Brevet FR2256294A1 — publié le 19750725

La présente invention se rapporte a' la construction dtimmeu- bles d'habitation et autres et concerne plus particulièrement un procédé pour préfabriquer des unités modulaires pour de telles construc tisons. On s'accorde à reconnaître que les procédés de construction utilisant des unités modulaires offrent un certain nombre d'avantages sur les procédés traditionnels, mais que la préfabrication des modules pose aux fabricants un certain nombre de problèmes qui ne semblent pas avoir été résolus jusqu'à présent de façon satisfaisante. C'est ainsi, par exemple, qu'il est difficile de faire varier le modèle des modules préfabriqués, ceci étant dû, au moins, en partie, à la nécessité d'utiliser des coffrages extérieurs, ainsi que d'autres éléments de support classiques pour ce type de construction.D'autre part, les modules produits par des procédés classiques sont généralement si lourds que si l'on tentait de compléter l'installation intérieure de ceux-ci, comme c'est souhaitable, on obtiendrait un poids total tellement élevé que le transport deviendrait difficile et que des équipements de levage extrêmement puissants devraient être utilisés sur le chantier de construction. La présente invention se propose de remédier à toutes les difficultés ci-dessus en apportant un procédé économique pour produire en masse des unités de construction modulaires utilisant des équipements classiques pour projeter le béton sur une forme de pièce ou de local parallélépipédique qui est partiellement entouré par un grillage d'éléments de renfort ou d'armement métalliques. On obtient ainsi un module de pièce parallélépipédique fermé par des surfaces minces, légères et renforcées extérieurement qui présentent une finition lisse à l'intérieur et une finition grossière à l'extérieur. L'intérieur du module peut être peint à la fabrique, le cas échéant, et des- éléments, tels que des cloisons, des accessoires d'éclairage et de plomberie, des placards, etc, peuvent être installés afin d'économiser encore davantage de temps de construction et de coûts de main d'oeuvre. Un module de construction fabriqué de cette manière est facilement transportable et peut être assemblé avec d'autres unités en utilisant les équipements dont disposent actuellement les entrepreneurs de construction. En utilisant une forme parallélépipédique ré- glable qui ne nécessite pas de coffrage extérieur, on peut produire des modules de diverses largeurs et longueurs et dont les surfaces intérieures présentent diverses caractéristiques.Cette souplesse d'emploi permet au fabricant de produire des modules présentant toutes les variations que l'architecte peut souhaiter. De plus, un module produit en projetant du béton contre la surface extérieure d'une forme parallélépipédique peut etre limité par de minces parois renforcées par des éléments faisant saillie à l'extérieur et cette configuration se traduit par des espaces entre les modules assemblés qui peuvent être remplis avec du béton et peuvent être renforcés, le cas échéant, pour compléter une entité structurale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - la Figure 1 est une vue en perspective d'une unité modulaire typique produite par le présent procédé de fabrication. - la Figure 2 est une vue en perspective, partiellement en écorché, montrant une partie du moule utilisé pour former le plancher; - la Figure 3 est une vue en perspective montrant le plancher complet surmonté d'une forme parallélépipédique et d'une cage de renfort ou d'armement; - la Figure 4 est une coupe-verticale agrandie d'une partie du plancher, - la Figure 5 est une vue latérale, avec arrachement, montrant la forme parallélépipédique reposant sur le plancher; - la Figure 6 est une coupe verticale transvèrsale suivant la ligne 6-6 de la Figure 1; - la Figure 7 est une coupe horizontale suivant la ligne 7-7 de la figure 6; - la Figure 8 est une coupe verticale suivant la ligne 8-8 de la figure 6; - la Figure 9 est une vue en perspective d'une partie d'une paroi d'extrémité;; - la Figure 10 est une vue schématique d'un immeuble d'habitation construit avec des modules conformes à l'invention; - la Figure il est une coupe verticale montrant les colonnes armées utilisées dans l'immeuble et la finition appliquée à un mur extérieur de celui-ci; et, - la Figure 12 est une coupe verticale montrant la structure d'une poutre