Brevet FR2249218A1 — publié le 19750523

Ltinvention a pour objet un nouveau système de construction de bâtiment à partir d'éléments préfabriqués0 I1 y a longtemps que l'on cherche à diminuer le coût des constructions en réalisant celles-ci au moyen dtéléments-préfabri- qués dans des ateliers spéciaux et assemblés sur le site. I1 est rare cependant que lton préfabrique en usine la totalité des éléments entrant-dans la construction et l'on se contente souvent de réaliser des panneaux de façade qui sont incorporés à une ossature réalisée au fur et à mesure de la construction. En ce qui concerne les maisons individuelles la préfabrication est utilisée surtout pour la réalisation de constructions assez légère notamment en bois. De plus on évite rarement une cer- taine uniformité des plans et de ltaspect extérieur et l'on propose le plus souvent aux clients des maisons dont le plan ne peut subir que de très légères modifications. Enfin, les maisons doivent être généralement montées par un personnel spécialisé. 11 invention a pour objet un nouveau système de construction de bâtiment à partir d'éléments préfabriqués comprenant une ossature, des dalles et des panneaux de façade, dans laquelle la totalité des éléments utilisés pour la construction sont préfabriqués en usine, les opérations de montage étant réduites au minimum et pouvant ètre effectuées par un personnel non spécialisé et éventuellement par le client lui-meme. En outre, le système selon l'in vention permet une grande variété de plans et se caractérise par la possibilmté d'apporter par la suite des modifications à la construction, notamment en lui ajoutant très facilement des pièces supplé- dentaires0 Enfin, une caractéristique essentielle du système selon l'invention est de ne comporter qu'un très petit nombre d'éléments de base, ce qui facilite une production en série et ainsi abaisse le de de la construction. Selon 11 invention, 11 ossature se compose, sur un plan à maille régulière polygonale, de poteaux placés à chaque noeud de la maille et reliés deux à deux par des poutres, les poteaux et les poutres étant respectivement identiques entre eux, chaque poteau comprenant sur sa périphérie une pluralité de feuillures longitudinales ouvertes chacune vers un coté de la maille polygonale, chaque poutre comportant sur sa face inférieure une feuillure axiale ouverte vers le bas et sur ses c8tés deux feuillures latérales, et que les panneaux de remplissage ont leurs bords engagés dans les feuillures longitudinales des poteaux et la feuillure axiale de la poutre reliant les parties supérieures desdits poteaux, et les dalles sont posées sur les feuillures latérales des poutres. L'invention sera mieux comprise par la description qui va suivre en se référant à un mode de réalisation particulier représenté sur les dessins annexés. lia figure 1 est une vue en plan d'un bâtiment réalisé selon l'invention0 La figure 2 est une vue en élévation d'une partie de bâ- timent selon l'invention. La figure 3 est une vue en plan selon III-III, figure 2. La figure 4 est une vue en perspective d'un noeud de l'ossature. La figure 5 est une vue en élévation de l'assise dtun poteau. La figure 6 est une vue en perspective d'un dé de fondation0 La figure .7 est une vue en perspective d'un chapeau de poteau. la figure 8 est une vue en élévation d'une partie de couverture. La figure 1 représente à titre d'exemple un plan particu lièrement simple de bgtiment selon l'invention. On voit que ce plan est bati sur une maille carrée comportant à chaque angle un poteau cruciforme 1, les poteaux étant reliés entre eux par des poutres 2, et, sur les façades, par des panneaux de remplissage 3, des cloisonnements 4 étant disposés à l'intérieur. Comme on le voit à plus grande échelle sur la figure 2, les planchers 5 sont constitués de dalles accolées reposant sur les poutres 2. Chaque poteau 1 se compose de quatre paires de nervures longitudinales 10, les nervures de chaque paire étant parallèles entre elles et séparées par une feuillure 11. les-nervures voisines de deux paires adjacentes telles que 101 et 102 sont reliées à leur base, et les nervures d'une méme paire telles que 102 et 103 sont reliées entre elles par des entretoises -12 écartées les unes des autres de telle sorte qu'il subsiste entre elles des ouvertures 110 mettant en communication chaque feuillure il avec un orifice 13 disposé dans l'axe du poteau. Chaque poteau est muni à son pied d'une pièce d'angle 14 qui relie deux à deux les bases des nervures voisines non pa^--nllè- les telles que 101 et 102, ladite pièce d'angle étant munie vers le bas d'un prolongement pouvant s'emboiter entre deux nervures voisines correspondantes du poteau.de l'étage inférieur. A la tête du poteau, chaque nervure 10 s'évase