Brevet FR2384082A1 — publié le 19781013

L'invention se rapporte à un bâtiment démontable à usage d'enseignement. Depuis les cruels accidents dûs à des vices de construction, à des défauts de fabrication et surtout à l'emploi de matériaux trop inflammables, ou se consumant avec émanation de gaz toxiques, les législations et les règlementations en matière de construction de locaux et centres scolaires sont devenues très sévères et imposent des normes de construction strictes aussi bien sur le choix des matériaux que sur la façon de construire. Pour des raisons budgétaires, beaucoup de centres scolaires et même des centres médico-éducatifs se réalisent par la technique des préfabriqués. I1 se pose ainsi un certain nombre de problèmes concernant le respect des normes qui ont conduit les constructeurs à des conceptions et technologies particulières s'inscrivant parfaitement dans le cadre des normes actuelles. S'il existe une grande variété d'habitations temporaires préfabriquées, les bâtiments de groupes scolaires, du type préfabriqué, doivent présenter des coefficients de sécurité bien plus importants pour résister plus longtemps en cas de sinistre. On a donc construit des centres en dur selon la construction traditionnelle. Devant le prix de revient et la modicité des budgets, beaucoup de collectivités locales orientent leur choix vers la construction préfabriquée. Les professionnels, devant la sévérité des regle- mentations, ont proposé des réalisations à charpente métallique à ossature porteuse présentant une grande rigidité et une résistance importante supérieures aux coefficients de sécurité exigés. Les façades sont alors constitués par des panneaux de remplissage fixés auxéléments porteurs. Cet alourdissement des structures entraîne une élévation sensible du coût de la construction, sans garantir pour autant une sécurité supérieure à celle des constructions plus légères, mais conçues et réalisées différemment. De plus, ces structures lourdes provoquent inévitablement des difficultés de mise en oeuvre : transport, manuten tion. L'invention a pour but de supprimer ces inconvé nients en proposant un bâtiment à usage d'enseignement en construction préfabriquée légère, remarquable par ses éléments de fa çade en panneaux auto porteurs maintenus en tension, la rigidité de l'ensemble étant complétée par une ossature légère à points d'appui, disposés a intervalles réguliers sur tout le périmètre du bâtiment Il en découle de multiples avantages - facilité de mise en oeuvre - préfabrication démontable - réutilisation possible engendrant des frais réduits - faible coût. D'autres caractéristiques plus techniques, et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, dtun exemple de mode d'exécution de l'invention en considération des dessins dans lesquels - la figure 1, est u1ne vue en élévation de la façade du bâtiment à usage d'enseignement selon l'invention - la figure 2, est une vue en coupe transversale du bâtiment selon l'invention, selon la ligne- II-II de la figure 4 - la figure 3, est une vue en élévation de la face en pignon du batiment à usage d'enseignement selon l'invention - la figure 4, est une vue en plan d'un exemple d'aménagement pour salle de classe - la figure 5, est une vue en plan d'un exemple de groupement de plusieurs bâtiments préfabriqués selon l'invention pour la construction d'un centre d'enseignement ;; - la figure 6, est une vue en plan du plan de charpente et de toiture ; - la figure 7, est une vue en coupe longitudinale du plan de charpente et de toiture sur poteau d'appui - la figure 8, est une vue en coupe transversale de la figure 7 selon la ligne VIII-VIII ; - la figure 9, est une vue en coupe verticale du plan de toiture sur crepine et conduit de descente - la figure 10, est une vue en coupe transversale sur fenêtre d'un panneau à baie vitrée - la figure 11, est une vue en coupe transver sale sur porte d'un panneau à bloc-porte - la figure 12, est unie vue en coupe transversale sur panneaux pleins avec poteau d'angle -la figure 13, est une vue en coupe longitudinale sur panneau plein - la figure 14, est une vue en coupe transversale des fondations avec élément de plan de sol A l'observation des figures 1, 2 et 3 on se rend compte de la constitution générale d'un bâtiment à usage d'enseignement selon l'invention. Ceux-ci sont appelés à se grouper en association, par exemple celle représentée en figure 5, où l'on distingue plusieurs bâtiments avec deux salles de classe, un bâtiment de direction administrative avec la salle des professeurs, des bureaux de direction, une salle de permanence et un foyer, et finalement un bâtiment à locaux techniques : restaurant et atelier. La description qui suit ne saurait être limitative et doit être considérée comme effectuée à titre d'exemple. On se référera tout d'abord à la figure 14. Le bâtiment