interposée entre les modules empilés verticalement de 1' immeuble. En se référant à la figure 1, on voit une unité modulaire ou un module désigné en son entier par 10 qui représente une pièce d'appartement, qui pourrait être utilisé, par exemple, pour la construc- tion d'un immeuble d'habitation à plusieurs étages. Llunité modulaire 10 comprend un plancher 12, des parois latérales 14 et 15, des parois d'êxtrémitê 17 et 18 et un plafond 19. Le présent procédé de construction se prête parfaitement à la fabrication en chaîne et, pour la commodité de la fabrication, le module de pièce 10 sera, de préférence, construit en un certain nombre d'étapes qui peuvent varier avec ses dimensions et avec sa forme, ainsi qu'avec d'autres facteurs. Pour produire le module 10, la Demanderesse préfère utiliser un moule de plancher séparé 26 que montre la figure 2. Le moule rectangulaire 26 a des parois latérales et d'extrémité 27 et 28 réglables (une seule de chacune d'elles a été représentée sur la figure 2) ainsi qu'une paroi de fond 29. Des gouttières transversales 30 sont formées dans la paroi de fond 29, ces gouttières étant judicieusement espacées le long du moule 26. Un élément de renfort ou d'armement, notammen't une tige 34, est convenablement supportee dans chaque gouttière 30, les extrémités opposées de ces tiges étant redressées afin de produire des goujons d'assemblage latéraux 35 espacés vers l'intérieur par rapport aux parois latérales 27. Au-dessus dè la paroi de fond 29, est convenablement supportée dans le moule 26, une grille métallique d'armement soudée 37 dont les côtés ou les extrémités slarrêtent à courte distance des parois 27 et 28 du moule. D'autres tiges d'armement 39 sont convenablement supportées dans le moule 26, au-dessus de la grille métallique 37. Les tiges 39 ne s'étendent pas sur toute la longueur du moule 26 mais comportent des extrémités relevées formant aussi des goujons d'assemblage 40 qui sont espacés vers l'intérieur par rapport à la paroi d'extrémité 28 du moule. On verse ou on projette un béton à agrégat fin dans le moule 26 afin de noyer les tiges 34 et 39, ainsi que la grille d'armement 37 et pour produire une dalle de béton armé d'épaisseur convenable, par exemple, de 5-cm. De préférence, le béton est projeté au moyen d'un équipement de projection de plâtre classique. Un tel équipement permet de bien contrôler l'application du béton, lequel est tassé en même temps qù'il est appliqué. La surface du plancher 12 pourrait être finie en "Terrazzolithe" ou autrement, à ce stade, le cas échéant. Quand le béton a pris, on obtient une dalle de plancher pour l'unité modulaire 10, comme celle que montre la figure 3,.mais il est préférable de laisser cette dalle dans son moule pour l'enlever plus tard, comme il sera expliqué. La figure 4 est une coupe verticale partielle à grande échelle du plancher 12 qui montre que les gouttières 30 produisent sous le plancher des lambourdes 42. L'étape suivante de la construction du modèle 10 consiste à placer au-dessus de la dalle de plancher 12 une forme parallélépipédique 45 qui est esquissée en tirets sur la figure 3 et dessinée en traits continus sur la figure 5. La forme 45 pourrait être assemblée directement au-dessus de la dalle 12, mais la Demanderesse préfère l'assembler à l'avance et la mettre en place en la faisant rouler le long de rails de guide temporaires (non représentés). En variante, la forme 45 préassemblée pourrait être abaissée sur la dalle 12 en utilisant un équipement de levage approprié. En se référant à la figure 5, on voit que la forme parallélépipédique 45 a des panneaux latéraux 46 et 47, un panneau d'extrémité 48 et un panneau de plafond 49. Il en résulte que l'extrémité de la forme 45 reste ouverte en 50. La surface-extérieure des panneaux verticaux de la forme 45 est plus à l'intérieur que les goujons d'assemblage 35 et 40 de même que son extrémité ouverte 50 est espacée vers l'intérieur par rapport au bord d'extrémité adjacent 52 du plancher 12. A la Surface extérieure des différents panneaux qui constituent la forme 45 sont fixés des éléments tels que des boites de sortie électriques 53 et 54 (panneaux 46-et 49), et des structures telles qu'un encadrement de passage 55 (panneau 47) et un encadretent de porte 56 (panneau 48).Les accessoires ainsi fixés à la surface extérieure de la forme 45 convertissent ses panneaux en modèles pour les murs et le