Brevet FR2242527A1 — publié le 19750328

La présente invention est relative à une structure de paroi externe pour un bâtiment- du genre ayant une charpente qui conprend au moins deux structures de planchers espacées verticalement et, s'étendant entre elles, un certain nombre d'éléments de structure verticaux, espacés horizontalement et présentant des surfaces étroites dirigées vers l'extérieur disposées dans un plan vertical commun et formant, avec les bords externes des deux structures de planchers, une série horizontale d'ouvertures espacées, la structure de paroi elle-même étant composée d'un certain nombre d'éléments de paroi préfabriqués en forme de plaques fixés à la charpente côte-à-côte et séparés par des joints d'étanchéité verticaux de façon à recouvrir entiàrement l'extérieur des élé- ments de structures- verticaux et à former par eux-mêmes la façade du bâtiment, chacun des éléments de paroi pénétrant à l'intérieur dudit plan vertical par une partis de son épaisseur. I1 est connu, en partic,Itier amans la construction le batlnen';s à plusieurs étages, d'ériger tout d'abord sur le site e construction une structure de charpente ou de squelette, habi tuellenent en bâton armé ou en tous autres matériaux convenables, ladite structure présentant au moins un c8té ouvert, ou' les structures de planchers et les éléments le structure verticaux disposés entre elles constituent un dessin plus ou moins régulier d'ouvertures ou d'alvéoles rectangulaires, puis de fermer ou d'obturer ces ouvertures ou alvéoles en y inse-rant des éléments de paroi en forme de dalles jusqu'à une profondeur telle que les faces externes les éléments de paroi affleurent sensiblement les bords externes des structures de planchers et les surfaces externes des éléments âe structure verticaux.La difficulté, avec ce procédé de construction, réside dans le fait qu'nul est presqu'impossible d'obtenir une qualité et une apparence satisfaisantes de la façade du bâtiment sans recouvrir ensuite la paroi de platre ou d'une sorte de tuiles ou de fel.alles de revetement, tâche qui exige du temps, coûte cher, et requiert, entre autres, l'emploi peu avantageux d'échafaudages externes. Afin de pallier ces inconvénients, des constructeurs ont essayé de modificr la conception des éléments de paroi en les munissant de portions marginales externes en forme de collerettes susceptibles de recouvrir ltextr~eur des structures de planchers et des éléments de structure verticaux de la charpente tout en limitant la profondeur de pénétration de ces éléments de paroi dans les ouvertures de la carpente à seulement une partie de l'épaisseur de lélément Grace à cette modification, il devient possible de munir dès l'usine les éléments de paroi d'une surface externe formant façade de bonne qualité, etlon espérait que ces éléments de paroi améliorés réussiraient à pallier tous les inconvénients du procédé de construction mentionné plus haut. Pourtant, en pratique, il n' a été que très rarement possible d'obtenir une façade de bâtiment satisfaisante et agréable à voir avec de tels éléments de paroi, car des problèmes considérables d'ajustement et d'étanchéité sont apparus lorsque les éléments de paroi préfabriqués ont d5- 8tre installés dans la charpente. La principale raison en était que la précision de la charpente est toujours plutôt faible en ce qui concerne ses di mensions et ses angles.En outre, les éléments de paroi ont tous été conçus de manière que les joints verticaux entre.leurs portions marginales soient situés vers l1extérieur et sensiblement juste devant les faces externes des organes de structure verticaux, ce qui rend extrêmement difficile la réalisation des ajustements nEcessaires. En fait, il est arrivé parfois que les problemes d'ajustement et d'étanchéité snnt devenus tellement critiques qu'il a été encore nécessaire de faire appel à l'emploi d'échaufaudages externes peu avantageux pour les résoudre d'une 11an1ère satisfaisante. Un autre inconvénient des éléments de paroi en question déjà connus résidait dans le fait queAeur largeur variait d'habitude considérablement, non seulement d'un bâtiment à un autre, mais également dans un seul et même estiment, car la