préfabriqué a usage d'enseignement selon l'invention est appelé à reposer sur des massifs en béton 1, par l'intermédiaire de supports d'ancrage 2 pour poteaux. Les longrines 3 prennent appui sur lesdits massifs 1 en béton, par un béton de propreté 4. Les longrines en béton sous murs de façade et de pignon,à armature métallique,supportent par l'intermédiaire de pattes d'ancrage, les éléments de mur constitués de panneaux juxtaposés au niveau d'une rainure d'appui 5. La surface intérieure délimitée par les massifs de béton est recouverte d'une couche compacte 6 de tout venant, supportant une forme de sable 7, avec une feuille protectrice de matière connue sous la dénomination polyane 8 destinée à éviter les remontées d'humidité, sur laquelle repose une dalle de béton armé 9. Les fondations coté extérieur comprennent sur tout le périmètre un sol galerie 10 en partie protégé par un auvent 11. Les fondations décrites sommairement ci-dessus portent l'ossature du batiment formée essentiellement de poteaux 12 d'appui à intervalles réguliers, et de profilés longitudinaux de toiture 13, eux-mêmes supportés par les profilés de jonction 14 et une lisse supérieure de répartition 15 des panneaux latéraux auto porteurs 16 formant la surface laterale du bâtiment. On en distingue divers types : panneaux pleins 17 constitués de deux parements tels que 18 en tôle prélaquée habillant une ame isolante 19 et fermés sur leurs chants par un profilé 20 formant cadre. De même composition, ils possèdent des structures ou équipements techniques différents : on distingue ainsi les panneaux pleins 17, des panneaux 21 équipés d'une baie vitrée 22, des panneaux 23 à bloc-porte 24. Assemblés en juxtaposition latérale, ils constituent la surface latérale en pignon et en façade. L'unité préfabriquée a usage d'enseignement selon l'invention comporte en façade deux successions identiques pour chaque demi-longueur formée d'un panneau bloc-porte 23 et d'une série de panneaux bloc-fenêtre 21. La façade arrière possède ces mêmes successions de panneaux bloc-fenêtre 21 séparés par un espace 25 formé par deux panneaux pleins 17 et un panneau plein de faible largeur 26 qui se-retrouve à l'entrée entre les deux portes. Les pignons du bâtiment comportent un mur en principe sans ouverture, constitué d'une pluralité de panneaux pleins juxtaposés possédant selon la destination deux panneaux 24 à portes de sortie et dans le cas par exemple d'une salle de classe. On se reportera maintenant plus particulierement pour la suite aux figures 4 et 5. On y distingue un exemple d'aménagement intérieur d'une salle de classe et un exemple de groupement de b ti- ments formant une unité d'enseignement du genre collège, par exemple d'enseignement secondaire. La vue en plan d'un exemple de salle de classe montre tout d'abord à l'extérieur sur le mur pignon, une pluralité de casiers tels que 27. Le bâtiment ainsi conçu se divise en deux salles de classe identiques 28pwInzes de bancs d'élèves 29 et dru pupitre du maître 30. D'autres éléments de mobilier prévus pour les salles d'atelier et représentés sous forme de ronds indiauent des tabourets. Le bâtiment est séparé intérieurement par un espace technique 31 desservant l'une et l'autre salles de classe. I1 s'agit de toilettes telles que 32 avec lava bos33 et W.C. 34 communiquant avec la salle de classe et l'extérieur. I1 s'agit également de deux petites pièces sans ouverture telles que 35, servant de dépôt et de rangement en communication avec la salle de classe par une porte 36. Les cloisons 37 sous forme de panneaux à particules agglomérées préenduites s'appuient au sol par l'intermediai- re d'une semelle avec embase et sont emboîtées en partie haute dans un couvre joint profilé en-U, monté solidaire des poutres ou bacs de toiture. Certains bâtiments construits selon l'enseigne- ment du présent brevet peuvent comporter des aménagements plus techniques. I1 s'agit par exemple dans le cas d'un centre d'enseignement ou collège, d'un bâtiment administratif tel que 38, présentant d'un côté une salle de permanence et de documentation 39, ainsi qu'un local 40 destiné au foyer, et de l'autre côté d'un bâtiment administratif et de direction avec la salle des professeurs 41, le bureau du chef d'établissement 42 et le secrétariat 43, ~une salle de gestion 44 et une salle 4-5 pour le conseil d'education. L'ensemble se trouve séparé par un bloc technique 46 avec toilettes et W.C. et un hall d'entrée 47 par exemple en espace ouvert du type porche, l'entrée latérale du bâtiment s'effectuant par l'intermédiaire d'un deuxième hall 48. Un autre type de bâtiment, plus technique renferme un grand local 49 destiné à la cantine et aux réunions, et des locaux utilisés à titre d'ateliers et usages divers 50, 51 et 52, l'ensemble étant séparé également par un bloc technique W.C. et toilettes et un dépôt 