plafond du module de pièce^10 qui sont reproduits quand on projette sur cette forme du béton, comme il sera expliqué plus loin. On renforce le module 10- avec des éléments de métal disposés autour de la forme parallélépipédique 45 d'urne manière calculée pour optimiser le rapport résistance/poids de celui-ci. Ici également, la Demanderesse préfère assembler à l'avance leséléments de renfort afin d'accélérer la production, bien que ces éléments puissent être mis en place d'une manière classique autour de la forme 45. Les éléments de renfort ou d'armement préassemblés forment une cage, désignée en son entier par- 60 et qui n'a été représentée en son entier que sur la Figure 3 par un contour en tirets.Cette cage 60, qui est un grillage métallique, a la même configuration que la forme 45, tout en étant légèrement plus grande, de sorte qu'elle peut être abaissée ou amenée en position en utilisant des équipements de levage ou de transport appropriés, non représentés. En se référant maintenant à la Figure 6, on voit que la cage 60 comprend des grilles 62, 63 64 et 65 qui sont analogues aux grilles métalliques servant à renforcer le plancher 12. Ces différentes grilles sont légèrement espacées de la surface extérieure du panneau dans lequel elles sont encastrées et présentent des ouvertures de forme appropriée (non-représentées) correspondant à l'encadrement de porte 56 et aux autres accessoires fixés audit panneau et qui produisent-les modèles mentionnés ci-dessus pour les parois de la chambre. La cage 60 comprend aussi un certain nombre de tiges d'armement qui sont groupées de façon à produire des bandes en U retourné s'étendant au-dessus de la forme 45 et qui sont uniformément espacées le long de celles-ci. La disposition particulière des tiges de chaque bande peut varier mais, comme représenté sur les figures 6, 7 et 8, les tiges 67, 68 et 69 sont placées respectivement près des grilles 62, 63 et 65. Les extrémités opposées de ces tiges, qui sont désignées par A, forment un angle droit avec la partie principale de celles-ci, de manière à s'étendre au-dessus d'un panneau voisin de la forme parallélépipédique 45. Les tiges 67 sont destinées à renforcer des tenons 72 qui sont formés quand on projette du béton sur l'ensemble et, afin de produire chacun de ces tenons, un moule approprié 73 a été prévu, comme le montre la Figure 7. Chaque moule 73 comprend deux cornières 74 que la Demanderesse préfère monter sur l'équipement de la chaîne d'assemblage supportant la cage 60, de sorte qu'on peut les amener en position le long de cette cage, tout en les positionnant correctement par rapport aux tiges 67. Des moules (non-représentés) identiques aux moules 73 sont prévus pour former des tenons 76 sur la paroi 15 du module, ces moules étant eux aussi, supportés par l'équipement mentionné. Comme le montre la figure 8, des moules 78, supportés de la même façon, et dont chacun est constitué par deux cornières 79, sont prévus pour enfourcher les tiges 69, afin de former ainsi des solives extérieures 80 sur le plafond 19. La cage 60 comporte aussi des anneaux 84 que montre la Figure 1. Ces anneaux sont destinés à l'équipement de levage servant à transporter le module fini dans l'usine et sur le chantier de construction. On projette le béton à agrégat fin mouillé au-dessus de l'ensemble décrit ci-dessus afin de former le module 10 en lui donnant l'épaisseur désirée, cette opération s'effectuant, de préférence, en plusieurs étapes. La Demanderesse préfère projeter un revêtement initial audessus de la forme 45 avant même que la cage 60 soit en place. Ceci n'est pas indispensable, mais stest révélé être pratique. Sur-la surface extérieure des panneaux qui composent la forme 45, on applique un agent anti-adhésif approprié avant de projeter le revêtement initial de béton. Ensuite, plusieurs couches de béton sont projetées au-dessus de cette structure afin d'y encastrer la cage 60 sous une épaisseur appropriée. On projette aussi du béton dans les moules 73 et 78 pour produire les tenons armés 72 et 76 sur les parois 46 et 47, ainsi que les solives 80 du plafond 19. Les bords extérieurs des moules 73 et 78 forment une cueillie ou une bordure rectiligne qui permet d'essuyer ltexcès de béton des tenons et des solives. Après avoir laissé au béton le temps de prendre convenablement, on démonte la forme 45 du module 10, à travers 11 extrémité restée ouverte