largeur d'élément était entièrement déterminée par celle des ouvertures ou alvéoles de la charpente, et cette dernière largeur pouvait en pratique, et surtout dans des maisons d'habitation ou des i.mrsseubles d'appartements, varier de 1,80 m ou même moins jusqu'à environ 4,60 m ou plus .En conséquence, le fabricant était Porcé de posséder des moyens pour réaliser des éléments de paroi de la plus grande largeur en question, mais il devait accepter de fournir le elus fréquemment des éléments de largeur beaucoup plus faible, ce qui le conduisait à ne pas utiliser à plein la capacité réelle de son installation de production.Par ailleurs, l'emploi d'éléments de paroi assez petits augmentait le travail et le prix de manutention et d'installation et engendrait un faible rendement d'utflisation, non seulement de la capacité de levage des grues sur le site de construction, mais probablement aussi de la capacité de charge des moyens de transport, tels que des camions, utilisés pour l'amenée des éléments depuis l'usine jusqu'au site de construction. L'invention a pour objet de proposer une structure de paroi externe du genre en question ci-dessus où tous ces incon vénients sont éliminés ou du moins considérablement réduits. Suivant l'invention, ceci est principalement réalisé grâce au fait que les joints verticaux entre des éImefft;s de paroi adjacents sont situés entré les éléments de structure: verticaux de la charpente au lieu d1re à l'extérieur et juste en avant d'eux, et qu'au moins la plupart desdits éléments de paroi présentent dans leur face interne au moins un creux en forme de canal disposé verticalement qui reçoit une portion externe de celui desdits éléments de structure verticaux qui lui correspond. Il devient par làmeAme possible -de donner à chaque élément de paroi une largeur qui soit complètement indépendante des distances horizontales entre les éléments de structure verticaux de la charpente, de réduire considérablement le nombre des éléments aussi bien que celui des joints verticaux pour une structure de paroi de dimensions données, et de simplifier beaueoup tout le travail nécessaire pour ajuster et rendre étanches ces ponts verticaux en les rendant facilement accessibles depuis l'intérieur de la charpente du bâtiment. Dans une forme de réalisation préférée de la structure de paroi conforme à l'invention, le creux des éléments de paroi est assez large pour recevoir l'élément de structure vertical correspondant avec un jeu latéral important, qui est ensuite rempli depuis l'intérieur du bâtiment pour donner à la structure de paroi terminée une surface interne lisse faisant disp-rattre les faces Iatéraleudit élément. Ceci présente l'avantage de faciliter consi Dans la plupart des cas, on préfère en outre donner aux creux des éléments de paroi un fond de bonne capité isolante thermique. En particulier, par temps froid, cela évite un refroidissement excessif des éléments de structure verticaux et les problèmes qui en résulteraient. Puisqu'il n'y a aucun point de mauvaise qualité ni aucune ouverture dans la structure de paroi à l'extérieur des éléments de structure verticaux, il s'ensuit que ces deniers sont exceptionnellement bien protégés. De préférence, chacun desdits joints verticaux entre les éléments de paroi est fermé au voisinage de la surface exter ne de la paroi par un assemblage à rainure et languette, et et inté- rieurement par un panneau mural de revEtement, ce joint étant au moins en partie reupli par un matériau isolant thermique entre les deux. Ceci assurer un joint de bonne qualité et étanche, néanmoins facile à réaliser et susceptible de rattraper des tolérances considérables. les éléments de structure verticaux peuvent être, et sont dans la plupart des cas, des cloisons dirigées vers l'inté- rieur et s'enfonçant dans le bâtinen. pour former des pièces, mais dans certains ca3 ils peuvent être des poteaux ou des colonnes de support qui ne sont disposés entre les portions marginales externes des structures de planchers que pour empêcher ces dernières de fléchir. L'emploi de tels poteaux est fréquemment nécessaire lorsque 11 espace entre les cloisons portantes adjacentes est grand ou lorsque les structures de planchers sont peu résistantes. Et l'invention sera mieux comprise en se rdférant maintenant aux dessins annexés illustrant un mode de réalisation de celle-ci. