Brevet FR2146456A1 — publié le 19730302

L'invention, due à KEIL Helmut, LEHMANN Wolfgang, POHLAND Wolfgang et WENDLINGER Fred, a pour objet une couverture pour toits de grande surface, en particulier pour halls, stades et édifices analogues, constituée d'éléments de couverture individuels assemblés de façon à assurer l'étanchéité à liteau. On désire de plus en plus utiliser des toits de grande surface, par exemple pour la couverture de grands halls, de stades ou d'édifices analogues. Dans de nombreux cas, on souhaite aussi que le toit soit transparent. Pour la couverture de tels toits de grande surface, on sait déjà utiliser des plaques planes en verre synthétique fixées sur une ossature porteuse légère, constituée par exemple de câbles entrecroisés. Des difficultés particulières résultent dans ce cas des déplacements relatifs des différents éléments de couverture sous l'effet des forces en présence. Un autre inconvénient des couvertures connues réside dans le fait qu'il est nécessaire de pratiquer dans les éléments de couverture eux-mêmes des perçages destinés à recevoir, aux emplacements correspondants de l'ossature porteuse, des éléments de fixation. On a également déjà proposé d'utiliser des éléments de couverture cintrés ou en forme de coupole. Dans le cas d'une infrastructure de toit relativement rigide, il se présente la difficulté supplémentaire de compenser les dilatations thermiques des éléments de couverture, des éléments de fixation et des éléments composant l'infrastructure du toit, différentes les unes des autres. L'invention a donc pour but la réalisation d'une couverture pour toits de grande surface, facile à monter, susceptible de compenser des différences de dilatation et facile à rendre étanche. On atteint ce but, selon l'inventIon, essentiellement en utilisant des éléments de couverture cintrés préformés, fixés sur l'infrastructure du toit de manière élastiquement flottante, en prévoyant, pour les joints longitudinaux, un système d'étanchéité élastique continu suivant la direction longitudinale du toit et en reliant entre eux, par l'intermédiaire d'éléments d'étanchéité élastiques, les éléments de couverture se succédant suivant la direction longitudinale du toit. Grâce à la réalisation selon l'invention, on évite aussi la transmission de forces tant soit peu importantes de la cou verture à l'infrastructure du toit. Il est particulièrement avantageux d'utiliser, selon une autre caractéristique de l'invention, comme éléments de couverture, de façon en soi connue, des éléments en forme de plaques planes, préformés suivant la courbure d'un arc de cercle par fixation sur des profilés en U cintrés, ces éléments étant reliés de place en place par leurs bords longitudinaux au moyen de dispositifs tendeurs. La préfabrication de ces éléments de couverture peut s'effectuer sur le sol, dans le cas d'édifices relativement importants par exemple dans un atelier dit "de campagne", indépendamment des conditions atmosphériques. Le montage final de la couverture consiste alors uniquement à assembler ces éléments de couverture avec l'infrastructure du toit et entre eux. On utilise, pour les éléments de couverture, de préférence un matériau transparent ou diaphane, par exemple un verre acrylique ou un produit analogue. Au lieu de verre synthétique, on peut utiliser d'une manière tout aussi avantageuse des feuilles de tôle de cuivre ou d'autres matériaux. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les dispositifs tendeurs s'accrochent à des éléments porteurs qui s'engagent dans les profilés en U et qui servent en même temps à l'assemblage des éléments de couverture avec l'infrastructure du toit. L'assemblage est effectué de façon avantageuse par desconsoles ou par des plaques d'appui ainsi que par des tampons métalloplastiques disposés sur les consoles et assemblés avec les éléments porteurs. Pour compenser d'une façon optimale les variations de longueur des éléments de couverture provoquées par des variations de température, il est avantageux de pourvoir au moins l'une des consoles, de préférence à mi-longueur des éléments de couverture, d'un support en U qui entoure en grande partie le tampon métalloplastique correspondant de manière à empêcher des déversements latéraux, mais à ne pas gêner les