Brevet FR2199048A1 — publié le 19740405

L'invention a pour objet un : élément de toiture pour bâtiments, notamment pour bâtiments d'usines ou ateliers. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du bâtiment et des éléments de construction, particulièrement les couvertures de toits. I1 est connu que pour la couverture ou toiture de bâtiments, notamment du type pou'industrie ou les ateliers, on a recours à des élments de couverture plats ou voûtés, c'est-à-dire convexes vers ltextérieur des bâtiments à couvrir. Les dits élé- ments de couverture sont sujets à tous genres d'efforts, no notamment à des efforts de compression et de flexion, et ils doivent donc être très résistants. Par conséquent ces éléments sont très lourds et coûteux. En outre les types d'éléments de toiture connus exigent souvent d'être munis de nervures transversales de renforcement, et on doit prévoir des canaux-gouttières intermédiaires avec des éléments coûteux rangés côte à côte. D'autre part, parmi d'autres inconvénients, les éléments de toiture connus exigent le recours à des réalisations compliguées et donc coûteuses, si l'on désire éliminer la formation de condensation particulièrement intense dans certains types d'ateliers d'industrie, tels que les teintureries industrielles. Un objet principal de la présente invention est la réalisation d'un élément de couverture ou toiture ayant un poids léger et de bas prix de revient, qui n'exige aucune nervure transversale et rend inutile la prévision de canaux à gouttière latéraux le long du bord des éléments de couverture. Un autre but est la réalisation d'un élément de couverture çui qui une fois mis en place sur une structure rigide de support, présente une élévation ou saillie pratiquement nulle au-dessus de la structure de support, ce qui est particulièrement intéressant dans le cas où l'élément de couverture constitue un lanterneau devant être muni d'écran. Un autre objet encore est la réalisation d'un élément de couverture permettant d'éliminer ou éventuellement d'évacuer d'une manière simple et économique la condensation pouvant être recueillie à l'endroit de la surface inférieure du dit élément de couverture. Ces résultats et d'autres encore sont obtenus au moyen d' un élément de couverture pour bâtiments, notamment de bâtiments 'd'ateliers industriels, comprenant une plaque en matière ré- sistante ayant des bords extérieurs sensiblement parallèles pour l'ancrage de l'élément de couverture avec une structure rigide de support correspondante, les dits bords extérieurs étant galbés pour assurer l'ancrage de l'élément de couverture en position suspendue à la dite structure de support, la dite plaque présentant deux pans inclinés vers une zone de la plaque où les deux pans sont solidaires l'un de l'autre et se rejoignent, de façon telle que l'élément de couverture présente sensiblement la forme d'un canal. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés Les figures 1 et 2 montrent par des vues à caractère schématique et en coupe transversale deux formes de réalisation de l'élément de couverture selon l'invention. Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective de deux formes de réalisation différentes d'éléments de couverture solidaires d'une structure-support. Les figures 5 et 6 montrent un moule extensible permettant de mouler des éléments de couverture de dimensions différentes, le moule étant représenté dans deux positions différentes lors de l'usage. Les figures 7 et 8 montrent partiellement une couverture ou toiture réalisée au moyen d'éléments suivant l'invention. Les figures 9 à 13 montrent en coupe et à une échelle plus importante, les parties adjacentes de deux éléments de couverture montés côte à côte et ayant leurs bords superposés, avec une garniture d'étanchéité pour empêcher le passage ou infiltration d'eau entre les éléments. On voit à la figure 1, en coupe, un élément de couverture constitué par deux pans ou faces plates I égales et inclinées vers une même arête commune 2. Les bords longitudinaux extérieurs 3 des deux faces 1 sont convenablement profilés et galbés, notamment en présentant une partie horizontale au moyen de laquelle l'élément de couverture prend simplement appui sur deux poutres rigides 4 portant le dit élément. A la figure 2 est montré une autre réalisation