couche de béton rapportée sur le corps en béton et qui restait alors toutefois sans précontrainte. Mais, dans le dis- positif de fixation des faisceaux de fils métalliques selon l'invention on ob- tient de si petites dimensions pour les têtes de mise en tension que celles-ci -comme cela est déjà connu pour des têtes de mise en tension pour des fils mé- talliques individuels- peuvent être insérées dans des canaux du béton à sou- mettre à une précontrainte.
A cet effet, la tête de mise en tension, serrant le faisceau de fils métalliques, est munie d'un prolongement permettant la liai- son avec l'appareil de traction et dont les dimensions en direction radiale sont égales ou inférieures aux dimensions de la tête de mise en tension en di- rection radiale,, ce prolongement pouvant de préférence être relié de manière amovible à la tête de mise en tensiono Le prolongement, qui de préférence fait saillie hors du canal recevant la tête de mise en tension, lorsque les fils mé- talliques ne sont pas tendus, et à l'extrémité duquel agit l'appareil de trac- tion, peut être muni d'un filetage, sur lequel est vissé l'écrou servant de butée pour la mise en tension.
La butée, montée sur le prolongement, peut éga- lement, lorsque ses dimensions extérieures sont égales ou inférieures aux di- mensions extérieures de la tête de mise en tension, être située, dans l'état non tendu du faisceau de fils métalliques, à l'intérieur du canal formé dans le béton.
Lors de la mise en tension du faisceau de fils métalliques, cette butée passe alors à travers une ouverture de dimensions appropriées de la bu- tée située dans le béton,butée contre laquelle la première prend ensuite ap- pui par l'intermédiaire d'une pièce de support insérée entre les deux butéeso Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'objet de l'in- vention, le prolongement de la tête de mise en tension constitue en même temps le noyau autour duquel les fils métalliques sont disposés dans un évidement annulaire de la tête de mise en tension.
Les dessins ci-joints représentent plusieurs exemples de réalisa- tion de l'objet de l'invention
La figo 1 est une vue en coupe longitudinale à travers un disposi- tif de fixation d'un faisceau de fils'métalliques selon un premier exemple de réalisation, avant la déformation de la tête de mise en tension.
La figo 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-B sur la figure 1 ;
La figo 3 est une vue en coupe longitudinale à travers ce même dis- positif de fixation du faisceau de fils métalliques, après la déformation de la tête de mise en tension,
La figo 4 est la vue en coupe transversale suivant la ligne C-D sur la figure 3;
La figo 5 est une vue en coupe longitudinale à travers une tête de mise en tension selon le deuxième exemple de réalisation,
La fig. 6 représente la vue en coupe transversale suivant la ligne E-F sur la figure 5;
La fig. 7 est une vue en coupe longitudinale à travers un dispo- sitif de fixation d'un faisceau de fils métalliques selon le troisième exemple de réalisation, avant la déformation de la tête de mise en tension;
La figo 8 est la vue en coupe transversale suivant la ligne G-H sur la figure 7;
La figo 9 est une vue en coupe longitudinale à travers ce même dispositif de fixation d'un faisceau de fils métalliques, après la déformation de la tête de mise en tension,
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La figo 10 est la vue en coupe transversale suivant la ligne J-K sur la figure 9;
La figo 11 est une vue en coupe longitudinale à travers un dispo- sitif de fixation d'un faisceau de fils métalliques selon le quatrième exem- ple de réalisation,-
La figo .12 est la vue en coupe transversale suivant la ligne L-M sur la figure 11;
La figo 13 représente la disposition d'une paire de fils métalli- ques profilés dans le trou d'une tête de mise en tension;
Les figures suivantes représentent chacune, en une vue en coupe longitudinale à travers un canal, recevant la tête de mise en tension, du bé,- ton à soumettre à la précontrainte :
Les figso 14 et 15, un dispositif de fixation d'un faisceau de fils métalliques selon un exemple additionnel de réalisation, respectivement avant et après la mise en tension des fils métalliques;
Les figso 16 et 17, un dispositif de fixation d'un faisceau de fils métalliques selon un exemple additionnel de réalisation., respectivement avait et après la mise en tension des fils métalliques;
Les figso 18 et 19, un dispositif de fixation d'un faisceau de..fils métalliques selon un exemple additionnel de réalisation, respectivement avant et après la mise en tension des fils métalliques;
Les figso 20 et 21, un dispositif de fixation d'un faisceau de fils métalliques selon un exemple additionnel de réalisation, respectivement avant et après la mise en tension des fils métalliques, et
La figo 22un dispositif de fixation d'un faisceau de fils métal- liques analogue à celui de l'exemple de réalisation selon les figso 16 et 17, avec une disposition particulière dans le béton;
Les figso 23 et 25 représentent chacune une vue en coupe longitu- dinale axiale à travers un dispositif de fixation d'un faisceau de fils métal- liques selon deux exemples additionnels de réalisation, et
La figo 24 représente la coupe transversale suivant la ligne XI-XI sur la figure 23.