déplacements perpendiculaires à la console. Grâce à ce mode de fixation relativement rigide des éléments de couverture au milieu de leur longueur, les variations de longueur ne se répercutent dans chaque direction jusqu'à leurs arêtes transversales que pour la moitié de leur valeur totale. Il est particulièrement avantageux de réaliser l'étanchéité des joints longitudinaux au moyen d'un profilé élastique continu en caoutchouc naturel ou synthétique ou en tout autre matériau élastique et de prévoir, aux emplacements où se joignent les éléments de couverture se succédant longitudinalement, des bras profilés latéraux d'étanchéité, qui s'étendent approximativement jusqu'àu sommet des éléments de couverture cintrés. Pour le montage, il suffit alors de relier, par exemple, d'assembler par vulcanisation bout à bout, les bras profilés se touchant appartenant aux rangées voisines. Selon une autre caractéristique de l'invention, les côtés longitudinaux et transversaux des éléments de couverture sont bordés, de façon en soi connue, d'un profilé en U élastique. Les profilés en U constituant la bordure sont fixés avantageusement au moyen de bandes de serrage sur usquelles sont disposés et fixés de place en place, à l'aide de boulons et de profilés de serrage, les profilés d'étanchéité. Lorsque le toit à couvrir nta pas, en projection horizontale, une forme rectangulaire, il peut être avantageux de donner aux différents éléments de couverture se succédant longitudinalement une forme trapézoidale. Il est particulièrement avantageux de réaliser les tampons métalloplastiques, de façon connue en soi, sous la forme de cylindres creux munis aux extrémités intérieures opposées de manchons taraudés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description ci-après d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, qui sera effectuée en se référant aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 est schématiquement une vue oblique partielle d'unecouverture de toit selon l'invention, la fig. 2 est une coupe transversale partielle de deux éléments de couverture voisins suivant la direction longitudinale, la fig. 3 est une vue partielle en perspective d'un mode d'assemblage de deux éléments de couverture se succédant longitudinalement, la fig. 4 est une coupe transversale de l'assemblage de deux tels éléments et la fig 5 représente un tampon métalloplastique selon l'in- vent ion. On a représenté sur la figure 1, en supprimant des détails, trois rangées longitudinales parallèles d'éléments de couverture 2 qui sont fixés sur les pannes 1 de l'infrastructure du toit. La fixation est réalisée, comme on l'expliquera plus loin, au moyen de consoles 3 ou 4, l'étanchéité étant assurée par un profilé continu 21 assurant l'étanchéité des joints longitudinaux, muni de bras 22 assurant l'étanchéité des joints transversaux qui sont reliés entre eux, par exemple assemblés par vulcanisation, aux emplacements de contact 23. Les éléments de couverture 2 sont constitués de plaques de couverture 12 (figure 2), cintrées sur des profilés de bordure 11 en U et fixées sur ces profilés. Des crochets tendeurs 13 entre lesquels sont tendus des câbles tendeurs 14 sont accrochés, de préférence, aux profilés de bordure 11 en U. La figure 2 représente d'une façon détaillée la fixation des éléments de couverture 2 avec les plaques de couverture 12 sur les pannes 1 et le système d'étanchéité entre deux plaques de couverture 12 parallèles. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, les pannes, qui font partie de l'infrastructure, sont constituées d'un profilé en U en acier auquel sont fixées, éventuellement par soudage, des consoles 3 espacées qui, dans le cas de plaques de couverture 12 d'une longueur hors tout d'environ 3 m, sont distantes les unes des autres de 70 cm. Ces consoles 3 peuvent consister en plaquettes de fer plat, fixées par soudage en bout sur une aile d'une panne 1,ou, comme on l'a représenté sur le c6té droit de la figure 2, en plaquettes supportées par des appuis 5 analogues à une console. A certains emplacements, de préférence au milieu de la longueur, des éléments 2, c'est-à-dire des plaques 12, de couverture, on a prévu des consoles 4 présentant approximativement la forme d'un U, afin que les tampons élastomères 6 ne