en un prolongement en console 10S, les prolongements de deux nervures parallèles formant un support pour l'extrémité d'une poutre 2. la figure 4 est une vue en perspective d'un noeud de l'os- sature sur lequel on voit notamment la forme spéciale de la poutre. En effet, chaque poutre comprend une partie centrale 20 ayant une section en forme de U renversé dont les ailes encadrent une feuillure axiale 21 et sont reliées d'autre part à leur base chacune par un talon 22 à un flanc latéral 23 se prolongeant vers le bas. les faces internes des flancs 23 sont écartées d'une distance égale à celle séparant les faces externes des nervures d'une mB- me paire du poteau de telle sorte que l'extrémité de chaque poutre 2 peut venir coiffer le support formé sur le poteau par les parties en console de deux nervures parallèles.En outre, chaque poutre comporte à son extrémité un tenon 24 qui peut s1 engager dans le pied d'une feuillure longitudinale de poteau ; la fixation de chaque poutre sur le poteau correspondant est assurée par un boulon traversant le tenon 24 et le pied des nervures du poteau qui l'encadrent. En outre, lorsque la poutre est assemblée sur le poteau,les faces supérieures des talons 22 viennent dans le prolongement des faces supérieures des pièces d'angle 14 de façon à former le long des poutres et dans le bas des poteaux, des feuillures latérales sur lesquelles peuvent reposer les extrémités des dalles composant le plancher 5, comme représenté sur la figure 2 Les poutres de plafond due l'étage supérieur sont fixées sur des chapeaux coiffant les têtes de poteaux supérieurs . Comme on le voit sur la vue en perspective de la figure 7, un chapeau 6 a sensiblement la forme du pied d'un poteau 1, des feuillures 60 étant cependant ménagées en travers de chaque paire de nervures pour le passage de l'étanchéité du toit. Par ailleurs, les chapeaux employés peuvent avoir tous la forme de celui représenté sur la figure 7, mais on peut aussi prévoir des chapeaux de rive destinés à être placés en façade et dans lesquels les parties supérieures de deux nervures parallèles sont reliées par un talonS ou méme des chapeaux a'angle dans lesquels deux paires de nervures adjacentes destinées à gtre orientées vers 11 extérieur des bâtiments sont reliés par un talon horizontal. Comme indiqué sur les figures 5 et 6, ainsi que, plus schématiquement, sur la figure 2, les pieds des poteaux de rez-dechaussée reposent sur des massifs de fondation 80 par l'intermédiaire de dés de fondation 8 dont un exemple est représenté en perspective sur la figure 6. On voit aue chaque dé 8 est en forme de croix à quatre branches, chaque branche ayant une largeur égale à l'épaisseur des paires de nervures des poteaux.De la sorte, lesdites branches peuvent servir de support aux poutres reliant les bases des poteaux de rez-de-chaussée, comme un le voit sur la figure 2. les dés de fondation peuvent avantageusement être munis sur leur face inférieure d'armatures en attente qui sont noyées dans des massifs prévus à chaque angle de la construction, et pouvant reposer sur des semelles ou sur Lorsque les dés ont ainsi été ancrés, il est faeile de placer sur chacun un poteau et de les relier par les poutres de plancher du rez-de-chaussée. les poutres de plafond du rez-de-chaussée sont posées alors sur les supports formés par.les têtes en console des nervures de poteaux, et laissent entre elles un espace dans lequel vient s'emboiter le poteau de ltétage supérieur. la liaison verticale des poteaux peut être assurée très simplement par des tiges placées sur la face inférieure des poteaux et scellées dans des tubes placés sur la face supérieure. Gracie au faible jeu que l'on peut obtenir en raison des tolérances atteintes par les techniques de préfabrication actuelles, les poutres, qui sont seulement boulonnées sur les pieds de poteaux1 peuvent assurer le contreventement de I? ensemble. Lorsque le, dernier niveau haut de poutre chainage est établi, on place un chapeau sur chaque poteau4 Comme on le voit sur la figure 2, les planchers peuvent se composer de dalles accolées dont les extrémités reposent sur les feuillures latérales ménagées le long des poutres. Bien entendu, on peut utiliser également des éléments de plancher en bois préfabriqués. En façade, les panneaux de remplissage 2 se composeront avantageusement de trois éléments ; on introduira d'abord la partie supérieure des éléments latéraux 21, 22 dans la feuillure inférieure de la poutre correspondante, puis on les poussera dans les feuillures longitudinales des poteaux qui les encadrent. les éléments latéraux 21,22 étant en place, on peut alors bloquer l'ensemble en planant l'élément central 23. La fixation des éléments de façade pourra étre assurée de façon connue par la