de celui-ci, notamment, par l'extrémité qui sera fermée ultérieurement par la paroi 18. Le moule 26 ayant servi à produire le plancher 12 peut avantageusement être enlevé, en même temps. Le mur 18 est produit séparément, dans un moule analogue au moule 26 ayant servi pour le plancher, et qui est désigné par la référence 88 sur la figure 9, oU il est représenté en tirets. La paroi d'extrémité 18 est renforcée par une grille métallique 89et comporte des goujonsd'assemblage 90. Ces goujons 90 sont espacés le long de la paroi et s'avancent vers l'intérieur, de manière à s'ajuster étroitement dans la surface extérieure des parois et du plafond du module, quand cette paroi d'extrémité est en place (Fig. 1). On projette ensuite du béton sur les goujons d'assemblage 90 afin de relier la paroi d'extrémité au reste du module. Le procédé de fabrication décrit ci-dessus produit un module de construction 10 (Fig.l) dont ltintérieur a un fini lisse et dont les surfaces extérieures sont relativement rugueuses où irrégulières. A ce stade, on peut peindre l'intérieur de l'unité modulaire et on peut la compléter en ce qui concerne les cloisons, la menuiserie et autres. De plus, les divers accessoires d'éclairage ét de plomberie peuvent être installés pour être prêts à être raccordés à d'autres surfaces qui, éventuellement,seront prévues dans l'immeuble d'habitation. Il est bien évident que le module 10 n'a pas besoin d'être construit exactement comme le montre la figure 1. C'est ainsi que la paroi d'extrémité 18 pourrait être complètement supprimée car souvent, cette extrémité de la pièce est fermée par des vitrages et, en particulier, par des portes coulissantes s'ouvrant sur un balcon. La dalle de béton formant le plancher 12 pourrait être prolongée afin de produire un tel balcon.Ce procédé de fabrication permet de produire tout aussi bien d'autres modules, par exemple, pour des couloirs et des cagesd'escalier du type de ceux que l'on trouve communément dans les immeubles dthabitation. Lorsque le module 10 est destiné à être posé directement sur une dalle de fondation plate prévue sur le chantier de construction, les lambourdes 42 du plancher 12 pourraient être complètement supprimées. On assemble côte à cote, et l'une au-dessus de l'autre, suivant le besoin, les diverses unités modulaires 10 ainsi que les modules dé couloir et autres de fanon à construire un immeuble d'habitation cellulaire 100 qui pourrait se présenter comme le montre la figure 10. A mesure que l'immeuble s'élève, on place des tiges d'armement ou de renfort 102 (Fig. 11) entre les parois latérales des modules adjacents et on coule du béton autour de ces tiges afin de former des colonnes de support 103. Des poutres en béton armé 105 (Fig. 12) sont aussi formées entre les planchers 12 et les plafonds 19 afin de consolider la construction et pour lier les unités modulaires de façon qu1èlles ne puissent pas se déplacer horizontalement. On procède a' une' finition appropriée des mures extérieurs ou apparents des modules 10, comme en 107 (Fig. 11) soit à la fabrique, soit sur le chantier. Il est à noter sur la figure 12 que les lambourdes 42 du plancher 12 alternent avec les solives 80 du plafond 19 de l'unité modulaire. Ceci permet aux lambourdes 80 de se placer entre les solives 42 en réduisant ainsi l'espace entre elles. Chaque fois que cela est jugé nécessaire, on remplit les intervalles vides entre les parois latérales des modules, ainsi que ceux du plancher et du plafond des nodules empilés verticalement avec un coulis de béton. Ce coulis et le ciment formant les colonnes de renfort 103 et les poutres 105 adhérent très facilement à la surface extérieure rugueuse du module Il ressort de ce qui précède que l'invention apporte un procédé simple et économique pour construire des unités modulaires légères et transportables. Ces unités permettent de réaliser des économies de temps considérables dans la construction d'immeubles d'habitation à étages multiples, en réduisant les dépenses de main-d'oeuvre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une unité de construction modulaire autonome ayant des murs; un plafond et un plancher et qui est adaptée à être assemblée avec d'autres unités modulaires similaires, sur un chantier de construction, en vue de construire un immeuble, qui consiste à former un plancher en béton renforcé ou armé comportant des goujons d'assemblage