de'l'élément de couverture constitué par deux pans ou faces plates 5 et 6, de dimensions inégales et qui sont inclinées vers une même arête commune ou angle commun 7. Les bords longitudinaux extérieurs des parois plates sont convenablement profilés et galbés, notamment en présentant une partie verticale 8 pour l'une et 9 pour l'autre, au moyen desquelles l'élément de couverture peut être adapté et suspendu à deux poutres 10 convenablement espacées selon la dimension de 1éiément de couverture. EtRnt donné la largeur différente des faces 5 et 6 il en resulte que la face 5 est sensiblement plus inclinée que la face 6. Si la face 5 est réalisée en une matière transparente ou translucde la a lumière peut traverser cette face suivant la direction indiquée par la flèche A. En réalisant la toiture d'un hall ou atelier industriel avec des éléments illustrés à la figure 2, présentant des faces transparentes s ayant une forte inclinaison dirigée dans la même direction, on obtient une couverture laissant passer la lumière, à panneaux de lanterneau orientés, dits "shed". Evidemment, si on le désire, la face transparente 5 peut être équipée directement ou à proximité d'un panneau ou plaque de réflexion Il apte à corriger la direction de la lumière traversant la face 5 et à réduire la perte de rendement que 1' on aurait si en regard de la dite face transparente 5 se trouvaient des plans ou des écrans mats, constitués par exemple par les poutres porteuses. I1 est évident xue des éléments de couverture ayant des pans ou faces de largeurs égales pu différentes, en matière mate ou transparent, peuvent être suspendus à des structures de support en des points quelconques des dites structures, c'est à-dire qu'il est possible d'avoir Tan emplacement de l'élément de couverture différent de celui-ci montré schématiquement aux figures 1 et 2. Une caractéristIque essentienA des éléments de couverture décrits se trouve dans le fait qu'après leur mise en place, ces éléments sont simplement suspendus à la structure rigide délimitant le vide ou l'espace devant être couvert. I1 en résulte que 17 élément de couverture est pratiquement soumis seulement à des efforts de traction selon une surcharge que l'on peut imaginer comme concentrée le long de la ligne à cote minimum de l'élément , c'est-à-dire le long des arêtes 2 ou 7. En d'autres termes on peut observer que l'arrangement de l'élément de couverture décrit est approximativement semblable à celui d'une toile flexible et inextensible ancrée en continuité par ses bords longitudinaux et maintenue sous tension par une force de poids continue appliquée le long d'une ligne basse à cote minimum, c'est-à-dire le long de la ligne d'impluvium. Il est important de souligner que l'élément de couverture au lieu d'être constitué par des faces planes comme représenté aux dessins, peut être formé par des faces courbées, d'une ma nière telle, en tous les cas, que se trouve formée une arête ou partie constituant un canal suspendu appartènant à ltélémeni de couverture. D'une façon particulière la section transversale de ltélément de couverture pourrait présenter en variante, la forme de suspension caténaire. Les éléments de couverture peuvent avoir une épaisseur très réduite et exempte de nervures transversales de renforcement ou de raidissement. De la sorte les éléments sont très légers et d1un prix de revient réduit.Par exemple, les éléments peuvent être réalisés en feuilles en matière plastique, ou bien, suivant les dimensions de la pièce à couvrir, en polyester armé, ou en ciment-amiante, ou en plaques d'épaisseurs très faibles de béton armé, ou avec d'autres matériaux ou matières. D'autres caractéristiques importantes des éléments de couverture selon la présente invention, consistent en ce que les deux pans de chaque élément convergent vers un angle commun ou nervure qui, lorsque l'élément est mis en place sur une structure de support, se trouve sensiblement plus basse que les bords latéraux sur lesquels l'élément de couverture est posé et suspendu. Il en résulte que l'élément de couverture présente la section d'un canal qui recueille et élimine l'eau de pluie, sans obliger à prévoir et à installer des canaux ou gouttières latérales entre les éléments rangés côte à côte. Aux figures 1 et 2 on observe également que l'élément de couverture