Brevet FR2077757A1 — publié le 19711105

La présente invention concerne un élément de construction composé d'un panneau en bois collé, et d'un revêtement sur au moins l'une des faces dudit panneau. Elle concerne également la méthode de sa fabrication. Les éléments connus de ce genre présentent un certain nombre d'inconvénients : ils sont comparativement lourds, et moins résistants à poids égal ; il est quasi impossible de leur donner une forme autre que plane, et, par exemple, une forme courbe, après leur fabrication, cette dernière étant d'ailleurs en général compliquke, et par consequent, onéreuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en créant un élément dont le panneau susmentionné, constituant la partie de base dudit élément, comprend au moins un ensemble de deux feuillets en bois collé, fixés de préférence par collage, de part et d'autre d'une âme en bois collé ; et au moins sur l'une des faces supérieure et/ou inférieure dudit panneau, un revêtement fixé par tout moyen approprié, ce revêtement ayant des qualités d''étanchéité et/ou d'isolant thermique, acoustique, etc... ainsi qutéventuellement un aspect décoratif. La réalisation de cet élément est obtenue par une mé- thode de fabrication rapide et sure, permettant aussi bien d'amé- liorer la qualité de fabrication que le prix de revient. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront du texte suivant et des figures y afférentes, données à titre d'exemple, dont Les figures 1, 2, 3 et 4 montrent, en coupe, des divers modes de réalisation de ltélément conforme à l'invention. La figure 5 montre en perspective axonométrique, partiellement un panneau en bois. La figure 6 montre le schéma de fabrication. La figure 7 montre en perspective axonométrique le prin cipe de collage H.F. des feuillets, parties constitutives du panneau. La figure 8 montre en vue les extrémités de deux feuillets terminés pour l'assemblage des panneaux de très grande longueur. La figure 1 montre un élément E constitué par un panneau P et un revêtement R. Le revêtement peut être fixé de toute manière voulue sur l'une des faces du panneau. Il peut être constitué par une ou plusieurs couches d'un vernis ou de bitume, ou similaire, ou une plaque d'un matériau protecteur quelconque tel que par exemple une feuille en matière plastique collée sur ladite face. Ce revêtement peut également être composé de matériaux différents tel que, par exemple, du bitume directement appliqué sur la face du panneau, un isolant quelconque collé sur la couche du bitume et une ou plusieurs feuilles d'un matériau assurant l'étanchéité de ltensemble, étant fixées (par collage de préférence) sur cet isolant. Des éléments pourvus d'un tel revêtement peuvent avantageusement être utilisés pour des toitures, même des toitures courbes, grâce à leur excellente résilience, comme il sera expliqué plus en détail ci-après. Il est dans le cadre de l'invention de réaliser la dernière couche de ce revêtement (ou le revêtement tout court, si celui-ci ne comprend qu'une seule couche) sous une forme ayant un aspect aussi bien utilitaire que décoratif : par exemple en imitant les tuiles ou similaires d'un tot ; ou encore, un revêtement déco- ratif mural du sol, etc... pour cloisons et planchers et autres. Le panneau en bois est constitué par deux feuilles F1 et F2 composées de voliges V1, V2, V'1, V'2 de faible épaisseur e1, e2, collées les unes contre les autres par leurs surfaces latérales longitudinales 1 x e ; et par une dme composée par des lathesde bois A1, A2, A3, A'1... disposées transversalement, et de préférence, perpendiculaires aux voliges V constitutives des feuilles F1 et F2, cette âme étant collée en C entre lesdites feuilles. L'épaisseur e peut être la même pour les voliges de deux feuilles F1, F2, ou encore être différente, selon les résultats désirés du point de vue résistance à la flexion du panneau et sa résilience. Comme l'on- peut voir dans la figure I (et les figures 2, 3 et 4), la (ou les) revêtements sont de préférence continus sur toute la surface du panneau. - L'âme comprend des lattes A1, A2, A3, A'1... Leur lon eu est généralement égale à la largeur B du panneau (fig. 4). T a largeur b ae chaque latte est, en général, égale à une telle ration de la longueur de chaque volige V, que la somme des lar geurs s d'un certain nombre de lattes, disposées les unes contre les autres par leurs surfaces B x h, est égale à la longueur 1 d'une volige. La hauteur h de la latte dépend uniquement de la résistance et résilience désirées du panneau. Conformément à l'invention les lattes A ne sont pas eolléesles unes aux autres, mais uniquement collées par leurs surfaces supérieures et