Brevet FR2069853A1 — publié le 19710910

La présente invention concerne les procédés de construction du type indri lisé dont les éléments de structure épais et légers s'assemblent par simple rapprochement et coulage des joints de solidarisation. L'industrialisation de la construction s'est développée principalement dans deux directions opposées quant au poids et à la nature des matériaux. La préfabrication lourde demande un matériel onéreux de fabrication, de manutention et de mise en oeuvre des panneaux en béton traditionnel de plusieurs tonnes; elle n' é'ite pas facilement les problèmes d'étanchéité, de pont thermique, de fissuration, voire de corrosion des armatures; elle interesse des entreprises qui travaillent en industrialisation fermée pour leur propre compte et sur commandes essentiellement. La préfabrication légère demande un matériel moins onéreux de mise en osuvre, mais utilise des matériaux chers tel que les métaux, les verres, les feuilles isolantes, notamment en façade; les principaux écueils de ce système sont la tenue uans le temps et la résistance mécanique, notamment dans lei construction3 destin es à à l'h@@ita- tion; la prefabrication legere est une industrialisation ouverte pour les architec- tes et les entrepreneurs qui peuvent choisir leu-s éléments sur catalogue dans des gammes standardisées, pioduites et stockées d'avance. @ucun procédé n'a su allier l'épaisseur et le volume de la préfabrication lourde à la legèreté de la piéfabrication légère, ni les moyens de manutention et de mise en oeuvre de la préfabrication légers à des éléments ayant l'aspect de ceux de la pré- fabrication lourde ou semi-lourde. D'autre part dans la préfabrication, la jonction des éléments préfabriqués se fait par coulage de béton ou de liant dans un coffrage additionnel, par vissage de bou- lonnerie, par mise en tension et blocage de cables, par clavetage, par manchoinage, etc, qui demandent temps et précision, et par surcroit obturation des joints par un cordon d'étanchéité peu esthétique. L'originlité de la présente invention consiste, en une voie moyenne, à concilier la fabrication, le transport et la mise en oeuvre dite légers, à des panneaux et éléments de béton léger ayant l'aspect traditionnel de la construction lourde, grâ- ce à divers procédés de structure et de composition qui se conjuguent en vue de les mettre en oeuvre très rapidement à l'aide d'eléments autocoffrnts prête à peindre, solidarisés par un liant durcissant en quelques heures. Une conséquence importante et directe de ce procédé est d'obtenir un meilleur coefficient d'isolation thermique que l'unité habituellement observée dans les systémes répandus. Les principaux avantages de ce procédé sont de fabriquer et de mettre en oeuvre aisément et rapidement, sans moyen onéreux, des constructions très bien isolées thermiquement, qu'elles soient ou non destinées à l'habitat, sur un ou plusieurs niveaux. Le procédé de construction, objet de l'invention, comporte des éléuents épais, dont la FABBIOATION se fait en atelier par moulage sur des tables coffrantes ou dans des moules spéciaux; ces éléments ont des parements vus finis "prets à peindre ou à recevoir le revêtement ae finition à leur mise en place, après un simple ragréage des balevres et un garnissage superficiel des manques. Le principe de MONTAGE des éléments est de les rapprocher aux emplacements pré vus, ae les caler, et pour leur solioarisation définitive, de couler un liant dans les sorges prevues a cet effet dans le chant des pieces, ou dans le coffrage réalisé par l'assemblage ce plusieurs éléments, sans avoir recours à un coffrage additionnel provisoi@e. Une realisation du procédé consiste a encastrer suivant les alignements et ni veaux convenables des éléments de façade verticaux dans des éléments longs horizon taux formant coffrage de semelle filante; ces éléments de façade de la hauteur d'é- tage comprernent des élément d'angle et des éléments de murs avec ou sans baie in, corporée dans le cas d'un tous-sol, ou des elements d'angle et des éléments de murs de hauteur reduite formant soubassement dans le cas de constraction à niveau, sur terre-plain; les elements de plancher (ou de dallage sanitaire sur terre-plain) sont posés sur le re@os des éléments verticaux et un coffrage formant chainage-ban deau achève le coffrage du plancher à a périphérie; des éléments d'angle et des élé- ments ts de aux avec et sans baie ou orte incorporée, de la hauteur d'étage, sont dis posés d la periphérie au plancher réalisé; des élements de plaicher et de coffrage poriphérique sont à nouveau disposés, et ainsi de slite ju@qu'auernier niveau dont les éléments foruant cnainage ont l'aspect extorieur de bandeau, cheneau, corniche suivant l'effet ou la fonction recilerché; les liaisons sont coulées au fur ec å mesu re