présente pratiquement une saillie nulle ou réduite par rapport à ses bords d'appui. Cette disposition esbtarticu- lièrement utile dans le cas où l'élément est partiellement transparent c'est-à-dire lorsqu'il définit un lanterneau devant éventuellement être muni d'écran de protection. Enfin on observe que dans le cas où on doit craindre la formation de condensation sur la face inférieure des éléments de couverture, particulièrement lorsqu'il s'agit de locaux dont l'ambiance présente un très haut degré d'humidité, par exemple les teintureries industrielles, on peut former le long des bords latéraux galbés d'appui de chaque élément de couverture, un gradd nombre d'ouvertures ou trous d'air disposés en rangée l'un après l'autre. Cette disposition suffit dans pres ue la totalité des cas, à produire un courant d'air de l'intérieur du bâtiment plus chaud vers l'extérieur, en léchant la surface inférieure de chaque pan de l'élément de couverture. Si nécessaire, il est également possible , aisé et économique, de suspendre un canal ou une gouttière immédiatement au-dessous de la nervure angulaire dans laquelle se rejoignent les faces de chaque élément. Le liquide de condensation peut alors s'égoutter et i'écouler dans les dits canaux et peut être acheminé (selon la pente générale de la couverture ou toiture) vers des écou- lements particuliers ou simplement dans les gouttières. Les éléments de couverture peuvent êtrefiégalement exécutés préfabriqués, prêts pour la mise en place, montés ou construits d'une seule pièce ensemble avec les poutres-supports rigides. A la figure 3 est montré un élément de couverture comprenant deux pans ou faces plates très minces 12, réalisé en ciment armé avec un treillis métallique, en une seule pièce avec deux poutres de béton 14 parallèles, entre lesquelles sont fixées des entretoises rigides 15. A la figure 4 par contre est représenté un élément de couverture préfabriqué où les deux pans ou faces 16 sont suspendues à deux poutres légères réalisées en treillis métallique 17, entre lesquelles la rigidité et les liaisons sont assurées par des arbalétriers rigides 18. Au-dessous des poutres métalliques est fixée une feuille ou plaque continue 19, laquelle permet de réaliser des couvertures présentant un plafond intérieur, éventuellement en matière transparente ou trislucide (si lelEment est exploité comme lanterneau). A la figure 7 est montrée une couverture entièrement réalisée avec des éléments préfabriqués auto-portants disposés côte à côte, d'une manière analogue de la figure 3, et formés par des poutres 20 écartées par les entretoises 21 Sur les dites poutres sont appuyées et solidaires les faces plates 22. A la figure 8 est montrée une couverture réalisée par un système mixte c'est-à-dire avec des éléments préfabriqués et auto-portants, au moyen depoutres 20, des entretoises 21 et des pans suspendus 22, parallèles et écartés, et avec des éléments de couverture analogues à ceux de la figure 1, c'est-à-dire constitués de pans 23 simplement appuyés et suspendus le long de leurs bords longitudinaux au-dessus des poutres 20. Comme précité, les éléments de couverture décrits peuvent être fabriqués d'une seule pièce selon un type unique ou par l'emploi de types différents de matériaux, ou bien ils peuvent être réalisés au moyen d'une pluralité de pièces séparées, reliées pour fournir une structure mince et pratiquement rigide et inextensible. Par exemple l'élément de couverture peut être constitué par : deux pans ou plaques, fabriqués avec des installations de type connu permettant la fabrication industrielle en grandes séries, par deux profilés galbés destinés à constituer les bords longitudinaux d'ancrage avec la structure rigide de support, et avec un profilé ayant une section sensiblement ennvt, destiné à constituer la partie centrale de l'élément qui est mise en place entre les deux plaques précitées. Les profilés pourraient être avantageusement obtenus selon des procédés d'étirage ou d'extrusion bien connus, éventuellement en employant des matériaux différents de ceux formant les plaques dont les dits profilés doivent être rendus solidaires d'une façon stable au moyen d'un des systèmes quelconques connus dans l'art à cet effet. Aux figures 5 et 6 est montré schématiquement un moule extensible pour la fabrication d'éléments