Brevet FR2162313A1 — publié le 19730720

La présente invention a pour objet un procédé de construction de b ti- ment s au moyen de charpentes extensibles et les produits nouveaux mis en oeuvre dans ces procédés. On sait que si l'on utilise, comme poutres, des planches minces posées de chant, la charge que celles-ci peuvent supporter est limitée par le phénomène de flambage latéral. L'auteur a observe qu une planche mince, posée de chant, présentait une bien meilleure résistance au flambage si on lui appliquait une double courbure avec au moins un point d'inflexion intermédiaire. On communique alors à cette même planche une stabilité de forme. Dans la Suite de l'exposé le mot planche est utilisé pour désigner non seulement des planches de bois ayant par exemple une épaisseur de l'ordre de 25 à 30mus pour une hauteur de l'ordre de 20ohm mais également des planches en tout autre matière par exemple en lamelles de bois assemblées connues sous le nom de lamellé-collé ou encore en matière plastique ou même métalliques. Le mot planche désigne une structure élancée, dont la longueur est importante par rapport à la largeur et l'invention concerne des planches minces dont l'épaisseur est réduite par rapport å la largeur par exemple inférieure au cinquième de la largeur par opposition aux madriers plus épais. Partant de cette observation selon laquelle on pouvait améliorer la résistance au flambage latéral d'une planche au moyen d'une double courbure, l'auteur de la présente invention a conçu de nouvelles charpentes très allégées destinées à servir de poutraison pour supporter des planchers ou des plafonds ou comme sous-toitures. Ces charpentes sont composées de planches minces, placées de chant et assemblées entr'elles en forme de zigzag, chaque planche étant assemblée par l'une de ses extrémités à l'une des planches voisines et par l'autre extrémité à l'autre planche voisine, les deux extrémités de deux planches assemblées étant accolées l'une contre l'autre et chaque planche présentant apres mise en extension une double courbure avec au moins un point d'inflexion intermédiaire. A partir des poutraisons ainsi définies, la présente invention a également pour objet des ossatures de cellules qui se composent a) - de deux poutraisons du type décrit qui constituent l'ossature du plancher et du plafond ou de la sous-toiture. b) - de montants verticaux qui forment l'ossature des parois, lesquels relient entr'eux les points d'assemblage de deux planches juxtaposées de l'os- sature du plancher et du plafond. Suivant une caractéristique de l'invention les charpentes sont extensibles c'est-à-dire que, sans changer la section des planches, on peut faire varier l'ouverture des branches du zigzag de sorte que la résistance des poutraisons et/ou de la structure soit proportionnée aux charges à supporter. Les structures selon l'invention permettent de mettre en oeuvre un nouveau procédé de construction de bâtiments. Selon ce procédé a) - on préfabrique en atelier des cadres rectangulaires, formés de planches minces dont le plan est parallèle au plan du cadre. Ces cadres ont des dimensions égales aux dimensions transversales de la cellule à construire. b) - on réunit entr'eux, en atelier, les côtés homologues haut et bas desdits cadres par une planche intermédiaire mince fixée par l'une de ses ex trémités sur l'un des cadres et par l'autre extrémité sur l'autre cadre. c) - on transporte sur chantier l'ossature, de faible volume, ainsi préfabriquée,les cadres étant appliqués l'un contre l'autre. d) - on met l'ossature en extension en tirant sur les deux extrémités de celle-ci pour l'amener a une longueur égale à celle de la cellule à construire. e) - on intercale entre les montants et/ou les branches des poutraisons des entretoises pour maintenir l'ossature en extension et on met en place les panneaux de façade et les panneaux de plancher et de plafond. L'invention peut s'appliquer à la construction de bâtiments en général notamment à la construction de logements individuels, de résidences secondaires, ou de bâtiments sociaux et culturels, d'abris, de hangars, de pergolas, cette énumération n'étant pas limitative. Les résultats de l'invention sont de nouveaux produits constitués par des ossatures de bâtiments et un procédé de construction donnant naissance à de nouveaux types de bâtiments. Les bâtiments ainsi obtenus ont une ossature très allégée. Ils sont d'un prix de revient très bas, la durée et le coût de la préfabrication et de la mise en place sur chantier de l'ossature et des panneaux de remplissage étant très réduits. Le procédé selon l'invention permet de préfabriquer toutes les ossatures a partir des mêmes planches ce qui aboutit a une standardisation des fabrications source d'économie. I1 suffit de modifier les longueurs de planches en fonction des dimensions des cellules et les ouvertures des poutraisons en zigzag en fonction des charges à supporter. Du fait que les ossatures sont