s'étendant vers le haut près de certains de ses bords marginaux; à placer une forme parallélépipédique comportant, au moins, deux panneaux latéraux opposés, verticaux et pratiquement parallèles, espacés intérieurement par rapport aux goujons d'assemblage et un panneau de plafond horizontal s'étendant entre et au-dessus desdits panneaux latéraux, de l'un à l'autre, la direction parallèle aux panneaux latéraux étant définie comme la direction longitudinale du module, et la direction perpendiculaire s'étendant de l'un desdits panneaux latéraux à l'autre étant définie comme la direction transversale du module; à placer des éléments de renfort ou dtarmement près de certaines parties de la forme parallélépipédique, à peu de distance de la surface extérieure des panneaux latéraux et du panneau de plafond, y compris des éléments de renfort espacés longitudinalement et stétendant transversalement;; varier un certain nombre de moules parallèles s'étendant verticalement près de la surface extérieure des panneaux latéraux afin de former des tenons verticaux et un certain nombre de moules parallèles horizontaux s'étendant transversalement à travers le dessus du panneau de plafond afin due former des solives, chacun desdits moules comprenant deux éléments de moulage opposés disposés de manière à être espacés de part et d'autre d'un élément de renfort et à s'étendre parallèlement à celui-ci, cet élément de moulage étant disposé extérieurement à une certaine distance du panneau adjacent correspondant de la forme paral lélépipédique à projeter dubéton au-dessus des panneaux latéraux et du panneau de plafond ainsi que dans les espaces compris entre les éléments de moulage opposés desdits moules, afin d'encastrer ou de noyer ainsi les éléments de renfort dans le béton des panneaux latéraux, formant ainsi une structure interconnectée unifiée incluant (a) un plafond en béton armé ayant une surface intérieure plane essentiellement horizontale et un certain nombre de solives s'élevant vers le haut et s'éten dant transversalement et horizontalement et (b) une paroi latérale en béton armé adjacente à chaque panneau latéral, chaque paroi latérale ayant une surface intérieure et incluant un certain nombre de tenons faisant saillie à 11 extérieur et s'étendant verticalement, des goujons d'assemblage étant encastrés dans ces parois latérales; et à enlever les moules des tenons et des solives et à enlever la forme parallélépipédique de l'intérieur du module0. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape supplémentaire de finition de la surface intérieure de l'unité modulaire de façon qu'elle soit pratiquement terminée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on enlève ladite forme parallélépipédique de l'unité modulaire à travers une extrémité ouverte de celle-ci et en ce qu'on forme séparé- ment une paroi d'extrémité en béton armé, on place cette paroi d'extrémité contre l'extrémité ouverte du module et on projette du béton contre les surfaces butantes pour les assembler. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on place un panneau d'extrémité verticalement sur le plancher qui s'étend perpendiculairement aux panneaux latéraux, à l'une des extrémités de ces panneaux et en ce qu'on projette du béton contre le panneau d'ex trémité, et au-dessus de celui-ci pour former une paroi d'extrémité dans laquelle des éléments d'assemblage sont encastrés. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tenons des parois latérales opposées sont alignés et en ce que les solives du plafond sont alignées avec ces tenons opposés. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 4 ou 5 caractérisé en ce que certains éléments de renfort ou d'armement placés le long du plafond s'en étendent vers le bas le long des parois latérales et sont encastrés dans ces dernières. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour former le plancher, un moule comportant des gouttières transversales espacées longitudinalement et en ce qu'on place des éléments de renfort ou d'armement dans ces gouttières afin de produire des lambourdes renforcées sous le plancher en béton armé. 8. Procédé selon la revendication 1 ou 7 caractérisé en ce que les tenons des parois latérales opposées sont amenés entre eux et avec les solives du plafond, chaque ensemble de tenons et de solives alignés étant décalé longitudinalement par rapport aux lambourdes du plancher.