puissent se déformer élastiquement qu'en direction des boulons de fixation 27, mais ne puissent pas s'écarter latéralement, comme c'est le cas dans l'agencement de l'ensemble console-tampon élastomère 3,6 sur le côté gauche de la figure 2. Avec les tampons élastomères 6 sont assemblés des éléments porteurs, par exemple des fers plats 15*qui, d'un coté s'appuyent sur les tampons élastomères 6 ets de l'autre cate sont coudés de façon à former un bras dirigé obliquement vers le haut. Sur le coté extérieur de ces élé ments porteurs 15 sont disposées des feuilles intermédiaires isolantes 26, destinées à empêcher la formation de phénomènes galvaniques dans la zone de contact de métaux différents qui, sous l'influence de l'humidité, pourraient donner lieu à une corrosion par contact. Sur les éléments porteurs 15, c'est-à-dire sur les feuilles intermédiaires isolantes 26, sont fixés des supports de plaques ou bandes de serrage longitudinales 16. La fixation est effectuée au moyen de crochets tendeurs 13 dans lesquels sont accrochés des câbles tendeurs 14. Les plaques de couverture 12 sont pourvues d'encadrements longitudinaux, par exemple des profilés élastiques 17 en U, et sont maintenues par des profilés de serrage longitudinaux 19.Sur ces profilés de serrage longitudinaux 19 sont posés les bords d'un profilé 21 assurant l'étanchéité des joints longitudinaux, ces bords étant, de leur côté, fixés au moyen de boulons 24 avec interposition de plaquettes ou profilés de serrage supérieurs 25. Le profilé d'étanchéité longitudinal 21 est constitué de caoutchouc naturel ou synthétique et dimensionné de manière à prendre appui à plat essentiellement sur la partie horizontale des pannes 1 en U. Du fait de la fixation flottante des plaques de couverture 12 sur les consoles 3 par l'intermédiaire des tampons élastiques 6 et du fait de l'utilisation des profilés d'étanchéité élastiques 21, on est assuré que, même dans le cas de déplacements relatifs entre les plaques de couverture 12 et la panne 1, par exemple par suite de dilatations thermiques, l'étanchéité demeure toujours parfaite. En même temps, par la forme en U du profilé d'étanchéité longitudinal 21, on a créé une rigole pour l'écoulement de l'eau. Tandis que, suivant le sens de la longueur d'un élément de couverture 12, plusieurs éléments en forme de bande 15 sont disposés et fixés par l'intermédiaire de tampons métalloplastiques 6 au moyen de consoles 3 sur les pannes 1, il est généralement suffisant de ne prévoir des crochets 13 et des cules tendeurs 14 qu'aux bords transversaux des éléments de couverture 12 ou au voisinaqe de ces bords et, éventuellement, au milieu de la longueur de ces éléments. La figure 3 représente schématiquement en perspective une partie d'un des éléments de couverture 12 se succédant suivant la direction longitudinale. L'élément de couverture 12 est bordé, ici encore, d'un profilé 17 en U suivant son arête longitudinale et d'un profilé en U 18 semblable suivant son arête transversale. Ces profilés en U 17 et 18 peuvent avoir une forme telle qu'ils se joignent en onglet aux coins des éléments de couverture 12 et qu'on puisse les assembler entre eux par collage ou par vulcanisation. Des profilés 11 en U, sur lesquels reposent les profilés d'étanchéité 18, servent de supports aux éléments de couverture cintrés 12. Les éléments de couverture 12 avec les profilés 18 sont tenus par des profilés de serrage transversaux 20 sur lesquels sont disposés, avec interposition d'un profilé 22 assurant l'étanchéité des joints transversaux en caoutchouc naturel ou synthétique ou en un matériau analogue, des plaquettes ou profilés de serrage supérieurs 25 fixés par des boulons 24 qui traversent le système d'assemblage. Cet assemblage est réa- lisé de façon telle que les boulons 24 traversent les profilés de serrage supérieurs 25, les profilés d'étanchéité transversaux 22, le profilé de serrage transversal 20 et les profilés de bordure 11 en U, mais non les éléments de couverture 12 ou les profilés d'encadrement 18. D'une façon particulièrement avantageuse, les profilés d'étanchéité longitudinaux 21 et les bas transversaux 22 sont réalisés d'une seule pièce, les bras transversaux 22 étant disposés à des distances les uns des autres correspondant aux longueurs des