inférieures B x b' sur les faces intérieures des feuillets F1 et F2. Cette disposition des lattes permet un allégement considérable du panneau tout en améliorant sa résilience, sans pour autant diminuer sa résistance. Dans l'exemple montré dans les figures, la largeur b des lattes A a été choisie à 1/3 de la longueur 1 des voliges. il est toutefois dans le cadre de l'invention d'utiliser des lattes des largeurs égales à une fraction quelconque de la longueur 1 des voliges. On peut, notamment envisager des lattes dnnt la largeur b soit inférieure à la hauteur h. il est également dans le cadre de l'invention de réaliser des voliges et/ou des lattes qui sont en bois lamellé, c'està-dire que l'une ou plusieurs lattes par volige et/ou une ou plusieurs voliges par panneau sont constituées par des minces voliges en bois collez Dans la figure 2, il est décrit un élément de construction conforme à l'invention, dont les deux faces extérieures des feuillets F1 et F2 portent un revêtement R1 et R2. Il est évident que les deux revêtements peuvent être les mêmes, ou être différents. Le revêtement R1 peut, par exemple, être protecteur et décoratif, tandis que le revêtement R2 est un isolant thermique et/ ou acoustique. La figure 3 montre nn élément de construction à deux panneaux P1 et P2, comportant deux feuillets extrêmes F1 et F3 et un feuillet intermédiaire F2 commun aux deux panneaux susmentionnés ; deux ames A (A1, A2, A3...) et A' (A'1, A'2, A'3...) sont collées entre les feuilles F1 et F2, et F2 et F3 respectivement. Un revêtement R est prévu sur la face supérieure du panneau P1 ; un autre revêtement R' peut être fixé sur la face inférieure du panneau P2. il est évident que les deux revêtements peuvent être similaires, ou encore être différents : par exemple, pour un plancher, le revêtement supérieur R peut être un revêtement du sol, tandis que l'inférieur R' est un revêtement pour plafond ayant des caractéristiques isolantes et décoratives.L'un ou les deux revêtements peuvent également comprendre tous les conduits et branchements pour la chauffage, l'électricité, etc... (non montrée sur les figures). Ceci est également applicable à toutes les variantes montrées et possible de l'élément conforme à l'invention. La figure4 décrit, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un élément de construction pour toitures : le panneau P porte un revêtement R sur sa face supérieure composé d'une couche de bitume 1, d'une couche d'une- matière isolante 2 et d'une couche protectrice 3 ayant des qualités d'étanchéité et contre l'usure érosive. Un autre revêtement pourrait être ajouté sur la face inférieure du panneau P si ainsi désiré. Si, dans l'élément de construction conforme à l'invention, le revêtement constitue une partie indispensable, le panneau reste sa partie de base. C'est en effet, lui qui détermine la résistance et la résilience de l'ensemble. Pour mieux oomprendre cette partie de base, le texte suivant et la figure 5 y afférente décriront plus en détail sa constitution et son comportement. Comme c'est déjà indiqué plus haut, le panneau P comprend un feuillet supérieur F1, et un feuillet inférieur F2 Ces feuillets sont réalisés en collant, conformément à l'invention, des voliges V1, V2, V3... les unes aux autres par leurs faces latérales uniquement. La longueur totale d'un panneau L étant, en général, nettement supérieure à sa largeur B, le panneau travaillera essentiellement dans le plan des sections B x h (h = hauteur du panneau). Un collage des faces avant etarrière des voliges, les unes aux autres, n'ajoutera que peu de résistance utile, tout en diminuant la résilience du panneau. Cette rés-ilience est particulièrement appréciable au cas où le panneau doit, lors de sa mise en place, subir une certaine courbure (pour une toiture, par exemple). Les feuilles F1 et F2, une fois collées et terminées, sont collées de part et d'autre d'une ame composée de lattes A1; A2... Le nombre de lattes est,- de préférence égal à un multiple du nombre des voliges, de façon à ce que la largeur de chaque latte A soit égale à une fraction déterminée de la longueur d'une volige V = 1 , n étant le nombre de lattes par volige. La longueur n de chaque latte est, de préférence, mais non nécessairement, égale à la largeur B du panneau. La hauteur h des lattes est déterminée en fonction dela résistance et de la résilience désirées du panneau à fabriquer. Les lattes ne sont pas collées entre elles, mais seulement par leurs surfaces supérieures et inférieures aux feuillets F1 et F2.On remarque que les voliges sont assemblées entre elles de façon à ce que l'extrémité de la volige du rang (x2) par rapport à l'extrémité de la volige