Brevet FR2097070A1 — publié le 19720303

L'invention concerne la construction par grands élé- ments tridimensionnels dite "cellules1 ou "modules". Les procédés connus à ce jour, ou bien réalisent la cellule en béton armé, ou bien assemblent dans une structure en profilés d'acier, les panneaux (planchers préfabriqués, cloisons sèches, murs rideaux, faux plafonds) livrés par l'industrie. pans le premier cas, le rapport poids-volume trop élevé limite la dimension des cellules ou leurs possibilités de transport et de distribution. Dans le second cas, le prix élevé des fournitures et les charges supplémentaires pour joindre les panneaux à leur périphérie, pèsent trop lourdement sur les prix de revient. La présente invention a pour objet de pallier ces dif facultés. On y parvient, selon l'invention, par le fait que la cellule comporte une coque en tôles plissées formant l'âme des parois horizontales et verticales des six faces de la cellule, la cellule constituant un ensemble auto stable et indéformable. On entends ici par "tôle plissée", toute tôle comportant des déformations telles que l'épaisseur entre les deux faces de la tôle plissée soit supérieure à l'épaisseur de la tôle non plissée, ces déformations ayant pour but d'augmenter dans une proportion considérable la rigidité de la tôle, de façon bien connue De préférence, ces déformations sont des nervures parallèles, régulibrement espacées, leur section droite étant de préférence en forme d'auge. Cette forme permet en effet d'obtenir des surfaces planes parallèles au plan de la paroi et d'utiliser une tôle d'épaisseur minimale, pouvant etre comprise dans l'intervalle 1-0,6 mm. L'utilisation d'une tôle "ondulée", à section sinusot- dale, obligerait à recourir à des épaisseurs plus importantes. Le parti qu'en tire l'invention pour réaliser planchers, plafonds, cloisons, murs extérieurs, et pour incorporer à la cellule l'équipement de la construction, débouche sur des processus de fabrication simples, rapides, économiques et industri alisables. Avec un rapport poide-volune sensiblement amélioré, la cellule est autostable, c'est-à-dire que jointe aux cellules voisines, elle concourt sans l'appoint de structure auxiliaire, à la stabilité générale de constructions peu élevées, c'est-à-dire jusqu'à trois niveaux. Une particularité de l'invention réside dans le fait que le plancher est suspendu aux parois verticales (murs et éventuellement cloisons) de la coque0 Une autre particularité de l'invention réside dans l'emploi de renforts verticaux judicieusement placés d'après les résultats du calcul et des essais statiques et dynamiques. Ces renforts permettent de manutentionner les cellules, de poser les cellules sur des fondations ponctuelles au droit de ces renforts, de superposer les cellules et d'assurer les points d'appui de la toiture. Un autre avantage de l'invention réside dans la possibilité d'utiliser la coque comme gabarit de fixation a) La position relative des pièces de ltéquipement de la cellule est assurée avec la précision nécessaire aux raccordements ultérieurs dans la cellule ou entre cellules b) La fixation de ces pièces peut titre réalisée de fa çon simple et économique parce que non apparente par soudure, boulennage, aimantation, collage, ou tout autre moyen c) La constitution de la paroi permet d'accéder, meme ultérieurement et avec un outillage simple et d'usage courant, aux conduits, canalisations, et à l'appareillage encastré. Une cellule conforme à l'invention se singularise aussi par le finit que la tôle est toujours cachée dans la paroi de la cellule, donc que les jonctions entre les différentes tôles de la coque n'étant jamais apparentes, sont exemptes de toute servitude d'étanchéité et de finition. rn outre, il est essentiel de noter que la tôle constitue un support interne pour tout revetement, permettant d'employer, malgr g eur poids, des matériaux traditionnels (béton léger de pouzzolane ou d'argile expansé, au plancher ; platre manufacturé comme revttement intérieur ; mortier projeté, pierres pelliculaires, plaques de béton léger comme revêtement extérieur) parce qu'appliqués en couches minces sur le support constitué par la tôle de la coque. Dans la construction définitive, la coque de la cellule est entièrement habillée par un revêtement qui est choisi de préférence résistant au feu et qui fournit la protection au feu de la structure métallique constituée par la coque. Par ailleurs, les operQtions pour construire et éaui per a cellule peuvent autre réparties sur autanjde postes de travail que l'organisation rationnelle le rendra nécessaire, avec ces avantages essentiels que le rapport poids-volume de la cellule permet une translation facile et économique sur l'aire de