du montage des éléments en respectant les delais nécessaires au durcissement des liaisons; elles forment ainsi 1m réseau de liaisons horizontales à chaque niveau et de Liaisons verticales entre chacun dé. elements de hauteur d'étage; le principe de montage pernet e resforcer la stabiiité generale de la construction en plasant des armatures avec les attentes convenables, suffisantes à encaissez les efforts subis, compte-tenu des résistances propres aux éléments L'ossature et la structure générales de la construction admettent suivant le même principe le montage de murs ou cloisons intérieurs, ou d'éléments préfabriqués spé ciaux tels que bloc W-C, bloc salle de bains, bloc cuisine-laboratoire, etc. Les MATEHIAU@ employés sont des agrégats légers (de densité inférieure à 500 kg au m3) de granulométrie apropliée, moulés à l'aide de tout liant corpatible avec leur nature, armés si nécessaire, en ce qui concerne l'ossature des éléments; d'au tres matériaux légers additionnels peuvent parfaire les qualités d'isolation cher chées en les incluant au moulage à l'intérieur des éléments; les dimensions des élé- ments sont calculés de manière à être peu encombrants et dtun poids relativement faible, afin de pouvoir être transporté et mis en oeuvre par des camions de tonnage moyen, équipés éventuellement de bras hydrauliques de chargement autonomes. L'ISOLATION THEEHIOUS des constructions réalisées selon le procédé décrit, est excellente, et c'en est une caracteristique essentielle découlant directement du choix et de la composition des matériaux; le principe met en oeuvre des matériaux légers, de densité voisine de 0,4, dont la résistance mécanique bonne permet de réaliser des éléments épais et creux, dont la surface utile varie suivant l'usage de 2 à 6 ou 7 mètres carrés; les murs exterieurs étant constitués de deux voiles peu épais et de faible densité, bien que résistants mécaniquement, le vide crée entre ces avoir les étant partiellement rempli ou non de feuilles isolantes à densité inférieure à 0,05, le coefficient d'isolation thermique "k" varie suivant les compositions possibles de 0,5 à 0,2, soit deux à cinq fois la norme en usage actuellement pour les maisons dthaXitation, tout en restant dans une épaisseur de mur identique à celle des constructions traditionnelles en brique creuse avec contre-cloison intérieure. La CLIHATISATION des constructions édifiées selon le procédé décrit est particuli àrement aisée, car les éléments qui couvrent l'enveloppe extérieure des locaux sont creux, que ce soient les murs extérieurs, les planchers ou dallages, les plafonds ou combles; d'autre part l'epeisseur des éléments de liaison permet lors du moulage des pièces, l'aménagement d'orifices de section convenable dans le but de relier entre eux tous les éléments de l'enveloppe extérieure afin d'y aménager la circulation de l'air enfermé dans toute l'enveloppe extérieure du local à climatiser; relié en un point à un générateur thermique, le circuit d'air peut distribuer des calories ou des frigories à la face intérieure des éléments à condition de disposer les feuilles iso- lantes du coté extérieur; l'enveloppe externe du local devient une véritable barriè climatique dont les faces horizontales et verticales fonetionnent par conduction, convection et rayonnement sans avoir à installer aucune canalisation d'eau ou de va peur, ni de gaine de raccordement de fiux d'air, part importante du codt d'installa tion du chauffage. Le dessin annexé à la description générale ci-dessus, illastre un exemple d'ap- plication du procédé de construction appliqué à un batiment élevé d'un niveau sur sous-sol; l'écorche présente un mode de réalisation et d'assemblage d'éléments con forme à la présente invention, Les FONDATIONS du batiment consistent en des éléments-coffrages de sémellea 1, posés sur sol stabilisé, comportant une gme inférieure 2 et des épaulements 3 de hau- teur suffisante pour permettre le calage de niveau des éléments verticaux qu'ils doi test recevoir; la nature de ces éléments est un béton léger d'argile expansée; les fc"loticns de ces éléments sont de transmettre au sol les targes en compression, de coffrer partiellenent le chainage semelle en béton armé 4 qui les liera aux éléments verticaux, de guider l'alignement de ces éléments verticaux; les épaulements 3 servent en outre de repos aux calages en bois par exemple qui suspendront de niveau et par simple clouage les éléments verticaux au dessus des éléments-coffrage de semelle, réservant ainsi sous les voiles externes de ces eléments un espace suffisant au ren- plissage du béton 4. Les BUDS du sous-sol et d'étage semblables comprennent des élents d'angle 5, des éléments courants sans baie 6 et des éléments courants avec baie incorporée 7, tous de hauteur d'étage. Les éléments d'AHCL@ 5 sont ici