Dans l'exemple de réalisation selon les figs. 1 à 4, chaque filmé- tallique 1 est inséré dans un trou particulier de la tête de mise en tension 2. Les trous sont disposés de telle manière qu'un trou soit situé suivant l'axe de la tête et que les autres soient répartis autour du premier suivant des cer- cles concentriques,, La tête de mise en tension 2 présente, avant la déforma- tion (figso 1 et 2), une forme telle que la partie de la tête, recevant les ils métalliques, présente une surépaisseur et se raccorde par un cène élancé 3 à la partie portant le filetage 4 servant à la fixationo Après la mise en place des fils métalliques, on.fait passer la tête de mise en tension 2, par traction, à travers une matrice 5;
la matière de la tête de mise en tension flue de telle manière que la tête devient cylindrique (figo 3 et 4). La matiè- re entoure les fils métalliques de.tous les cotés avec une pression telle que l'adhérence solide nécessaire des fils métalliques dans la tête de mise en ten- sion est atteinteo
En.raison du fort fluage de,la matière, la face d'extrémité libre de la tête de mise en tension, qui jusque là était plane, prend.un profil con- cave;, comme le montre la figo 3.
Pour l'éviter, on peut donner d'avance à la face d'extrémité de la tête de mise en tension un profil courbe convexe (voir figo 5), de sorte qu'on obtient, par le fluage de la matière., une face d'extré- mité planer on évite ainsi que les fils métalliques sortent de la tête de mise en tension obliquement par rapport à l'axe de celle-ci.
La tête de mise en tension selon les figs. 5 et 6 comporte pour recevoir les fils métalliques, un évidement annulaire 6 formé par fraisage, dans lequel les fils métalliques sont rangés étroitement à c6té l'un de l'au-
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treo Dans le cas où une déformation du noyau n'est pas nécessaire pour obte- nir des faces de contact suffisantes avec les fils métalliques, il peut être avantageux de durcir le noyau 7 entouré par la rainure 60 On peut obtenir le chauffage nécessaire à ce durcissement en faisant passer un courant électrique à travers le noyau.
Dans l'exemple de réalisation selon les figso 7 à 10 on visse, pour obtenir une rainure annulaire, un goujon 8 comme moyau dans un trou 9, d'un diamètre approprié, de la tête de mise en tension 2. Ce goujon consis- te avantageusement en une matière particulière, ayant subi une amélioration,, Comme le montrent les figso 8 et 10, les fils métalliques 1 sont situés étroi- tement à coté l'un de l'autre dans la rainure annulaire et, après qu'on a fait passer la tête de mise en tension par traction à travers la matrice 5, chaque fil métallique est soumis à une pression agissant en direction radiale., qui est due aux faces, opposées l'une à l'autre, du goujon 8, d'une part, et de la paroi latérale extérieure de la tête de mise en tension 2.
La matière de la tête pénètre dans les évidements extérieurs entre les fils métalliques, de sorte qu'on obtient une forte adhérenceo On choisit avantageusement la longueur du noyau 8 de telle manière que son extrémité libreaprès l'étirage (figo 9), fasse encore un peu saillie par rapport à l'extrémité du corps de la tête de mise en tension.
Pour obtenir un frottement aussi élevé que possible,,on peut ména- ger, aussi bien sur la face intérieure du trou 9 que sur la surface du goujon 8, des saillies, par exemple des nervures,, des ondulations ou des parties ru- gueuseso Mais il est avantageux de laisser lisse la dernière partie d'extré- mité du trou 9 ou du goujon 8, pour éviter une déviation des fils métalliques à leur sortie de la tête de mise en tensiono
La tête de mise en tension 2 comporte avantageusement un trou axial 10, qui se prolonge à travers le goujon 8 et lui permet, après achèvement du coulage du béton et après production de la précontrainte., d'introduire une mas- se de ciment pour réaliser une liaison entre le faisceau de fils métalliques et le béton, ainsi qu'une protection contre la rouille.