du rang supérieur (X3) ou au rang inférieur (X1) soit décalée d'une longueur correspondant, de préférence à la largeur b delta latte, cette largeur b étant une fraction entière de la longueur de la volige. On obtient alors un ordre de distribution déterminé des feuilles et des ames du panneau. On remarque également que le schéma de collage des pièces constitutives du panneau entre elles est tel que la totalité du panneau constitue un ensemble homogène sous forme d'un ordre déterminé dans la distribution des voliges et lattes, notamment du point de vue de la distribution des efforts, permettant ainsi un considérable gain en résistance et résilience pour un poids sensiblement égal. La Demanderesse a obtenu d'excellents résultats avec des voliges d'une largeur entre 80 et 100 mm et d'une épaisseur e = 8 mm, -14 mm, et des lattes d'une largeur b entre 80 è 100 mm et d'une épaisseur allant de 10 à 24 mm, le nombre de lattes par volige pouvant varier entre 3 à 6, pour des panneaux dont la longueur pouvait aller de 6,60 m à 13,50 m, et la largeur de 0,80 m à 1,00 m. Dans le cas d'nn panneau aux feuillets F1 et F2 en sapin du Nord ordinaire de 8 mm d'épaisseur et une largeur des voliges de 95 mm, et l'aune en bois résineux avec des lattes d'une épaisseur de 10 mm et d'une largeur de 95 mm, en ne tenant compte que des feuillets F1 et F2, pour le calcul du module d'inertie, on peut utiliser les caractéristiques suivantes : contrainte admissible : 120 kg/cm2, module d'élasticité : 100.000 kg/cm2. La Demanderesse a en outre pu constater que, pour un panneau ayant ces dimensions, le coefficient de conductibilité thermique utile est de l'ordre de 0,12 kcal/m.hoC. On voit que, par rapport aux panneaux connus, la résistance et la résilience du panneau conforme à l'invention sont excellentes, tout en ayant un poids total relativement faible. On procédera dans ce qui suit à la description de la méthode de fabrication des éléments de construction conformes à l'invention. La figure 6 montre les étapes de fabrication. Les bois presciés sont séchés en 10 artificiellement de façon connue en soi ; les bois séchés, après repos de 24 heures environ et une période d'équilibrage de 4 à 6 jours sont achemines selon leur type et qualité vers les chaines "fabrica- tion feuillets" et "fabrication âmes respectivement. Les feuillets F sont, en général, en pin, sapin ou hêtre, plus rarement en acajou, sipo ou similaire. Les bois séchés destinés à la fabrication des voliges V constitutives des feuillets F sont acheminés vers le (ou les) poste(s) de sciage 11. Les dêchets ayant des dimensions suffisamment importantes sont stockés pour être utilisés dans la fabrication des âmes. Les sciages sont, par la suite, rabotés en 12, aux dimensions désirées, et passent au poste de tronçonnage 13 pour y être découpés aux longueurs correspondant aux dimensions de panneau désiré. Les voliges ainsi préparées sont alors acheminées vers le poste de collage 14. Au poste 18, toutes les colles pour la fabrieation de l'élément E sont préparées. En général, toutes les colles utilisées sont des colles synthétiques et de préférence incolores comportant une résine et undurcisseur approprié, qui sont mélangés juste avant l'utilisation de la colle. L'atmosphère de l'atelier "colles et collages" (postes 114 et 18) est maintenu c-ontinuelle- ment à une température et à un degré hygrométrique tels que la stabilisation du bois pendant la période de préparation et la polymérisation de la colle après collage s'effectue dans les meilleures conditions possibles. Les voliges V sont, comme c'est déåà mentionné plus haut, collées les unes contre les autres, par leurs surfaces latérales 1 x e, où 1 = longueur de la volige et e = épaisseur de la volige (voir fig. 1 et 5). Conformément à l'invention, ce collage s'effectue en deux temps : un premier temps où les voliges enduites avec la colle sur toutes leurs longueurs sont définitive ment collées entre elles à certains endroits prédéterminés, en utilisant des moyens pour accélérer la polymérisation de la colle à ces endroits uniquement ; et un deuxième temps à polymérisation lente, de tout le restant de la colle dans l'atmosphère ambiante à température et degré hyrométrique contrôlés. Un mode de réalisation du collage sélectif est montré dans la figure 7. Les voliges V1, V2... V'1, V'2... V"1, V V"2... V11, V21... etc sont placées les unes contre les autres par leurs faces latérales longitudinales dans une machine à coller par induction. Cette machine ne faisant pas partie de l'invention ne sera pas décrite en détail. Les électrodes 10, 11, 12, 13, 14, lors du collage, sont disposées alternativement en quinquonce au-dessus et