pression entre sol et plafond de vérins incorporés avxdits éléments. On aura ainsi une grande souplesse dans la composition de la façade puisque lton pourra disposer d'éléments préfabriqués de différents modèles tels que des panneaux pleins, des portes, des portes-fen8tres, des fenêtres avec allège, etc... Ces éléments, fa cilement maniables, pourront avantageusement être munis en usine du revêtement extérieur et intérieur de telle sorte que les fini tions soient limitées à la pose de joints d'étanchéité souples au to-adhérents. le cloisonnement intérieur sera également réalisé à par tir de panneaux munis de vérins s'appuyant sur le sol et le plafond. Il en résulte que l'on pourra placer des cloisons intérieures pra tiquement en ntimporte quel endroit entre les poteaux. En outre, comme on le voit sur la figure 1 on pourra préfabriquer des blocs salle de bains-WO-ou placards ainsi que des blocs portes de telle sorte qu'auprès la pose des sanitaires et des placards, le cloisonnement soit pratiquement réalisé. Comme représenté sur la figure 8, la toitureXpourra se composer d'une terrasse aménagée sur des dalles identiques à celles composant les planchers, ou des fermes préfabriquées assemblées en bloc recouvrant chacun un carré de la maille. Ces éléments de toi ture seront toujours intérieurs au module de base de telle sorte que les finitions intéressant l'écoulemént des eaux pluviales soient les mêmes qu'il stagisse de terrasse ou de toitures en pente. Cepen dant, dans le cas du recouvrement d'une grande surface par une toiture en pente, les éléments constitutifs pourront etre réunis par des pièces raccord. les orifices axiaux des poteaux serviront avantageusement au passage des gouttières, des conduits de deseente d1eaux usées, des arrivées d'eau et d'électricité. Le branchement des appareils sanitaires se fera par les ouvertures reliant les fonds de feuillu- res aux orifices axiaux. les ouvertures non utilisées à l'intérieur ou placées sur la façade sont obturées par des bouchons en bois de forme adéquate En outre, la continuité de l'isolation phonique et thermique sera assurée par un bourrage dtisolant tel que de la laine de verre ou de la vermiculite dans les orifices non utilisés pour les descentes d'eaux usées. On voit que le système de construction qui vient d'entre présenté a 11 avantage de pouvoir être réalisé comme un véritable jeu de construction par du personnel non spécialisé et même éventuellement par le clients En effet, la totalité des pièces constitutives est réalisée en atelier, ce qui permet de bénéficier des meilleures conditions de fabrication et d'obtenir un excellent aspect de surface et de faibles tolérances sur les dimensions des éléments. in outre, le nombre d'éléments constitutifs est-irès réduit puisque l'ossature ne se compose pratiquement que de deux éléments, la poutre et le poteau,qux- quels s'ajoutent les dés de fondation et les chapeaux à l'étage supérieur. les panneaux de façade et les cloisons internes peuvent être trouvés dans le commerce et le montage des réseaux d'électri- cité, d'eau et de chauffage est grandement facilité par la structure creuse des poteaux, tous les conduits techniques pouvant être placés à l'intérieur de ceux-ci. En utilisant les mêmes poteaux à l'intérieur et en façade, on garde en attente sur la façade les supports de poutre et les feuillures qui permettront de prolonger éventuellement la construction par l'adjonction de nouvelles pièces. L'hatitation pourra ainsi évoluer suivant les besoins des ses occupants sans nécessiter de travaux importants puisque les panneaux de façade peuvent être facilement démontés et replacés sur la nouvelle façade0 L'ossature étant réalisée en béton blanc, il est possible de laisser apparent les poutres et les poteaux tant à l'intérieur qutà l'extérieur de l'habitation. On obtient ainsi une architecture sobre et fonctionnelle stintégrant bien à son environnement. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'entre décrit ; l'essentiel de l'invention résidant dans l'utilisation pour la construction d'un très petit nombre d1éléments de base enboités les uns dans les autres. En outre, il est avantageux d'utiliser une maille carrée dont le côté serait compris entre trois et quatre mètres de façon à s'adapter aux normes actuelles, mais on pourrait évidemment utiliser le même système avec d'autres mailles polygonales ; en outre, la forme des poteaux et des poutres a volontairement été dessinée en tenant compte principalement des impératifs fonctionnels, mais on pourrait bien entendu les modifier. REVENDICATIONS 10 - Système de construction de bâtiment à partir diélé ments préfabriqués, comprenant une ossature, des dalles et des pan neaux de remplissage, caractérisé par le fait que 11 ossature