plaques de couverture 12 et présentant des longueurs telles que deux bras 22, disposés l'un à côté de l'autre, se joignent approximativement au sommet du profilé de bordure 11 en U, cintré suivant la forme d'un arc de cercle, et puissent être assemblés aux points de contact 23 par collage ou par vulcanisation. Sur la figure 3, on a représenté en traits continus les plaquettes de serrage 25, traversées par les boulons 24 ; mais au lieu de plaquettes de serrage individuelles, on peut également utiliser, comme on l'a indiqué par des traits interrompus > des profilés de serrage continus 25. La figure 4 représente une coupe partielle suivant les bords transversaux de deux éléments de couverture 12 se succédant dans le sens longitudinal. Sur la partie gauche de la figure 4t on peut voir que, dans la région des profilés de bordure 11 en U, les éléments porteurs 15 sont prolongés, de sorte qu'ils s'engagent, d'une longueur correspondante à l'in térieur du profilé 11 en U. Les boulons de fixation 24 peuvent. pour une largeur des éléments de couverture 12 d'environ 3 m par exemple, être disposés à des distances de 15 cm les uns des autres. Le cintrage des éléments 12, qui est fonction de la courbure des profilés de bordure 11 en U, peut alors être facilement adapté aux conditions locales données. Suivant la direction lonqitudinale du toit, les boulons 24 fixant les éléments de couverture 12 peuvent être disposés également à des distances de 15 cm les uns des autres, tandis qu'il est prévu pour les crochets tendeurs 13 et les cibles tendeurs 14 des distances d'environ 150 cm par exemple. I1 est avantageux de placer aussi à l'endroit, où il est prévu un câble tendeur 14, un profilé 11 en U. Sur la figure 5, on a représenté une coupe transversale et une coupe longitudinale d'un tampon métalloplastique 6. On y voit qu'il est avantageux de donner à ces tampons métalloplastiques'la forme d'une pièce creuse comportant aux arêtes supérieures et inférieures opposées de l'ouverture centrale des bandes en U supérieures 7 et des bandes en U inférieures 8, dans lesquelles sont montées des douilles taraudées supérieures 9 et des douilles taraudées inférieures 10. La partie de gauche de la figure 5 fait ressortir que, d'une façon avantageuse, les parois verticales des tampons élastiques 6 peuvent présenter une section plus forte que les parois horizontales. On obtient de cette façon une plus grande résistance au cisaillement et une plus grande élasticité par rapport aux forces agissant en direction des boulons de fixation ou des douilles taraudées 9, 10. La tension initiale appliquée aux éléments de couverture 12 à l'aide des crochets tendeurs 13 et des câbles tendeurs 14 a pour résultat que des efforts verticaux sont transmis aux pannes 1. La fixation des éléments de couverture 12 au milieu de leur longueur par les consoles 4 en U ou ayant la forme de douilles a pour effet que des dilatations thermiques partant du milieu ne se répercutent que pour moitié en direction de chacune des arêtes transversales. Dans le cas d'une fixation des éléments de couverture 12 au voisinage d'une arête transversale par contre, la variation de longueur se ferait sentir en totalité au point de liaison avec l'élément de couverture 12 suivant. Les éléments porteurs 15 peuvent être constitués en principe d'acier, alors qu'on u-tilise pour les supports des plaques ou les bords de serrage longitudinaux 16 des bandes d'aluminium. Les profilés de serrage longitudinaux 19 sont constitués de pré férence également d'aluminium. Pour faciliter l'écoulement de l'eau de pluie. on peut ménager à la partie la plus basse du profilé 21 assurant l'étan- chéité des joints longitudinaux une tubulure d'écoulement (non représentée sur la figure) fixée par vulcanisation. Du fait de la réalisation en U du profilé d'étanchéité longitudinal 21, il est aussi possible de marcher sur le toit dans la région des pannes 1, ce qui facilite considérablement le montage et l'entretien du toit. Le montage d'une couverture de toit selon l'invention s'effectue d'une façon très simple A partir de plaques de couverture planes 12, on commence par préfabriquer, à l'aide des profilés 11 en U, des crochets et câbles tendeurs 13, 14, des éléments porteurs 15 et des supports de plaques 16, un élément