audessous des feuilles sur toute leur largeur de façon qu'au moins 3 électrodes (2 dessus, 1 dessous ou 2 dessous, 1 dessus) agissent sur chaque volige à leurs extrémités et dans leurs parties centrales par exemple. Cet ordre n'est qu'indicatif. Tout autre ordre peut être utilisé, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. La colle ayant été appliquée sur toutes les surfaces latérales des voliges, il s'effectue, lors du passage du courant approprié dans les électrodes un collage sélectif aux joints entre voliges parcourues par le courant HF de collage dans des lignes en quinquonce (fig. 7a). La polymérisation de la colle s'effectue à ces endroits sélectifs par l'action du courant HF en des espaces de temps allant de 4 min. à 12 min. environ. Les endroits d'encollage sont déterminés de manière à conférer à la feuille une rigidité suffisante pour la démonter de la table. La polymérisation du restant de la colle se poursuit alors dans l'atmosphère contrôlée de l'atelier dans un espace de temps de l'ordre de 3 heures. Les avantages de ce mode de collage sont évidents rapidité, précision, simplicité, et, par conséquent, gain de temps, et diminution du prix de revient des panneaux. Parallèlement à la préparation des feuillets, se poursuit la préparation des âmes. Après séchage du bois 10, sciage 15, rabotage 16 et tronçonnage 17, les lattes, ayant les dimensions correspondantes aux panneaux désirés, sont acheminées vers le poste d'assemblage 19. A ce poste 19 arrivent également la colle préparée au poste 18 et les feuillets collés à partir du poste 14. L'assemblage s'effectue par collage sous haute pression par exemple en plaçant les diverses parties constitutives du panneau (feuillets et lattes de l'ame) encollées sous une presse. La pression de collage est maintenue pendant toute la période de polymérisation de la colle. Cette période peut, d'ailleurs, être raccourcie par augmentation dela tewpérature ambiante. Les feuillets F destinés à la fabrication de panneaux très longs peuvent, avantageusement, être stockés après l'opéra- tion de collage sélectif en 14 en plusieurs parties, dont les extrémités se présentent sous forme de plusieurs gradins superposés (fig. 8) et qui peuvent, lors de l'assemblage du panneau au poste 19 être facilement assemblés s pour former un seul feuillet de la longueur désirée et collé en même temps que la totalité du panneau. Les panneaux, après leur assemblage et collage au poste 19, sont alors passés par le (ou les) poste(s) de finition 20. Les opérations de finition sont extrêmement diverses et varient suivant la destination du panneau. D'une manière générale, ces opérations qui se font dans l'atelier charpente et finition snnt les suivantes : - rainurage de 1 ou 2 champs avec ou sans chanfrein sur raboteuse pour assemblage des panneaux entre eux au moyen d'une fausse languette en bois dur (généralement hêtre ou orme). - rainure de 8 mm pour panneaux de 26 mm. - rainure de 12 mm pour panneaux de 35, 40, 52 et 72 mm. - tronçonnage de longueur pour les tronçannages d'équerre, avec scie portative pour les coupes biaises. - bouchonnage une ou deux faces suivant destination des panneaux. - percement, entailles et autres façonnages suivant- le cas. - ponçage, - et éventuellement un prévernissage au prévernis sur l'une ou les deux faces du panneau avec empilage sur rablettes spéciales à étages. Les panneaux terminés arrivent enfin au poste 21 ou le(s) revêtement(s) désiré(s) est (sont) fixé(s) sur l'une ou les deux faces du panneau, soit par collage avec une colle appropriée enprovenance du poste 18, soit par tout autre mode approprié, ce travail étant terminé au poste 22 avant l'envoi des éléments terminés vers leur endroit d'utilisation. Un grand nombre d'améliorations et des modifications peuvent être effectués, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. On pourrait, notamment, faire comprendre dans le revetement les moyens de chauffage, de transport, d'électricité, et autres. REVENDICATIONS 1. Elément de constrlletion, caractérisé en ce qu'il comprend un panneau de bois collé et un revêtement sur au moins une de ses faces. @. Elément de construction suivant la revendication 1, carac tris6 en ce que le panneau, constituant la partie de base de l'é- lément, comprend au moins un ensemble de feuillets relativement minces de bois collé fixés, de préférence par collage, de part et d'autre d'une âme en bois collé ; et, au moins, sur, itune des faces supérieures et/ou inférieures de ce panneau, un revêtement fixé par tout moyen approprié, ce revêtement ayant des qualités d'étan chéité aux fluides et d'isolation notamment thermique et acoustique ainsi qu'éventuellement un aspect décoratif. 