l'usine, et que les matériaux mis en oeuvre ne provoquent en aucun cas l'immobilisation prolongée de ltélément sur le poste de travails La construction au chantier est obtenue par simple juxtaposition et/ou superposition des cellules fabriquées en usine. Sur une infrastructure préparée comportant les amenées et évacuations de fluides er des points précis, et des fondatinneponctuelles dispoeées suivant un quadrillage modulé, un engin de manutention (grue, engin porte containers, ou tcut autre mo yen) met en nl pJace les cellules du premier niveau de la construc- tion. les fondations peuvent titre réalisées sous la forme de dès en béton où sont insérées des platines métalliques dont l'arase supérieure est nivelée avec précision. Les cellules reposent sur ces platines sans qu'aucun scellement soit nécessaire. La solidarisation des éléments d'un même niveau du bâtiment est réalisée d'une part par joint mécanique, au pourtour des ouvertures intérieures à la construction et communes à deux cellules, d'autre part au niveau des plafonds en des points précis de renfort. T?.e.s distositifs simples évitent les flèches différentielles entre planchers des cellules au droit des ouvertures. La finition des joints est assurée - au pourtour des ouvertures communes, par vissage ou clipsage d'un capot métalliaue prépeint ou tout autre matériau, - au sol par coulage d'un mortier plastique sur fond de joint, ou par clipsage d'un joint mécanique, ou par tout autre système 9 - en façade, par joint plastique étanche, les parois juxtaposées de deux cellules contiguës comportent sur leur périphérie un joint continu en matière isoante soupape, fixé en usine sur l'une ou autre des cellules et fonctionnant par écrasement lors de la mise en place des cellules. L'espace ainsi réservé entre les parois des cellules peut titre ventilé pour éviter toute condensation. tes cellules peuvent titre superposées : les renforts soudés aux coques transmettent les charges aux plots de fondations. Les cellules du niveau supérieur sont posées et réglées sur celles du niveau inférieur par l'intermédiaire de quatre pions de centrage. Des cales en néoprène ou toute autre matière isolante peuvent titre interposées au contact des cellules de niveau différent. les diverses caractéristiques et avantages de la pr6- sente invention seront mieux compris par la description d'un mode de réalisation illustré à titre explicatif, mais non limitatif aux dessins ci-annexés. - la figure 1 est une vue schématique d'un logement comportant trois cellules réalisées conformément à l'invention - la figure 2, en deux parties 2a et 2b, est une vue perspective partielle et intérieure de la partie basse (figure 2a) et de la partie haute (figure 2b) de l'angle d'une cellule, correspondant aux régions marquées A sur la figure 1 - la figure 3 est une vue de détail relative à l'appli- cation d'un enduit au mortier sur la tôle nervurée de la cellule;; - la figure 4 est une perspective montrant la jonction de deux cellules, au droit d'une ouverture commune dans un mur latéral, correspondant à la région marquée B sur la figure i - la figure 5 est une perspective partielle d'une variante de réalisation d'un capot utilisé dans le montage de la figure 4, et - la figure 6 représente, en coupe et en plan, des portions de cellule. La figure 1 est une perspective schématique d'un logement constitué par assemblage de trois cellules réalisées con forcément à l'invention. te plancher S de chaque cellule est composé (figure 2a) d'une tôle nervurée 1 et d'un remplissage 2 contribuant à l'iso- lation thermique et phonique, au confort, par son effet de masse (inertie), éventuellement à la résistance mécanique, et pouvant recevoir des incorporations. Dans le cas où le remplissage est en béton léger, il est armé d'un treillis soudé 3 et surmonté d'une chape 4 plus résistante recevant le revêtement de sol 5. te mur latéral L d'une cellule est composé d'une tme 6 en tôle nervurée prise en partie haute et basse par des profilés 7 et 8 en U et renforcée à intervalles réguliers par des renforts verticaux 9, (vus égalent sur la figure 1). L'âme 6 est recouverte sur sa face interne d'un isolant 10 et d'un revêtement intérieur 11 constituant ou pouvant recevoir le revêtement de finition (papier, peinture, etc...). S'il s'agit, comme sur la figure, d'un mur latéral contre lequel vient s'assembler une deuxième cellule,l'autre face de l'âme ne comporte pas de revêtement extérieure Sinon, lSne 6 est normalement recouverte sur sa face externe d'un revêtement extérieur. On a également esquissé sur les figures 2a et 2b les profilés 8' et 7' du mur latéral de la cellule voisine. T'isolant 10 peut titre composé de plaques et collé, ou bien injecté entre la