Il est également avan- tageux de remplir au préalable de bitume ou analogue les trous ou rainures des- tinés à recevoir les fils métalliqueso
Les fils métalliques peuvent également avoir une section transver- sale autre que circulaire, par exemple une section transversale quadrangulaire, de sorte que lorsqu'on les dispose dans une rainure annulaire., ils s'appliquent d'avance chacun par une face contre le noyau et contre la paroi latérale de la tête de mise en tensiono
Il est également possible d'insérer chaque fois deux fils métalli- ques dans un trou;
la matière constituant la tête de mise en tension est alors, lorsqu'on fait passer cette tête par traction à travers la matrice;, refoulée dans les évidements formés entre les deux fils métalliqueso Dans ce cas -éga- lement sur chaque fil métallique agissent par conséquent des forées de frot- tement, qui sont dues à deux faces opposées l'une à l'autre de la tête de mise en tensiono On peut adapter d'avance le trou dalle;
la tête à la forme des fils métalliques juxtaposés l'un à l'autre, en donnant, au trou, au lieu d'un profil circulaires un profil allongée par exemple ovaleo Mais on peut également, en appliquant les deux fils métalliques l'un contre l'autre par une partie apla- tie (leur diamètre étant ainsi supérieur au rayon du trou), veiller à ce qu'ils remplissent d'avance une plus grande partie du volume du trou que lorsque les deux fils métalliques ne sont en contact entre eux que suivant une ligne (voir la fig. 13).
On peut également insérer des fils métalliques tordus ou des fils métalliques doubles torsadés dans le trou de la tête de mise en tensiono
Dans l'exemple de réalisation selon les figso 11 et 12, les forces d'adhérence maintenant les fils métalliques 1 sont produites, non pas par une déformation permanente de la tâte de mise en tension, mais par une compression de parties élastiques de cette tête
La tête de mise en tension consistedans cet exemple de réalisa- tion, en une tige 11, en un écrou à recouvrement 12 vissé sur celle-ci, et en pièces d'ancrage, serrées entre les deux premières et délimitant entre elles trois rainures annulaires concentriques, recevant les fils métalliques 10 Le
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noyau de la rainure annulaire intérieure est formépar un goujon 13,
qui est vissé par sa tête épaissie 14 dans un trou taradué de la tête 15 d'une deuil= le 16,qui entoure le goujon 13 à une certaine distance et qui comporte des fentes longitudinaleso La tête 15 de la douille 16 est de son coté vissée dans un trou taraudé de la tête 17 d'une douille 18, qui entoure la douille 16 à une certaine distance et comporte également des fentes longitudinales.
La douille 18 est de son coté entourée, à une certaine distance., par une douille fendue 19, qui prend appui dans le sens longitudinal contre la tête 17 de la douille 18 et repose par sa face extérieure contre la face intérieure de l'écrou à recouvremento Cette face extérieure, qui-est cylindrique et lis- se sur la plus grande partie de sa longueur, présente une forme conique vers l'extrémité libre de la tête de mise en tension.
En raison de cette face co- nique 20, par le serrage de l'écrou à recouvrement 12, les: douilles 16, 18 et 19, qui peuvent céder élastiquement en raison de leur division par les fentes longitudinales, sont comprimées vers l'intérieur en direction radiale, de sor- te que les fils métalliques 1, rangés l'un contre l'autre dans les rainures sont fortement serréso Les fentes des différentes douilles sont avantageuse- ment décalées l'une par rapport à l'autre,, Les faces Ses douilles 16, 18, 19 et du goujon 13, qui viennent en contact avec les fils métalliques,sont de pré- férence ondulées au moins partiellement., pour augmenter le frottemento Les douilles, ainsi que le goujon, sont avantageusement durcies.
Les fils métalliques 1 exercent., en raison de leur mise sous ten- sion, une action de traction sur le goujon 13 et les douilles 16, 18 et 19; -les forces de traction, agissant sur le goujon 13 et.les douilles 16 et 18, sont transmises, par l'intermédiaire des têtes 14, 15 et 17, à la douille ex- térieure 190 La partie conique de cette douille 19 est par conséquent près- sée avec une force accrue contre les faces coniques 20 de l'écrou à recouvre- ment 12, de sorte que la pression d'application, agissant en direction radia- le sur les fils métalliques, est accrue de façon correspondante.