54. Avant d'examiner plus en détail la structure technique de construction du bâtiment, on décrira son extérieur (figures 1 à 3). Ses façades se composent des panneaux à blocporte, à bloc-fenêtre ou à panneaux pleins assemblés par les profilés de jonction 14 renforcés par des poteaux d'appui 12 déportés par rapport au plan de façade et supportant avec les panneaux auto-porteurs 16, la charpente 55 de la toiture. Cette dernière légèrement bombée déborde à contre pente sur les côtés pour constituer l'auvent 11 à contre pente, présent sur tout le périmètre. La vue en coupe de la figure 2 montre schématiquement et clairement d'une part, la dalle de béton et son chaînage pour son assise sur les massifs de béton des fondations ainsi que la toiture présentant un léger cintrage au faîtage supportée par les éléments de charpente et relevée en rives de façade. On y distingue la porte d'entrée de la salle de classe ainsi que la porte d'accès 36 au dépôt. On examinera plus en détail ci-après la structure propre de ce bâtiment au niveau des éléments d'assemblage et des éléments porteurs, traduisant la technologie propre du déposant. Ainsi, en figure 13 les panneaux sont supportés sur leur chant inférieur par un profilé en Z 56, solidari sésà intervalles réguliers par l'intermédiaire de pattes de scellement 57 venant s'ancrer dans le béton des rainures des bords de longrines en 5. Les panneaux comportait comme on l'a vu, deux parements tels que 18, sertis par leurs chants inférieurs sur un cadre formé des profilés 20 en U.et en - contact au niveau de leurs extrémités superieures par llintermédiaire de joints tels que 58, ces parements habillent lTaine isolante- l2 réalisée par exemple en fibre minérale-ou autre 3natériau isolant. Les profilés d'assemblage latéral 14 des panneaux entre eux comportent la section droite telle que représentée en figure 12. I1 s'agit d'un profilé composite creux symétrique 59 se développant autour de la tige 60 d'un tirant 61 sous la forme de deux parties identiques 62 à profil sensiblement tra pézoïdal présentant sur leur front deux nervures dtétanchéité latérales telles que 63 venant s'appuyer contre un joint 64. Les bords jointifs- des panneaux sont recouverts d'une baguette d'esthétique et de propreté 65, de profil en T dont l'âme est fixée par pression sur toute la- hauteur des profilés d'assemblage. Lesdits panneaux comportent sur leur chant supérieur la lisse de répartition 15 de profil en U par laquelle se transmettent les efforts sur l'ensemble des panneaux. Leur maintien est assuré par les tirants 61 assurant la mise en tension et leur élément d'assemblage vertical entre des pattes de scellement 66 par l'intermédiaire des profilés 56 et les poutres de rives 67 affectant la forme de profilés à section rectangulaire ouverte. Ces dernières, solidarisées à leurs extrémités supérieures aux poutres de toiture 68 reportent par l'intermédiaire de la lisse 15 sur les panneaux et poteaux, les efforts dts au poids de la toiture et à ses surcharges occasionnelles. Ces poutres placées à intervalles réguliers (fig6) sont prolongées au niveau de leurs extrémités sur chacun des côtés longitudinaux du bâtiment et complétés par des éléments longitudinaux 69 formés de deux profilés convergents 70 et 71 constituant avec une ceinture d'élément de contreventement horizontaux 72, l'auvent 11 et assurant la rigidité et la stabilité du plan de toiture. Les poutres de toitures 68 à âme variable possèdent déjà le léger cintrage indiqué et reposent sur les poutres de rives 67. Chape poteau d'appui 12 est renforcé en tête par une platine 73 en deux profiles U permettant l'assemblage des poutres de toiture 68, des éléments de contreventement 72 et des poutres de rives 67 (figure 8). On note un renforcement de la structure porteuse de la toiture au niveau du- dépôt 35 sous la forme d'un portique 75 dans le cas d'une unité d'enseignement présentant un espace 25 à panneaux pleins. On a vu que les poteaux d'appui 12 se répetaient à intervalles réguliers le long des façades avant et-arrière ainsi qu'aux angles. Le raccordement des panneaux porteurs s'effectue aux angles par l'intermédiaire d'un profilé de rapport d'angle 76 s'appuyant sur deux profilés de raccordement 77 et 78. Le profilé d'angle se compose d'un premier profilé 79 en L formant l'angle proprement dit et un profilé interne 80 en double L. L'âme de ce profilé de rapport d'angle possède la tige d'un tirant 81 analogue aux tirants des profilés d'assemblage latéral. L'assemblage des panneaux audit profilé de rapport d'angle se réalise par l'intermédiaire des profilés de raccorde ment 77 et 78 en L tel que représenté en figure 12. L'angle proprement dit est renforcé côté intérieur du bâtiment par une corniere 82 fixée sur les profilés 77, et les profilés de rigidification du panneau composant son cadre. On examinera