extensibles et ne sont mises en extension que sur le chantier, on aboutit à une réduction considérable des volumes à transporter et à stocker, tout en pouvant préfabriquer entièrement les ossatures en atelier. Les ossatures de cellule selon l'invention sont formées de cadres ce qui leur confère, une fois montées, une très grande stabilité. La mise en place sur chantier des éléments de charpente selon l'invention ne nécessite aucun élément de contreventement pour la durée du chantier, ni I'exécution d'aucun assemblage sur le chantier et peut être confiée à une main d'oeuvre sans aucune qualification particulière. Enfin, les bâtiments construits au moyen d'ossatures selon l'invention peuvent être facilement démontés et l'ensemble peut être récupéré pour être réutilisé. Les moyens lis en oeuvre dans l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit relative aux dessins annexés qui représentent des modes de réalisation donnés à titre d'exemple sans caractère limitatif. La figure I est une vue en perspective d'une poutraison extensible selon l'invention. La figure 2 est une vue en plan schématique d'une planche à double courbure. La figure 3 est une vue en perspective d'une ossature selon l'invention. La figure 4 est une vue en plan côtée d'une ossature selon la figure 3. La figure 5 est une vue en perspective d'une deuxième ossature selon l'invention. La figure 6 est une vue en plan côtée de l'ossature de la figure 5. La figure 7 est une vue en perspective d'un pavillon construit sur une ossature selon l'invention. La figure 1 représente une charpente 1 destinée a servir de poutraison pour supporter un plancher, un plafond ou une toiture. Cette charpente est composée de planches minces 2 placées de chant. On utilise par exemple des planches en bois de 3x2x400cm. Chaque planche 2 est reliée par l'une de ses extrémités, avec une planche voisine 2a et, par l'autre extrémité, avec l'autre planche voisine 2b. Les extrémités des deux planches reliées ensemble sont accolées l'une contre l'autre. Chaque planche présente une double courbure, avec un point d'inflexion intermédiaire. La figure 2 représente schématiquement une planche 2, les deux rayons de courbure égaux et de sens inverse r et le point d'inflexion 3. Les flèches de sens inverse représentées sur la figure 1 indiquent le sens des efforts de sens inverse que l'on doit exercer sur la charpente 1 pour la mettre en extension. La charpente est livrée préfabriquée, les planches accolées les unes contre les autres comme le représente la partie gauche de la figure. En la mettant en extension, on fait varier l'entraxe x entre deux sommets voisins et on obtient une poutraison en zigzag comme le représente la partie droite de la figure. La charge par unité de surface que peut supporter la poutraison est inversement proportionnelle à l'ouverture x. L'entraxe x pourra varier, par exemple entre 80cm et 120cm. La figure 3 représente l'ossature d'une cellule de bâtiment. Cette ossature est forme de deux poutraisons en zigzag, conformes à celle de la figure 1, qui constituent l'ossature 4 du plafond et l'ossature 5 du plancher laquelle repose, par exemple, sur deux longerons 6. Les sommets homologues des deux poutraisons sont reunis entr'eux par des montants verticaux 7, constitués par des planches minces de même nature que celles qui composent les poutraisons 4 et 5. On voit que cette ossature est constituée par des cadres rectangulaires qui sont assemblés en reliant entr'eux les côtés haut et bas desdits cadres par deux planches intermédiaires minces 8a et 8b, chacune de ces planches 8 étant fixée par l'une de ses extrémités sur l'un des cadres et par l'autre extrémité sur l'autre cadre. Cette ossature peut être préfabriquée facilement en atelier et transportée sous un faible volume, les cadres étant appliqués les uns sur les autres. Sur le chantier, on tire en sens contraire sur les deux extrémités de l'ossature pour la déployer jusqu'à ce que sa longueur atteigne celle de la cellule et on intercale des entretoises entre les branches des poutraisons et/ou les montants verticaux pour maintenir l'ossature déployée puis on met en place les panneaux latéraux, les huisseries et les panneaux d'habillage du plancher et du plafond. A titre d'exemple, la figure 3 représente une ossature pour une cellule ayant une surface habitable de 1lm2 dont la figure 4 représente une vue en plan. L'ossature est constituée en planches de bois de 27mm x 210mm x 400cm. Le poids total de l'ossature est de 200 Kgs. La figure 5 représente une variante pour une cellule ayant une surface habitable de 18m2. La partie centrale de la cellule, entre les longerons 9, est identique à celle de la figure 3. Chaque planche 10 est prolongée, au-delà des montants verticaux 11, d'une surlongueur 12 placée en porte-à-faux par rapport aux longerons 9. Les extrémités des surlongueurs 12 sont réunies entr'elles par des montants verticaux 13. La figure 6 représente une