tôle et le revêtement ou bien injecté entre la tôle et un coffrage amovible dit conformateur. le revêtement 11 peut être collé sur l'isolant 001 proje t, ou bien encore adhérer à 11 isolant lors de l'injection de celui-ci. Il neut être omis si l'isolant possède des qualités de surface et mécaniques suffisantes pour constituer ou recevoir le revêtement de finition. On voit, à main gauche, sur la figure 2, un mur frontal F dont la composition est semblable au mur latéral à l'exception de sa terminaison saute 12 et basse 13. Sur la figure 2a, le mur F comporte un revêtement extérieur 14. Un des avantages de la présente invention est que la tôle constituant l'âme du mur suffit par elle-meme à supporter le matériau d'isolation et le revêtement, lequel neut autre constitué de matériaux traditionnels (mortier, pierre pelliculaire, céramique), le bâtiment réalisé pouvant avoir lui-meme un aspect traditionnel. D3nH le cas où le revttement est un enduit au mortier, celui-ci est appliqué par projection sur la tôle au travers d'un grillage métallique qui sert d'armature maintenu par des écarteurs à distance convenable de la tôle. La figure 3 montre schématiquement un tel grillage G maintenu par des écarteurs tels que E dont l'autre extrémité est fixée à la tôle (non représenté.). La figure 2b' montre le plafond P constitué d'une gme en tôle nervurée 15 portant sur sa s face interne un isolant 16 et d'un revêtement 17. les tettes 18, 18t des renforts verticaux de deux cellules voisines sont assemblées par une pièce 19 solidarisant les cellules entre elles. La figure 4 montre la jonction de deux cellules au droit d'une ouverture commune dans un mur latéral. On y voit les profilés métalliques 19 et 19' qui portent les planchers des deux cellules au droit de la baie, le profilé 20' en U en pied de mur latéral de l'une des cellules, les profilés métalliques 21 et 21' renforçant la baie à son pourtour dans chacune des dêux cellules ainsi qu'un second renfort 22 et 2210 Deicales 23 d'écartement sont disposées à l'endroit où sont assemblées les profilés des deux cellules voisines qui sont ainsi maintenues solidaires et espacées. Un capot 24 vient recouvrir les assemblages ; il neut comporter une feuillure (comme représenté en figure 5) si cette baie reçoit une porte. Dee cales d'écartement 25 sont également disposées entre les profilés 19 et 19wo Elles sont introduites par un orifices découpé 26, 26' et maintiennent ensemble les ailes supérieures 27 et 27' des profilés 19 et 19'. Elles permettent ainsi d'éviter les flèches différentielles entre les planchers des deux cellules voisines qui auraient pour effet de dégrader le revete- ment de sol. TJne plaque 28 de matériau isolant et souple est placée entre deux cellules accolées au pourtour des murs latéraux, lesquels sont juxtaposés en partie haute, en partie basse et verticalement aux deux extrémités. Elle sert à calfeutrer et à isoler thermiquement l'espace compris entre les deux cellules La figure 6 représente, en coupe et en plan, différents endroits des parois d'une cellule, savoir une coupe sur mur frontal au droit d'une porte-fenêtre V, une élévation et plan d'une ouverture O dans un mur latéral, une coupe sur une cloison intérieure au droit d'une porte K, une élévation et plan des renforts verticaux 9 et les plots de fondations 29 et la platine 30 qui les surmonte. REYENICÂT IONS 1. Cellule de construction autostable et indéformable comprenant deux parois verticales latérales, deux parois verticales frontales, une paroi horizontale de plancher et une paroi horizontale de plafond, disposées comme six faces d'un parallélé pipéde, caractérisée en ce que chacune de ces six parois comporte une âme constituée par une tôle plissée, ces six amers étant reliées entre elles de façon à constituer une coque, l'âme de la paroi de plancher s'étendant sous les parois latérales et étant suspendue aux parois latérales qui se comportent comme des poutres. 2, Cellule de construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ame de chaque paroi latérale a ses plis verticaux et est encastrée, en partie basse entre les deux ailes d'un profilé de base et, en partie haute, entre deux ailes d'un profilé de sommet, ces deux profilés étant chacun un profilé longitudinal horizontal auquel est fixée l'âme de la paroi latérale ; en ce que l'ame de la paroi de plancher a ses plis perpendiculaires aux parois latérales et est disposée sous lesdits profilés de base, cette paroi de plancher étant suspendue aux parois latérales par fixation de l'amie de la paroi de plancher auxdits profilés de base ; en ce que l'âme de la paroi de plafond a ses plis perpendiculaires aux parois latérales et repose sur lesdits profilés de sommet, avec