de couverture 2 complet. Après fixation des consoles 3 par boulonnage ou soudage, à des distances convenables, sur les pannes 1 appartenant à l'infrastructure, on monte les éléments de couverture 2 terminés sur le toit et on les assemble par l'intermédiaire des tampons élastiques 6 avec les consoles 3 ou 4. On enserre ensuite les bords du pro filé assurant l'étanchéité des joints longitudinaux à l'aide des plaquettes ou profilés de serrage 25, puis on effectue l'assem blage > le long de leurs arêtes transversales, des éléments de couverture 2 se succédant longitudinalement au moyen des profilés de serrage, d'assemblage et d'étanchéité décrits plus haut et illustrés par les figures 2 et 3. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Couverture pour toits de grande surface, en particulier pour halls, stades et édifices analogues, constituée d'éléments de couverture individuels assemblés de façon à assurer l'étanchéité à l'eau, laquelle couverture est caractérisée en ce qu'on fixe sur l'infrastructure du toit, de manière élastiquement flottante, des éléments de couverture cintrés préfabriqués, qu'on prévoit, pour les joints longitudinaux, un système d'étanchéité élastique continu suivant la direction longitudinale du toit et qu'on relie entre eux, par l'intermédiaire d'éléments d'étanchéité élastiques, les éléments de couverture se succédant suivant la direction longitudinale du toit. 2. Couverture suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'on utiliser comme éléments de couverture, de façon en soi connue, des éléments en forme de plaques initialement planes, préformées par fixation sur des profilés en U cintrés suivant la courbure d'un arc de cercle et qu'on relie leurs bords longitudinaux de place en place au moyen de dispositifs tendeurs. 3. Couverture selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments de couverture sont constitués de matériaux synthétiques transparents ou diaphanes, comme par exemple le verre synthétique ou des produits analogues. 4. Couverture selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les dispositifs tendeurs s'accrochent aux éléments porteurs engagés dans les profilés en U et que ces éléments porteurs servent en même temps à assurer lwassemblage avec l'infrastructure du toit. 5. Couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par des consoles fixées sur les pannes de l'infrastructure du toit et par des tampons métalloplastiques fixés sur les consoles et assemblés avec des éléments porteurs. 6. Couverture selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'au moins une console, de préférence une console située au milieu de la longueur des éléments de couverture, constitue un support en forme d'U qui entoure le tampon métalloplastique correspondant de manière à empêcher dans une large mesure des déversements latéraux, mais à ne pas gêner les déplacements perpendiculaires à la console. 7. Couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le système d'étanchéité des joints longi tudinaux est constitué d'un profilé de caoutchouc naturel ou synthétique et que des bras profilés d'étanchéité latéraux, qui s'étendent approximativement jusqu'au sommet des éléments de couverture cintrés, sont prévus aux endroits où les éléments de couverture se succédant longitudinalement se touchent. 8. Couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les bords longitudinaux et transversaux des éléments de couverture sont entourés, de façon en soi connue, d'un profilé en U élastique. 9. Couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les profilés en U formant la bordure sont maintenus par les bandes de serrage et que > sur les bandes de serrage > des profilés d'étanchéité sont disposés de place en place et fixés au moyen de boulons et de profilés de serrage. 10. Couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que des bandes intermédiaires électriquement isolantes, de préférence en chlorure de polyvinyle, sont interposées entre les éléments porteurs et les bandes de serrage. 11. Couverture selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que les tampons métalloplastiques sont réalisés, de façon connue en soi, sous la forme de cylindres creux munis aux extrémités intérieures opposées de profilés en U et de manchons taraudés.