concus pour recevoir des élénents 6 à l'équerre, mais ils peuvent les recevoir sous tout autre angle adéquat; ils comportant sur leur chant une gorge 8 et un évidement central 9 dont le volume ayant la fonction de vide sanitaire et d'iselation th@imique est eccupé par une chute d'eau pluviale et une lame de feuille isolante, par example polystyrène expansé. La nature de ces éléments est du béton caverneux d'argile expansée dont les faces extérisures sont traitées en enduit mince de mortier de sahle d'argile.' Les fonctions de ces éléments sont d'assurer la liaison des différents plans de facades, de servir de coffrage aux p@t@@ux en béton armé 10, de cacher les descentes d'eaux pluviales peu esthétiques, de ne pas créer de pont thermique aux angles du batiment. les éléments courants, PAHNEAUX sans baie incorporée 6 sont constitués de deur voiles ll de béton léger plein ou caverneux, par exemple béton cavernour d'argile erpan sée, dont la face externe 12 est un enduit mince de mortier de sable dwargile; ces roiles sont réunis par des entretoises verticales 13 et une entretoise horizontale haute 14 dont l'épaissour @@rrespond au vide ménagé les voiles; des @@r@@@ @ i- dentiques à celles des élé@ents d'angle eont ménagées sur les chants verticaux, une gorge 15 plus profonde est ménagée sur le chant supérieur.Le vide 16 entre les vei- les U est partiellement occupé par une feuille isolante, par' exemple de polystyrèn@ expansé, et par un film pare-vapeur, par exemple en pelyans; les fo@otions de cos léments sont de clore extérieurement les locanx, de perter les charges qu'ils sont capables d'encaisser, d'isoler thermiquement les locaux; de servir de coffrage aux poteaux de liaison le. Les éléments courants, PANNEAUX avec MIE incorporée 7, outre les factions et di positions des élem'ents, ont celles d'inclure complètement les baies extérioures 22 de quelque nature qu'elles soiest, avec les fermet@res eu proteotions nécesstires; I'A aliège des fentiren idestique au @@@@@@@ cour@@t, est surmentée de l'appui 23; les voussures et tableaux sont enduits au mertier de sable d'argile; l'encadrement des baiea est traité et armé de manière à ne subir aucune défoimation avant la mise en oeuvre. Les éléments CHAINAGE - BANDEAU 17 17 comportent une âme verticale dont la face ex- terieure est enduite, traitée en bandeau; la face intérieure comporte des attentes qui lieront ces élements au chainage longituainal en beton 18. Les fonctions de ces éléments sont de coffrer le chant du plancher haut de lous-sol (ou d'étage), d'agré menter extéricurement par une décoration appropriée. Les éléments CEAINAGE - COHNICHE 19 comportent deux parties verticales reliées par de courtes entretoises de liaison servant à st@biliser les éléments à la pose, et à parmettre le coulage aisé du chainage en béton 18; la partie verticale interieure 20 sert de lepos aux feriettes et de niveau d'arase d@ béton 18; celle-ci peut être sup primée dans le cas de plancher, celui-ci roposant a@o@@ di@ectement our les éléments 6 et 7; la partie extérieure est traitee en cheneau-co@niche; les fonctions de ces éléments soint de rermettre le coulage du chainage haut des murs, de @upporter la char pente, de décorer les égouts de toiture, Ce former cheneau pour récupérer les eaux de pluie. Les PLANCHERS 21 sont constitués de larges nourdis 25 creux, en b@ton léser dont la face inférieure lisse reste brute de décoffrage; les espaces laisses libres entre les hourdis sont armds et renplis de beton, ainsi que toute la surface du plarcher dans l'épaisseur de la dalle de coapression 26. Les DALL@GES SA@ITATRES sur terre-plein 27 sont constitues des @ê ed el@ents que les planchers; seule varie la densité d'acier en fonction des résistances a absorber. Sur le dessin, la charpente est constituée de femettes a faible entraxe, supportant ces panneaux 29 faisant office de voligeage jointif, et recevant n sous-face des panneaux faisant office de plafond. Les LIAISONS en béton armé sont calculées pour @ésister aux contraintes appliquées; le chainage de semelle 4 est coffré au fond par les eléments I et surles cotés par les eléments I et 6 ou 7, co me il @ eté expliqué ci-dessus; le beton est introduit par des lumieres reservdes dans le voile interieur au niveau du dailage de plancher. Le chainage 18 de plancher est coffre ou fond par les elements 6 ou 7, extérieurement par les élements 17; le béton est introduit au monent du coulage du plan cher. Le chainage 18 naut des m@rs est coffré au fond par le@ @lénents 6 ou 7, late- ralement par les lements 19; le béton est introduit par la face supcrieure partielle ment occupce par queiques entreteises.Le cnainages verticaux 10 sent armés, et relient en un réseau de poteaux les chainages hoxizontamx entre eux à ccndition de placer les attentes en acier necessaires