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue de devant d'une charpente de bâtiment recouverte par une structure de paroi externe qui forme sa façade et qui est composé d'éléments de paroi prdfa- briqués, - la figure 2 est une vue en coupe, légèrement agrandie mais assez schématique, suivant II-II de la figure i, - et la figure 3 est une vue en coupe fragmentaire horizontale, encore plus agrandie, représentant un mode préféré de réalisation de la structure de paroi externe et montrant plus en détail la liaison d'un de ses éléments de paroi avec une cloison de la charpente,ainsi qu'un joint vertical entre deux élémens de paroi adjacents. Le bâtiment représenté à la figure 1 est constitué par une structure-squelette ou chari,en:;e comprenant un certain nombre de structures de planchers 1 espacées verticalement et un certain nombre d'éléments de structure verticaux étroits 2 qui les relient, tous reprdsentés en tirets. La plupart des éléments 2 SQ=t des cloisons portantes de charge se prolongeant vers l'intérieur de la charpente et séparant l'intérieur du btiment en pièces, mais certains de ces éléments 2 peuvent être des poteaux de support qui ne relient entre eleis que. les portions marginales externes des structures de planchers.Dans l'exemple représenté, la charpente comprend également une paire de murs aveugles d'extrémités, ou murs coupe-feu 3, mais si le bâtiment est isolé, la charpente peut être ouverte tout autour. La charpente 1,2 est en tièdement auto-portante et bâtie principalement en matériaux incombustibles, tels que du beton armé, de la maçonnerie et de l'acier. Comme on le voit en tirets à la figure 1, les structures de planchers 1 et les éléments de structure verticaux 2 se présentent dans une configuration en forme de réseau de séries horizontales d'ouvertures ou d'alvéoles rectangulaires, chaque série étant située entre les bords externes de chaque paire de structures de planchers adjacents, et dans chacune de ces séries hori zontales,les ouvertures ou alvéoles sont séparées entre eux par les éléments de structure verticaux 2. Comme on le voit à la figure 2,les faces externes des éléments 2 sont dans un plan vertical commun, qui concile généralement avec le plan des-bords externes des structures de planchers 1.Les ouvertures ou alvéoles ainsi formés dans la charpente sont obturés au moyen d'une structure de paroi externe composée d'uz certain nombre d'élément.s de paroi rectangulaires préfabriqués 4,5,6,7,8 et 9 > en forme de plaques, tous ayant la hauteur d1un étage et chacun percé d'une ou plusieurs ouvertures de fenêtres. les éléments de paroi sont disposés en rangées horizontales et reliés l'un à l'autre par des joints horizontaux 10 et par des joints verticaux 11. les éléments de paroi extrêmes 4 et 9 de chaque rangée horizontale ont leurs bords extérieurs reliés aux parois d'extrémité 3.Tous les éléments de paroi ont leurs portions internes fixées ou ancrées à la charpente de toute façon sûre, convenable, comme par des pattes (non-représentées). tans l'exemple représenté, les joints horizontaux 10 se trou-sent au niveau des bords supérieurs des ouvertures de fenetres dans chaque rangée d'éléments de paroi, mais ceci n'est pas indispensable, et ils pourraient aussi bien se trouver au voisinage des bords externes des structures de planchers, ou ailleurs, si on le désire. D'autre part, il est indispensable que les joints verticaux il soient situés entre les éléments de structure verti (horizontalement caux 2 de la charpente, c'est à dire décalés / par rapport à ces éléments.Il est également indispensable que la largeur, c'est dire la dimension horizontale, des éléments de paroi 4 - 9 ne corresponde pas à la dimension des différentes alvéoles ou ouvertures de la charpente, mais soit au contraire choisie de façon à permettre une utilisation maxima de la capacité non seulement des grues disponibles sur le site de construction pour installer les éléments de paroi,mais encore de l'installation de production pour la préfabrication