de couverture semblables à ceux de la figure 1. Le moule est constitué par un bâti rigide 24 comprenant des tiges rectilignes 25 parallèles et supportant un élément 26 galbé en "v" . Sur les tigs 25 sont montées et coulissent deux plaques galbées 27 solidaires de guides 28 traversés justement par les tiges 25. Sur les dits guides 28 s'engagent, par exemple, des vis réagissant sur les tiges 25 et permettant de bloquer dans une position fixe les plaques galbées 27. Le moule peut donc aisément avoir des règlages différents, comme montré aux figures 5 et 6 , ce qui permet la fabrication d'éléments de couverture différents pouvant être réalisés, par exemple, de polyester armé, de ciment-amiante, de béton armé,etc. Un aspect particulier et important de structure des éléments de couverture, est celui concernant le système de la jonction d'éléments de couverture adjacents. Ce système doit empocher l'entrée d'eau dans le bâtiment, tout en assurant des lignes de jonction des éléments de couvertures adjacentes étanches à l'eau de pluie.Un tel système de couverture est du type à labyrinthe et quelques unes de ses réalisations sont représen tées en coupe aux -y rus 9 à A -a re 9 est rentre schématlement le système liaison étanche entre deux éléments de couverture, respectivement, 29 et 30. A proximité du bord à l'extrémité de l'élément 29 est formée une gorge rentrée 31 délimitée par un bord libre 32 tourné vers le haut. Le bord à ''extrémité 33 de l'élément 30 partiellement superposé sur l'élément 29, est par contre replié vers le bas et s'étend dans la gorge 31. Sur le bord 32 de l'élément 30 est appuyée une garniture élastique 34 comprimee. Aussi bien la gorge 31 avec le bord 32 tourné vers le haut, que le bord 33 tourné vers le bas, se trouvent dans des plans sensiblement perpendiculaires aux nervures constituant les points plus bas des éléments 29 et 30, et on peut observer que la garniture 34 peut être éventuellement visée seulement à l'endroit de la zone où l'eau de pluie est recueillie sur les éléments de couverture, lesquels, grâce à la structure décrite, ne forment pas des gradins, comme on peut le remarquer, du fait que les portions montrées des éléments 29 et 30 sont complémentaires. A la figure 10 est montrée la réalisation pratique du système de liaison ou jonctIon étanche entre deux éléments de couverture, respectivement 35 et 35, réalisés en plaques minces et flexibles, par exemple en tôle ou en feuilles de matière plastique translucIde. Le bord d'extrémité de l'élément 35 est galbé de ma nière à former une gorge rentrante 37 délimitée par un bord 38 replié vers le haut. Le bord libre 39 de l'élément 36 est replié vers le basset s'étend dans la gorge 37. A proximité du bord 39, ltélément 36 est galbé de maçon à former également une gorge rentrante 40, tandis qu'une garniture élastique d'étanchéité 41 est superposée au bord 38 replié vers le haut.La garniture 41 comprimée par l'élément 36, est déformée et s'adapte élastiquement entre le bord 39 et le flanc de la gorge 40. La poussée exercée par la garniture 41 sur le bord 39 est arretee par le flanc de la gorge 37, comme on peut l'observer à la figure 10. On remarque que la garniture 41 délimite dans la gorge 37 un canal fermé qui peut se remplir d'eau. Toutefois l'eau ne peut jamais déborder et s'écouler vers l'intérieur du bitument couvert par les éléments décrits. La figure 11 montre le système de jonction étanche entre deux éléments de couverture consécutifs, respectivement 42 et 43, formés par des plaques demi-minces et demi-rigides, par exemple en fibro-ciment. Ce système est analogue à celui de la figure 9, et une garniture 44 est appuyée sur le bord libre 45 délimitant une gorge rentrante 46 à l'extrémité de l'élément 42. La garniture est comprimée et déformée jusqu'à pousser contre le bord 47 replié vers le bas, de l'élément 43, de manière à assurer l'étanchéité parfaite. A la figure 12 est montré le système de jonction étanche dont les éléments de couverture 48 et 49 sont réalisés au moyen de plaques épaisses et rigides, par exemple en béton armé. Dans ce cas la garniture d'étanchéité 50 superposée au bord 51 délimitant la gorge rentrante 52, est avantageusement réalisée par injection d'un mastic dans une rainure obtenue dans le bord t1, la dite garniture étant comprimée