plus précisément maintenant la partie supérieure du bâtiment en se référant plus particulièrement à la figure 9. Le plan de toiture supporté par les poutres de toiture 68 et des pannes 83 ici longitudinales se compose de tôles nervurées 84 s'imbriquant-les unes dans les autres et recouvertes d'une couche 85 de matériaux isolants, par exemple des fibres minérales protégées par un revêtement 86 présentant de par les poutres 68 un -léger cintrage au faîtage et en rive de façade pour le ruissellement des eaux de pluie. ç elles-ci s'écoulent par l'intermédiaire de crépines 87 disposées à intervalles réguliers en fonction de la longueur du bâtiment. Elle-reçoit les eaux de pluie en provenance de la couverture et de la saillie formant auvent dont le plan de couverture accuse-une pente inverse. Elles s'évacuent par la crépine à travers un 88 conduit de descente prévu à l'intérieur des poteaux et relié au réseau des eaux pluviales. Le plan de toiture présente une limite franche à l'extrémité de la saillie formant auvent, limite matérialisée par un bandeau d'esthétique 89. Les figures 10 et 11 représentent en coupe horizontale respectivement un panneau bloc-fenetre et un panneau bloc-porte représentés ici à titre d'exemple. Le premier panneau est à volumes coulissants 90 sans encadrement présentant une structure compacte sous la forme d'un bloc-cadre 91 fixé au profilé d'ouverture prévu dans le panneau avec inter position d'un joint périphérique 92. Ce bloc-cadre possède des profilés latéraux double 93, à gorge de circulation 94 pour les volumes coulissants actionnés par des poignées de manoeuvre telles que 95, et réunis entre eux par un profilé commun d'écartement et d'étanchéité 96. On prévoit à l'extérieur deux profilés glissière 97 rapportés sur les bords du bloc-cadre pour le maintien d'un store ou volet d'occultation 98. Le deuxième panneau possède un bloc-porte. La porte proprement dite se compose d'un panneau ouvrant 99 à- âme isolante 100, ceinturée par un cadre présentant sur trois denses côtés un profilé accessoire 101, portant un joint à lèvres 102. Le quatrième côté possède un profilé porteur 103 également avec joint a lèvre 104, sur lequel se trouvent fixées au moins deux paumelles 105 reliant les panneaux aux axes de pivotement. L'huisserie se compose de profilés spéciaux 106 connus rapportés sur les chants de l'ouverture de porte, pratiqués dans les panneaux autoporteurs. Des joints à lèvres spéciaux 107 sont prévus pour l'étanchéité ainsi que des axes d'articulation des paumelles. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle ne s'y trouve nullement limitée, et que l'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons, sans pour autant s'eloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Unité à usage d'enseignement réalisée en préfabrication légère caractérisée en ce qu'elle se compose d'une succession panneaux auto-porteurs assemblés entre eux par des profilés de juxtaposition contenant un tirant et supportant à travers une lisse de répartition une poutre de rive avec des poteaux d'appui se répètant à intervalles réguliers le long des façades seulement, un plan de toiture constitué de poutres de toiture à âme légère- ment cintrée et un auvent à contrepente, lesdits panneaux reposant sur dés longrines en béton armé et les poteaux venant prendre appui dans des supports d'ancrage. 2. Unité selon la revendication 1 caractérisée en ce que les panneaux auto-porteurs comportent deux parements enserrant une âme isolante et délimitée par- un cadre de rigidification en profilés U et en ce que ces panneaux sont assemblés entre eux par des profilés de juxtaposition ou d'assemblage latéral formés d'un profilé composite-creux symétrique se développant autour de la tige d'un tirant sous la forme de deux parties identiques à profil sensiblement trapézoïdal présentant sur leur front deux - nervures d'étanchéité latérales venant s'appuyer contre un joint contenu dans le profil d'encadrement. 3. Unité selon la revendication 1 caractérisée en ce que les panneaux sont maintenus en tension par des tirants et qu'ils supportent à leurs extrémités supérieures le plan de toiture par l'intermediaire d'une lisse supérieure et une poutre de rive. 4. Unité selon la revendication 1 caractérisée en ce que le plan de toiture se compose de pannes longitudinales et de poutres de toiture à âme présentant un léger cintrage, poutres se répètant à intervalles réguliers et s'appuyant sur la tête des poteaux d'appui permettant l'assemblage d'éléments rectilignes prolongeant ces poutres à contrepente et constituant avec des élé- ments de contreventement un auvent. 5. Unité selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau des poteaux d'appui une crépine pour la collecte des eaux de pluie, crépine reliée à un conduit d'eva- cuation prévu à l'intérieur desdits poteaux.