fixation de l' & e de la paroi de plancher auxdits profilés de sommet ; et en ce que 1' & e de chaque paroi frontale a ses plis verticaux et est reliée à sa périphérie aux tses des parois horizontales et des parois latéra lests la liaison de deux lies se faisant chaque fois par l'interne médiaire d'un profilé dispos entre et le long des bords contigus des deux âmes et auxquels sont fixés lesdits bords. Cellule de construction selon la revendication 2, caractérisée en ce que les profilés de sommet et de- base sont des profilés en U. 4. Cellule de construction selon la revendication 2 Ou 3, caractérisée en ce que les profilés intermédiaires sont des profilés en L ou en Z. Cellule de construction selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les Smes des parois latérales comportent de place en place des renforts verticaux aptes à transmettre aux fondations la charge de la cellule et à supporter une charpente de la cellule ou une autre cellule placée au-dessus. 6. Cellule de construction selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits renforts comprennent des profilés qui ont une forme en rapport avec celle des plis de l'me à laquelle ils sont fixés, en sorte que le profilé s'encastre partiellement dans un pli de 1' & e. 7. Cellule de construction selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que lesdits renforts sont équipés de pièces conçues pour la manutention de la cellule. 8. Cellule de construction selon la revendication 7, caractérisée en ce que certaines au moins des parois comportent un revêtement qui empoche le voile de l'åme de la paroi. Cellule de construction selon la revendication 7, caractérisée en ce que la paroi de plancher comporte un remplissage en béton avec en sous-face ladite ame ondulée, le remplissage épousant les plis de l'tme qui fait corps avec le remplissage. 10. Cellule de construction selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'une au moins des parois latérales et frontales comporte un revêtement intérieur plus rigide que l' & e de la paroi et comporte, entre cette Ame et ce revttement, une matière de liaison expansée. 11. Cellule de construction selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite matière de liaison est sous la forme d'un panneau collé à l'ame. 12. Cellule de construction selon une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que l'une au moins des parois latérales et frontales comporte du c8té extérieur à la cellule un grillage fixé à l'âme de la paroi et à travers lequel a été projeté un mortier. 13. Cellule de construction selon une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ltune au moins des mes des parois latérales et frontales comporte une ouverture et en ce que des profilés de renfort sont fixés à cette tme pour la renforcer sur le pourtour de ladite ouverture tout en servant de chassies à 1 'ouverture. Cellule de construction selon la revendication 13, caractérisée en ce que les profilés de renfort sont fixés à l'sue le long de l'un de leurs bords longitudinaux et ont leur autre bord longitudinal en recouvrement ou dans le prolongement d'un revêtement de limez Cellule de construction selon une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle est accolée par une paroi latérale ou frontale à une paroi latérale ou frontale d'une autre cellule selon une des revendications 1 à 14, ces deux parois ayant une ouverture commune et étant solidarisées par liaison mécanique de leur Azymes sur le pourtour de cette ouvertures. 16. Cellule de construction selon la revendication 15, caractérisée en ce que les âmes des deux parois en vis à vis sont maintenues écartées et sont assemblées par l'intermédiaire de couples de profilés de renfort, fixés aux ames sur le pourtour de l'ouverture commune et fixés entre eux. lie Cellule de construction selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que les profilés de base fixés aux Qmes de ces deux parois en vis à vis sont assemblés par l'intermédiaire de deux profilés d'assemblage longitudinaux disposés en vis à vis entre les profilés de base et fixés respectivement à l'un et à l'autre des profilés de base, ces deux profilés d'assemblage présentant deux ailes supérieures maintenues ensemble avec des cales d'écartement. 18. Cellule de construction selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisée en ce qu'un matériau isolant et souple est placé entre les Sies des deux parois en vis à vis sur le pourtour de ces parois. Cellule de construction selon une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les gmes sont en tales nervurées. 20. Cellule de construction selon une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce que les tmes ont une épaisseur de tale de 0,6 à 1 mm.