élastiquement entre le bord 51 et l'élément 49 au-dessous de ce dernier. A la figure 13 est montré enfin un système de liaison étanche semblable à celui de la figure 10. Pour simplifier, on a employé les mêmes références utilisées à la figure 10. On voit lélément de couverture 35 (c'est-à-dire l'élément dont le bord libre est destiné à être mis en place au-dessous du bord libre de l'élément 36 adjacent à lui) quint solidaire de petits guides 53 dans lesquels sont insérés et mobiles des coins allongés 54 réagissant contre des saillies 55 de lëlément 35, et dont l'extrémité libre pousse fortement sur l'élément 36 pour déformer la garniture 41 et pour maintenir encastrés les deux éléments de couverture l'un à l'autre comme il ressort clairement de la figure du dessin. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS - 1 - Elément de toiture pour bâtiments notamment pour bâtiments d'usines ou ateliers, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque en matière résistante ayant des bords extérieurs sensiblement parallèles pour l'ancrage du dit élément de couverture avec une structure rigide de support correspondante, les dits bords extérieurs étant galbés pour assurer l'ancrage de l'élément de couverture en position suspendue à la dite structure de support, la dite plaque comprenant deux pans ou faces inclinées depuis les bords galbés vers une zone de la plaque où les dits pans se rejoignent en une arête commune ou angle commun, de telle façon que l'élément de couverture présente sensiblement la forme d'un canal dans cette partie. - 2 - Elément de couverture suivant la revendication 1, dont les pans sont constitués par des parties ou faces convergentes jusqu'à une arête commune ou nervure en constituant une zone de l'élément où les dits pans se joignent. - 3 - Elément de couverture suivant la revendication 2, carac térisé en ce que les pans ont une largeur différente. - 4 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des revendications 1- 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie des pans est réalisée en matière transparente ou translucide laissant passer la lumière. - 5 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des reien- dications 2-3 et 4, caractérisé en ce que les~ins sont sensi blement plats. - 6 - Elément de couverture suivant h-une quelconque des revendications 1-2-3-4 et 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé d' une seule pièce. - f - Elément de couverture suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les bords galbés des pans sont réalisés d'une seule pièce avec des poutres constituant la structure rigide de support. - 8 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des revendications 1-2-3-4-5-6 et 7, caractérisé en ce qu'à proximité des dits bords extérieurs galbés est formée une pluralité drou- vertures ou de trous d'air. - 9 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des revendications 1-2-3-4-5-6-7 et 8, caractérisé en ce que l'élément présente au moins un bord d'extrémité dont au moins une partie est galbée de façon à définir une gorge rentrante, sur le bord libre tourné vers le haut du bord d'extrémité formant la dite gorge, pouvant être mise en place et bloquée une garniture élas- tique d'étanchéité poussée contre le bord par un élément de couverture adjacente partiellement superposé au premier, le bord libre du dit élément de couverture adjacent étant tourné vers le bas pour pénétrer dans la gorge ouverte rentrante du dit premier élément de couverture. - 10 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des revendications 1-2-3-4-5-6-7-8 et 9, caractérisé en ce qu'à proximité du dit bord libre tourné vers le bas du dit élément de couverture adjacent, le dit élément de couverture est galbé pour former une gorge rentrante également située dans un plan sensiblement perpendiculaire par rapport -du bord intérieur du dit élément. - 11 - Elément de couverture suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'à proximité du bord d' extrémité des dits éléments où est formée la gorge rentrante, se trouvent solidaires deux guides dans lesquels sont insérés des coins allongés dont les estrémités libres viennent en appui et en pression sur la surface extérieure de l'élément de couverture adjacent et partiellement superposé à celui qui porte les guides.