vue en plan de la cellule de la figure 5. Les parties en porte-à-faux ayant un mètre de large, peuvent servir de loggias, les panneaux de façade étant alors disposés dans le plan des longerons 9. Dans cet exemple, les planches 10 et les surlongueurs 12 forment une seule longueur de 6 mètres. Ces planches sont constituées, de préférence, en lamellé-collé. La figure 7 représente,à titre d'illustration, une résidence secondaire ou un pavillon de vacances construit sur une ossature selon l'invention conforme à la figure 5. Le côté gauche du pavillon comporte une pergola 13, dont l'ossature est constituée par deux planches 14, avec double courbure, sur lesquelles se prolongent les chevrons 15 de la sous-toiture. On peut réaliser, selon l'invention, des cellules de formes très dif férentes. On peut réaliser des cellules avec toiture en terrasse ou avec toiture inclinée à une ou deux pentes, avec cheneaux externes ou cheneau encaissé. L'assemblage des planches entr'elles et des planches avec les montants verticaux est réalisé par tout moyen connu, par exemple au moyen de quatre boulons reliés entr'eux par des plaquettes d'appui métalliques. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications équivalentes pourront être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif. Par exemple, on pourra prolonger latéralement une structure du type qui vient d'être décrit par une ou plusieurs structures semblables de façon à réaliser des cellules de plus grande largeur. Dans ce cas, les poutraisons constituant l'ossature du plancher et du plafond, formées de plusieurs structures identiques placées l'une à côté de l'autre auront une forme de réseau maillé, semblable à celle du métal déployé. REVENDICATIONS 1 - Produit nouveau constitué par une charpente de bâtiment servant de poutrai son pour supporter un plancher, un plafond ou une sous-toiture, caractérisée en ce qu'elle est composée de planches minces, placées de chant et assem blées entr'elles en forme de zigzag, chaque planche étant assemblée rigide ment par l'une de ses extrémités à l'une des planches voisines et éventuel lement par l'autre extrémité, à l'autre planche voisine, les deux extrémités de deux planches assemblées étant accolées l'une contre l'autre et chaque planche présentant une double courbure avec au moins un point d'inflexion intermédiaire. 2 - Produit nouveau constitue par une charpente de bâtiment servant d'ossature pour une cellule, caractérisée en ce qu'elle est formée: a) - de deux poutraisons formant l'ossature du plancher et du plafond ou de la sous-toiture, chacune de ces poutraisons étant composée de planches minces placées de chant et assemblées entr'elles en forme de zigzag, chaque planche étantassemblee rigidement par l'une de ses extrémités à l'une des planches voisines et éventuellement par l'autre extrémité à l'autre planche voisine, les deux extrémités de deux planches assemblées étant accolées l'u ne contre l'autre et chaque planche présentant une double courbure avec au moins un point d'inflexion intermédiaire. b) - de montants verticaux en planches minces formant l'ossature des parois, lesquels relient entr'eux les sommets homologues des deux poutraisons en zigzag en étant assemblés rigidement par leurs deux extrémités à ces deux sommets. 3 - Charpente selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle est extensible, et la charge que la charpente peut supporter est inversement proportionnelle à l'écartement entre les sommets de la poutrai son en zigzag. 4 - Procédé de construction d'un bâtiment au moyen d'une charpente selon la re vendication 3 caractérisé en ce que a) - l'on préfabrique en atelier des cadres rectangulaires, formés de plan ches minces, ayant des dimensions égales aux dimensions transversales de la cellule à construire. b) - on réunit entr'eux en atelier les côtés homologues haut et bas des dits cadres par deux planches minces intermédiaires fixées par l'une de leurs extrémités sur l'un des cadres et par l'autre extrémité sur l'autre ca dre. c) - on transporte sur le chantier l'ensemble d'une ossature ainsi préfabriqué sous un faible volume, les cadres étant appliqués l'un contre l'autre. d) - on tire sur les deux extrémités de ladite ossature pour la mettre en extension et l'amener à une longueur égale à celle de la cellule à construire. e) - on intercale entre les montants et/ou les branches de la poutraison des entretoises pour maintenir l'ossature en extension et on met en place les panneaux de façade, les panneaux de plancher et de plafond. 5 - Charpente selon la revendication 1 caractérisée en ce que les planches de la poutraison comportent une surlongueur de part et d'autre des sommets de la structure en zigzag formée par deux planches accolées l'une contre l'autre. 6 - Charpente selon les revendications 2 et 5 caractérisée en ce qu'elle compor te, en outre, des montants reliant entr'elles les extrémités homologues des dites surlongueurs des poutraisons.