La tension des fils métalliques agit ainsi dans le sens d'un accroissement des forces d'ad- hérenceo
Comme le:. montrent les figures suivantes, les têtes de mise en ten- sion 2, dont le diamètre n'est que légèrement supérieur au diamètre des fais- ceaux de fils métalliques, sont insérées avec un faible jeu seulement dans des canaux 21, qui constituent, dans le béton 22 à soumettre à une précontrainte., des prolongements des évidements recevant les faisceaux de fils métalliqueso
Dans l'exemple de réalisation selon les figso 14 et 15,la tête de mise en tension 2 comprend un prolongement 23, d'une seule pièce avec la tê- te et muni, sur toute sa longueur,
d'un filetage dont le diamètre extérieur est égal au diamètre de la tête de mise en tensiono Ce prolongement 23 est d'une longueur telle que, lorsque les fils métalliques 1 ne sont pas encore soumis à une tension, ce prolongement fait saillie hors du canal 21 (voir la fige 14). il passe par une ouverture ménagée dans une plaque d'ancrage 24, incorporée dans la face extérieure de la masse de béton 22.
Sur l'extrémité, faisant saillie hors du béton, du prolongement 23 de la tête de mise en ten= sion est vissé un-écrou 25 et, derrière celui-ci, 1. tête d'un organe de trac- tion 26, qui est relié à un appareil de traction, par exemple une presse hy- draulique
Pour la mise en tension des fils métalliques 1, on fait sortir le prolongement 23 hors du canal 21 dans la position représentée sur la fig.15;
la tête de mise en tension elle-même reste encore à l'intérieur du canal 210 On visse ensuite l'écrou 25 le long du prolongement 23 jusqu'à ce qu'il repo- se contre la plaque d'ancrage 24 et constitue ainsi une butée., qui maintient la tête de mise en tension 2 dans la position de tensiono L'écrou est pressé fortement contre la plaque d'ancrage 24 par la force de traction des fils mé- talliques tendus, ce qui produit la précontrainte du béton 22. La partie,, faisant saillie au-delà de l'écrou 25, du prolongement 23,est alors séparée., suivant la ligne indiquée en 27, par exemple à l'aide d'un chalumeau à couper.
Dans l'exemple de réalisation selon les figso 16 et 17, la tête de mise en tension 2 comprend un prolongement 28, dont le diamètre est plus petit que celui de la tête. Il peut être produit par tournage.,par forgeage
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ou par soudage d'une tige sur la tête de mise en tension. Le filetage ne s'étend pas sur toute la longueur du prolongement, celui-ci comporte au con- traire seulement à ses deux extrémités deux parties 29, 30 filetées de même; le diamètre de la partie lisse intermédiaire est au maximum égal au diamètre du noyau des parties filetées.
L'ouverture de passage dans la plaque d'an- crage 24 n'est que légèrement supérieure au diamètre extérieur des parties fi- letéeso Dans le cas de cet exemple de réalisation, on visse d'abord l'écrou sur la partie filetée 29, sur laquelle agit alors la tête de la tige de trac- tion, et après la mise en tension des fils métalliques, on visse l'écrou sur la partie filetée 30, faisant saillie sur la plaque d'ancrage 24, l'écrou 25 paît être amené sur cette partie filetée sans un vissage prolongea La partie du prolongement 28, faisant saillie au-delà de la partie filetée 30, est en- suite séparée,
Le prolongement peut également être relié de manière amovible à la tête de mise en tensions Dans l'exemple de réalisation selon les figso 18 et 19,
le prolongement consiste en une tige 31 vissée dans la tête de mise en tension 2. Lors de la mise en tension des fils métalliques 1, la partie d'ex- trémité filetée de la tête 2 passe alors à travers l'ouverture, de diamètre correspondant, de la plaque d'ancrage 24, et sur le filetage on visse l'écrou 25, prenant appui contre la plaque d'ancrage 24. On dévisse ensuite la tige 31 de la tête de mise en tensiono On évite ainsi la perte de matière, qui est due, dans les deux exemples précédemment décrits, à la séparation de la plus grande partie du prolongement de la tête de mise en tension.
Dans l'exemple de réalisation selon les figs. 20 et 21, l'écrou 25, servant de butée pour la mise en tension, se trouve, avant la mise en ten- sion des fils métalliques 1, à l'intérieur du canal 21. L'écrou est monté sur un goujon fileté 32, vissé dans la tête de mise en tension 2 et sur l'extré- mité libre duquel est vissée la tête d'une tige de traction 26, reliée à l'ap- pareil de traction et insérée dans le canal 21o Lors de la mise en tension des fils métalliques 1, l'écrou 25 passe par l'ouverture, ménagée dans la plaque d'ancrage 24 et dont le diamètre est un peu supérieur à la dimension maximum (entre les angles) de l'écrou et au diamètre de la tête de la tige de traction 26.