à ces liaisons, depuis le chainage-femelle jusqu'au dernier chainage haut de mur. Le procédé de construction objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où le batiment à construire doit être exécuté dans de tres courts délais et avec de faibles moyens de tranoport et de mise en oeuvre, ou loisqu'il doit avoir une excellente isolation thermique, ou lorsqu'on recherche un moyen tres economique de cliuatisation, ou encore lorsque l'aspect extérieur doit Btre très soigné et exempt de joints rapportes entre les panneaux. Le mise en oeuvrede constructions fabriquees par c C procédé est possible là où les accès oifficiles ne la permettent pas auxprocédés lourds; ce procédé peut être adopté même lorsqu'on recherche une esthétique traditionnelle que ce soit dans les ba timents à usage d'habitation, ou à usage quelconque. La simplicité du procédé pennet un e ctandardisation des eléments et la vente de ceux-ci sur catalogue, 1; fabrication étant alors effectuée en industrialisation ouverte. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé de construction industrialisable par éléments de béton léger autocof- frants de leurs liaisons de mise en oeuvre et à forte isolation thez ique, caractérisé par le fait qu'il utilise des éléments d'un POIDS ne dépassant pas la de mi-tonne afin de ne pas avoir à employer des moyens de fabrication, de manutention et de mise en oeuvre complexes conme dans la préfabrication lourde. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments sont en béton léger afin qu'ils aient la plus grande surface ou longueur possible q fan@ tion du poids désiré, tout en ayant des cotes d'encombrement les rendant facilement transportable. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de grande surface servant de murs antérieurs comportent deux voiles minces et un vide partiellement occupé par des feuilles d'isolant et de film pare-vapeur en vue d'obtenir un coefficient d'isolation thermique au moins égal à o,5. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments verticaux autoporteurs reçoivent des charges en fonction de leur résistance, 5) procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les liaisons de mise en oeuvre se font en solidarisant les chants des pièces comportant une gorge par un liant. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments à mettre en oeuvre couvrent toutes les surfaces vues, et qu'ils ne nécessitent pas de coffrages additionnels provisoires destinés à coffrer des joints ou liaisons quelconques 7) Pro cédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que les éléments d'ante gis évidés, reçoivent éventuellement une chute d'eau pluviale 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de fondation sont creux et servent de coffrage perdu au chainage-semelle en béton armé. 9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de cof frage du chainage haut des murs ont aussi la fonction utilitaire ou décorative de cor niche, bandeau, cheneau, ou plusieurs de celles-ci combinées ensemble. 10) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les liaisons ver- ticales ayant la forme de poteaux concourent à la stabilité générale et à l'ossature des constructions dans la mesure où des armatures les chaînent et leur donnent les résistances nécessaires pour supporter les charges et surcharges de constructions é levées sur plusieurs niveaux. 11) Procédé selon la revendication 1, oaractérisé par le fait que certains éléments de façade reçoivent une moemiserie quelconque incorporée au moulage, et complétement inscrite dans un seul élément, 12) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le vide des panneaneaux extérieur a une épaisseur telle qu'on y loge plusieurs feuilles d'isolant au moulage, ménageant ainsi une ou plusieurs lames d'air verticales indépendantes. 13) Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le vide des panneaux de façade n'est pas obturé sur leur tranche inférieure. 14) Procédé selon la evendication 1, caractérisé pat le fait que la lame d'air ménagée contre le voile intérieur des panneaux de façade est rendue dépendante d'un cir cuit d'aération an ménageant les orifices convenables dans la tranche supérieure ou les tranches verticales desdits panneaux. 15) Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que les planchers sont réalisés par des éléments en béton léger creux, solldarlnés par uns dalle de compres- ion, dont le vide est misen communication par des orifices adéquats réservés au mou, lage, avec la lame d'air intérieure des panneaux de façade. 16) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le local est clima- tisé par la variation de la température de l'air enfermé dans les éléments creux de son enveloppe extérieure, murs et planchers, dont la face intérieure au local sert d' échangeur thermique.