de ces éléments de paroi ainsi que, bien entendu, des moyens de transport. tans l'exemple reprdsenté, ceci a été obtenu en donnant tous les éléments de paroi 4-9 approximativement une seule et même largeur, correspondant à peu près au double de leur hauteur, qui à son tour est égale à la hauteur des étages du bâtiment. Cependant, lorsque l'installation de production et l'équipement de manutention disponibles le permettent, on peut donner à une majorité d'éléments de paroi une largeur encore plus grande que celle représentée, tout en conservant pour l'un d'eux ou quelques uns d' entre eux à chaque rangée horizontale uns margeur plus petite, si c'est nécessaire.Bien entendu, il n'est pas indispensable, mais il est de beaucoup préférable, que les joints verticaux 11 eoin- cident dans les différentes rangées horizontales d'éléments de paroi. Comme on le voit aux figures 2 et 3, chaque élément de paroi 4-9 présente dans sa face interne au moins un creux vertical 12 en forme de canal qui reçoit une portion externe de celui des éléments de structure verticaux 2 qui lui correspond. En fait, l'élé=lent de paroi 7 à la gaucile de la figure 2 présente deux de ces creux. Les portions externes des éléments de paroi franchissent sans s'interrompre l'extérieur des éléments 2 et, pour éviter de trop grandes variations de température dans les portions externes des éléments 2 dans des climats rigoureux, le fond de chaque creux 2 est réalisé de façon avoir une bonne capacité isolante thermique. Puisque les éléments 2 pénètrent en par- tie dans les creux 12, une portion substintielle de l'épaisseur de chaque élément de paroi 4-9 va pénétrer dans les orifices à obturer de la charpente, ce qui facilite~considérablement la fixation stre des éléments à la charpente.De toute évidence, les éléments de paroi 4-9 n'ont aucun rôle sensible de support de charge, mais ils peuvent jouer un rôle efficace- dans le domaine de l'isolation sonore et thermique entre l'intérieur du bâtiment et le milieu extérieur. C'est pourquoi ils peuvent être avantageusement de nature composite et posséder un poids par -unité de surface relativement faible, ce qui facilitera également leur manutention et leur installation.D'excellents résultats ont été obtenus avec des éléments de paroi constitués par une ossature rigide munie d'un revêtement externe de matériau en feuille ré pistant aux intempéries, d'un revêtement interne de panneau murai et d'un remplissage intermédiaire de matériau isolant ther moque. La figure 3 montre à titre d'exemple une forme préfé- rée de réalisation d'usa tel élément de paroi, dans lequel les élé ments verticaux 13 de l'ossature sunt en bois et supportent un -revetement externe 14 de feuilles de ciment d'amiante et un re vêtement interne 15 de panneau mural.Le revetemellt externe 14, qui consitue la façade proprement dite, est séparée de l'ossature 13 par un petit interstice ventilé 16 et une feuille 17 perméable à la vapeur; dans les ouvertures de l'ossature sont irse'/rées plusieurs couches de remplissages 18 de matériau isolant thermi- que.Certains éléments 13' On voit également à la figure 3 que le creux vertical 12 en forme de canal ménagé dans la face interne de l'élément de paroi 9 et qui reçoit ltélément de cloison 2, est défini par une série d'échancrures dans des éléments horizontaux 21 de l'ossature de 11 élément de paroi, lesdites éehancrures ayant une largeur qui dépasse considérablement l'épaisseur de l'élément de cloison 2. te cette façon, on peut accepter même de très importantes imprécisions dans la charpente. les éléments horizontaux 21 et les éléments verticaux 13 concourent à séparer l'intérieur de l'élément de paroi en compartiments en forme de boites qui sont remplis de matériau isolant thermique.Ceux de ces compartiments à travers lesquels passe l'élément de cloison 2 sont remplis avec des tampons isolants thermiques 22 suffisamment compressibles pcur compenser toutes les irrégularités possibles de la surface externe de l'élément de cloison. Ces derniers compartiments sont en outre laissés ouverts par le fabricant, et dès que l'élément a été installé dans la charpente, ils sont remplis avec des tampons supplémentaires 