Entre l'écrou 25 et la plaque d'ancrage 24 on insère une pièce de support, par exemple une bague divisée en deux parties, 33, au moyen de la- quelle l'écrou prend appui contre la plaque d'ancrage 24. Pour empêcher que les deux parties de la bague 33 s'écartent en glissant sous l'écrou, ce qui aurait pour résultat que l'écrou serait à nouveau ramené par traction à l'in- térieur du canal 21, la plaque d'ancrage 24 comporte, sur sa face extérieure, une feuillure 34, dans laquelle les deux moitiés de la bague, lorsqu'elles sont juxtaposées l'une à l'autre, s'adaptent tout juste, de sorte qu'elles ne peu- vent pas s'écarter l'une de l'autre. Après la mise en tension des fils métal- liques, on dévisse du goujon 32 la tête de la tige de traction 26.
Dans les exemples de réalisation précédemment décrits, les pièces, qui servent, après la mise en tension des fils métalliques, à l'ancrage de la tête de mise en tension, sont situées extérieurement au béton é2. Mais on peut également l'éviter, comme le montre la fige 22, @@ reportant la plaque d'an- crage 24 d'une certaine distance à l'intérieur du béton 22. Le goujon fileté 35, monté sur la tête de mise en tension 2, et l'écrou 25, monté sur ce gou- jon, se trouvent alors, après la mise en tension des fils métalliques, encore à l'intérieur du canal 21 et sont, pour leur protection contre la corrosion, enrobés de mortier ou matière analogue, avec lequel on remplit la partie du ca- nal 21 qui les reçoit. Le béton 22 présente alors une surface extérieure lis- se sans partie saillante.
Dans cette forme de réalisation, la tête de mise en tension comporte initialement un long prolongement, par exemple conformément aux fig. 16, 17 ou 18,19, sur lequel agit l'appareil de traction. La partie, faisant saillie hors du béton, de ce prolongement de la tête est coupée après que la mise en tension est achevée Mais on peut également prévoir une cons- truction selon les figs. 20 et 21, dans laquelle on fait passer l'écrou 25 à travers une ouverture de diamètre approprié de la plaque d'ancrage et on insère ensuite par dessous une pièce de support en plusieurs partieso Pour permet= tre cette construction, le canal 21 devrait évidemment être élargi de façon appropriée dans sa partie extérieure.
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Dans 1-'exemple de réalisation selon les figs. 7 à 10, les fils mé- talliques du faisceau sont rangés 1'un à côté de J'autre dans un évidement de forme annulaire de la tête de mise en tension et le noyau de cet évidement an- nulaire est constitué par un goujon ancré dans la tête de mise en tension, G" goujon peut, conformément à une caractéristique additionnelle de l'invention, être constitué par le prolongement de la tête de mise en tensiono Les figso 23 et 24 représentent un exemple de réalisation de cette dispositiono Dans cet exemple,le prolongement 36, qui peut être constitué par une tige confor- mément aux figso 18 et 19 ou par un goujon fileté conformément aux figso 20 et 21,
est vissé dans la tête de mise en tension 20 La partie d'extrémité vis- sée de ce prolongement 36 porte un prolongement en forme de goujon 37, qui fait saillie, comme noyau, dans un trou cylindrique de la tête de mise en tension, de manière à former un évidement annulaire dans lequel sont insérés les fils 1. Cette construction garantit, avec des moyens extrêmement simples, que le goujon-noyau peut résister à la grande force de traction due aux fils métal- liques mis en tensiono
La figo 25 représente un exemple additionnel de réalisation par- ticulièrement simple. Dans celui-ci, le prolongement 36 est,, également dans la partie qui constitue le noyau de l'évidement annulaire, muni d'une partie filetée à savoir, de façon continue avec le même diamètre.
Cette partie fi- letée produit le même effet que la forme ondulée du noyau selon la figo 23, à savoir, l'obtension d'une adhérence meilleure des fils métalliques dans la tête de mise en tension;, Mais, pour éviter que les fils métalliques soient, sous l'influence du pas du filetage, repoussés hors de leur direction axiale la dernière partie 39 du noyau, qui fait saillie hors de la tête de mise en tension, est cylindrique et lisse.
REVENDICATIONS.