3. Element de construction, suivant la revendication I ou 2, caractérisé en ce que ledit panneau est constitué par deux feuillets composés de voliges d'épaisseur relativement faible, fixées de part et d1 autre d'une âme faite de lattes de bois disposées transversa liement aux voliges. 4. Elément de construction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ces voliges sont collées les unes contre les autres uniquement par leurs surfaces latérales. 5. Elément de construction suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'âme est collée par ses faces supérieures et inférieures sur les faces intérieures des feuillets composés uniquement de voliges, les lattes qui constituent 1'âme n' étant pas collées ou autrement fixées les unes aux autres. 6. Elément de construction suivant l'une quelconque des revendications 3 a 5, caractérisé en ce que le nombre des lattes est un multiple du nombre des voliges, de manière à ce que la largeur de chaque latte soit égale à une fraction prédéterminée de la longeur d'une volige. 7. Elément de construction suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur de chaque latte est égale à la largeur du panneau. 8. Elément de construction suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu les voliges sont assemblées de maniète a ce que l'extrémité de la volige d'un rang quelconque soit décalée par rapport à l'extrémité de la vclige du rang supérieur ou inférieur, de longueurs égales correspondantes. 9. élément de construction suivant la revendication 7, caractérisé en ce que cette longueur est égale à la largeur d'une latte, cette largeur étant contenue un nombre entier de fois dans la longueur de la volige. 10. Elément de construction suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement imite les tuiles d'un toit, les revêtements de sol, ou d'autres éléments traditionnels de construction, et qu'il renferme des conduits et des branchements pour le chauffage, les installatiens sanitaires et électriques. 11. Elément de construction suivant l'une querconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux âmes collées sur un feuillet central, deux feuillets extérieurs collés sur les faces extérieures de chacune de ces âmes respecti- vement, et au moins un revêtement sur les faces extérieures des feuillets. 12. Elément de construction pour toîts, selon l'une que lcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un revêtement extérieur, composé d'une couche de bitume, d'une couche d'un matériau isolant et d'une couche de protection éventuellement décorative, étanche à l'eau et. résistante à l'usure par érosion. 13. Elément de construction selon la revendica@i@. 12, caracterisé en ce qu'un second revêtement est applique à la fnie inte- rieure du panneau. 14. Procédé de fabrication de l'élément de construction selon l'ung quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une première phase de cel@ge, au cours de laquel 1 e les voliges sont collées les unes aux autres uniquement par leurs surfaces latérales, cette opération de collage sieffectuan@ en deux temps : - un premier temps où les voliges, enduites de colle sur toute leur longueur, sont collées les unes aux autres à certains endroits prédéterminés, avec utilisation de moyens pour accélérer la polymérisation de la colle à ces endroits uniquement - un second temps de polymérisation lente de toute la colle restante à l'atmosphère ambiante', sous température et hygrométricité contrlées. 15. Procédé de fabrication selon la revendicatisn 14, caractérisé par l'utilisation d'une machine à coller, du type induction haute fréquence, pour coller les voliges uniquement à des endroits prédéterminésj des électrodes étant disposées alternativement en quinconce au-dessus et en dessous des feuillets sur toute leur largeur, de manière à ce qu'au moins trois électrodes (2 dessus, i dessous ou 2 dessous, 1 dessus) agissent sur chaque volige à ses extrémités et en-son centre. 16. Procédé de fabrication dudit élément de construction, caractérisé en ce qutil comprend une seconde phase de collage, au cours de laquelle les feuillets sont collés sur les faces supérieure et inférieure d'une âme, l'ensemble étant mis sous presse, la pression de collage étant maintenue pendant toute la période de polymérisation- de, la colle. 17. Procédé de fabrication dudit élément de construction, caractérisé en ce qu'il comprend une phase 'de stockage, au cours de laquelle les feuillets sont, après fabrication, empilés de manière à ce que leurs extrémités prennent la forme de plusieurs gradins superposée, structure assurant l'assemblage facile des feuillets en feuillets de plus grande longueur.