23 de matériau(isoîant de part et d'autre de l'élément de cloison ainsi qu'avec des pinces additionnelles 15' et 15" de panneau mural emboitées à la main, les bords de ces pièces portant des baguettes 24 qui sont fixes de part et d'autre de l'élément de cloison 2. À la figure 3,la pièce de panneau mural 15' emboitée à gauche de l'élément de cloison 2 sert en même temps de-couver- ture interne au joint vertical 11 entre les deux éléments de paroi adjacents 8 et 9, mais dans la plupart des cas, il sera nécessaire de prévoir des pièces ou des bandes de panneau mural totalement indépendantes pour assurer ces deux elles différents. il est bien entendu que l'invention peut être utilisée aussi dans des structures de paroi comprenant des éléments de paroi réalisés de façon totalemel différentie de celui représenté à' la figure 3. Ainsi, par exemple, l'invention peut s'appliquer aus- si bien à des éléments de paroi réalisés notamment en bâton cellulaire, ou du type appelé "Sandwich" qui comprend un noyau cellu laire, notamment en plastique expans revêtu extérieurement d'une couche étanche aux intempéries et intérieurement d'une couche de panneau mural. Eh outre, l'étanchéité des joints verticaux et le remplissage..des creux destinés aux éléments de structure verticaux peuvent être réalisés autrement, comme par exemple par injection d'une composition plastique expansible, par plastification ou autre. NtICÂTICNS 1 - Structure de paroi externe pour un bâtiment du genre ayant une charpente qui comprend au moins deux structures de planchers espacées verticalement et, s'étendant entre elles, un certain nombre d'éléments de structure verticaux, espacés horizontalement et présentant des surfaces étroites dirigées vers ltexté- rieur disposées dans un plan vertical commun et formant, avec les bords externes des deux structures de planchers, une série horizontale d'ouvertures espacées, la structure de paroi elle-même étant composée d'un certain nombre d'éléments de paroi pré-fabri qwés en forme de plaques fixés à la charpente côte-à-côte et séparés par des oints d'étanchéité verticaux de façon à recouvrir en tièrement l'extérieur des éléments de structures verticaux et à former par eux-ESmes la façade du bâtiment, chacun des éléments de paroi pénétrant à l'intérieur dudit plan vertical par une par tie de son épaisseur, caractérisée non seulement en ce que les joints verticaux entre des éléments de paroi adjacents sont situés entre les éléments de structures verticaux de la charpente, mais encore en ce qu'au moins la plupart desdits éléments de paroi présentent dans leur face interne au moins un creux en forme décanal disposé verticalement qui reçoit une portion externe de celui desdits éléments de structure verticaux qui lui correspond. 2 - Structure de paroi externe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit creux des éléments de paroi est assez large pour recevoir l'élément de- structure vertical correspondant avec un jeu latéral important, qui est ensuite rempli depuis l'intérieur du estiment pour donner à la structure de paroi terminée une surface interne lisse faisant disparaltre les faces latérales dudit élément. 3 - Structure de paroi externe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit creux des éléments de paroi possède un fond de bonne capacité isolante thermique. 4 - Structure de paroi externe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chacun desdits joints verticaux entre les éléments de paroi est fermé au voisinage de la surface externe de la paroi par un assemblage à rainure et languette et intérieurement par un panneau mural de revttement, ce joint étant au moins en partie rempli par un matériau isolant thermique entre les deux. 5 - Structure de paroi externe suivant la revendica tion 1, c ractdrisde en ce que lesdits éléments de structure verticaux sont des cloisons se prolongeant vers l'intdrieur à partir dudit plan vertical entre les deux structures de planchers. 6 - Structure de paroi externe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments de structure verticaux sont des poteaux de support disposés entre les portions marginales externes des deux structures de planchers.