se compose, sur un plan à maille régulière polygonale, de poteaux placés à chaque noeud de la maille et reliés deux à deux par des poutres, les poteaux et les poutres étant respectivement identiques entre eux, chaque poteau comprenant sur sa périphérie une pluralité de feuillures longitudinales ouvertes chacune sur un côté de la maille polygonale, chaque poutre comportant sur sa face inférieure une feuillure axiale ouverte vers le bas et sur ses côtés deux feuillures latérales, et que les panneaux de remplissage ont leurs bords engagés dans les feuillures longitudinales des poteaux et la feuillure axiale de la poutre reliant les parties supérieureS desdits poteaux, et les dalles sont posées sur les feuillures latérales des poutres. 20 -- Système de construction selon la revendication 1,caractérisé par le fait que les poteaux ont chacun la hauteur d'un étage et sont superposables, chaque poteau slemboitant dans la t8te et le pied des poteaux des étages inférieur et supérieur. 30 - Système de construction selon llune des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les poutres sont munies à chaque extrémité d'un tenon susceptible de rengager à la base d'une feuillure longitudinale d'un poteau de l'étage supérieur, ltensem- ble étant solidarisé par un goujon traversant le tenon et le pied des nervures du poteau supérieur. 4 - Système de construction selon l'une des revendications i, 2, 3, caractérisé par le fait que la tête du poteau comprend une pluralité de supports s'étendant chacun selon un côté de la maille polygonale, lesdits supports étant emboftables sur les faces inférieures des extrémités des poutres. 50 - Système de construction selon la revendication 1,caractérisé par le fait que le poteau comprend au moins trois paires de nervures longitudinales régulièrement réparties autour de son axe, les nervures de chaque paire étant écartées d1un intervalle formant une feuillure sur toute la hauteur du poteau0 do - Système de construction selon les revendications 2 et 5, caractérisé par le fait que le poteau est muni à son pied d'une pluralité de pièces d'angle reliant deux à deux les bases des nervures voisines non parallèles de part et d'autre des feuillures, chaque pièce d'angle étant muni d'un prolongement vers le bas em boitable en-tre deux nervures voisines du poteau de l'étage inférieur. 70-- Système de construction selon les revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que les nervures comprennent à la te- te du poteau un prolongement en console, les prolongements d'une paire de nervures formant un support de poutre. 80 - Système de construction selon la revendication 1,caractérisé par le fait que poutre comprend une partie centrale ayant une section en forme de U re-nversé dont les ailes encadrent la feuillure axiale et deux flancs inférieurs reliés chacun à la base d'une aile de la partie centrale. par un talon formant avec la face extérieure de ladite aile une feuillure latérale, les faces internes desdits flancs étant écartées d'une distance égale à celle séparant les faces externes des nervures d'une même paire. 90 - Système de construction selon les revendications 1 et 5, caractérisé par le fait que les poteaux du rez-de-chaussée s'appuient sur les fondations par l'intermédiaire de dés de fondation cruciformes ayant le même nombre de branches que celui des c8tés de la maille polygonale, chaque branche ayant une largeur égale à 11 épaisseur d'une paire de nervures du poteau, lesdites branches servant de support aux poutres reliant les bases des poteaux de rezde-chaussée. 1 - Système de construction selon la revendication 1,caractérisé par le fait que les poteaux de l'étage supérieur sont coiffés chacun par un chapeau ayant une forme identique au pied de poteau, sur une hauteur égale à celle d'une poutre 11 - Système de construction selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le poteau comporte un orifice axial et que les nervures d'une ndme paire sont reliées vers l'intérieur du poteau par des entretoises ménageant entre elles des ouvertures de mise en communication du fond de la feuillure longitudinale avec ledit orifice axial. 12 - Système de construction selon la revendication 1,caractérisé par le fait que les panneaux de remplissage se composent, en façade, d'au moins trois éléments, deux éléments latéraux étant emboités dans la feuillure axiale de la poutre et une feuillure longitudinale de poteau, et un élément central de blocage interposé entre les éléments latéraux, 130 Système de construction selon la revendication 1,ca- ractérisé par le fait que le cloisonnement intérieur se compose de panneaux qui peuvent être fixés en tout endroit par la pression entre le plancher et le plafond exercée par des vérins incorporés aux panneaux.