Brevet FR2426777A1 — publié le 19791221

La présente invention a pour objet un plancher métallique, ainsi qu'un procédé pour la réalisation de ce plancher. Plus précisément, ce plancher métallique est du type préfabriqué, pouvant s'insérer dans une ossature en béton armé, en acier ou mme en bois. Les planchers métalliques connus sont généralement très sonores, et présentent une isolation thermique faible, ainsi qu'une résistance au feu minime. L'invention a donc pour but de réaliser un plancher métallique présentant d'excellentes qualitsdu point de vue de l'isolation phonique et thermique, et muni également de moyens de protection efficace contre l'incendie. A cet effet, le plancher métallique suivant l'invention com- prend un ensemble de panneaux constitués chacun de deux tôles assemblées l'une à l'autre de part et d'autre d'un plan médian horizontal, profilées de façon à présenter une résistance suffisante à la flexion et à délimiter entre elles un ensemble d'alvéoles remplis de matériaux isolants thermiques et/ou acoustiques, des ouvertures d'introduc- tion de ces matériaux étant percées dans la tôle supérieure de chaque panneau. On peut ainsi réaliser des panneaux alvéolaires préfabriquésles tôles ayant des largeurs standard-qui peuvent tre aisément transportés jusqu'au lieu de montage du plancher. Lorsque les panneaux sont assemblés entre eux, il ne reste plus qu'à couler par les ouvertures de la tôle supérieure, des matériaux appropriés dans les alvéoles du plancher, afin de donner au plancher les qualités d'iso- lation thermique et phonique recherchées. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les bords de deux panneaux adjacents sont agencés de façon à recouvrir le joint entre lesdits panneaux et à rigidifier ceux-ci, notamment au moyen de retours des bordures de deux tôles d'un panneau, qui viennent s'encastrer dans des bords incurvés ou recourbés des tôles du panneau associé. Suivant un autre mode de réalisation du plancher, les bords voisins de deux tôles appartenant à deux panneaux distincts sont recourbés et roulés en présentant une section sensiblement en U, et solidarisés au moyen d'au moins une pièce intercalaire élastique qui s'emboîte à l'intérieur de l'un des bords ainsi réalisés, et recouvre par contre le second bord de la tole adjacente, cette pièce de liaison étant fixée par clipsage. Cet agencement permet d'obturer complètement le joint entre les panneaux, et solidarise ceux-ci entre eux. On peut utiliser, soit une seule pièce intercalaire dont la longueur est égale à celle des panneaux assemblés, soit une série de pièces intercalaires en tron- gons de longueurs prédéterminées, et placées à des intervalles appropriés, ou bout à bout. Conformément au procédé également visé par l'invention, on fabrique le plancher en réalisant des panneaux par assemblage de deux tôles métalliques convenablement profilées, notamment par soudure continue ou par points le long de leur ligne de contact, puis on assemble entre eux ces panneaux préfabriqués en emboîtant les bords d'un panneau dans les bords des panneaux adjacents, notamment par clipsage entre ces bords convenablement recourbés et roulés à cet effet, des pièces intercalaires élastiques assurant une obturation complète du joint entre les panneaux, puis on introduit, à l'inté- rieur des alvéoles délimités entre les tôles des panneaux, des matériaux isolants thermiquement et/ou phoniquement, et éventuellement des canalisations électriques. Certains alvéoles pouvant contenir de l'eau pour protéger le plancher contre l'incendie. D'autres particularités et avantages de l'invention appa- rattront au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, données à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté plusieurs formes de réalisation du plancher selon l'inven- tion. -La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale e d'un premier mode de réalisation du plancher selon l'invention. -La figure 2 est une vue en perspective partielle de dessus, du plancher de la figure 1. -La figure 3 est une vue partielle à échelle agrandie et en coupe transversale analogue à la figure 1, montrant un détail du plancher des figures 1 et 2. -Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe partielle ana- logues à la figure 3, montrant une variante de réalisation du plancher selon la figure 5 montrant à grande échelle un détail de la figure 4. -La figure 6 est une vue en coupe transversale partielle d'une autre variante de réalisation du plancher selon l'invention. En se reportant aux figures 1 à 3, on voit un plancher métallique 1, qui comprend conformément à l'invention un ensemble de panneaux 2 constituée chacun de deux tôles 3,4 assemblées l'une à l'autre de part et d'autre d'un plan horizontal médian P, profilées de façon à présenter une résistance suffisante à la flexion, et à délimiter entre elles un ensemble d'alvéoles 5 remplis de matériaux isolants thermiques et/ou acoustiques qui s'introduisent par des ouvertures 6 et/ou 6a de n'importe quelle section convenable, percées dans la tôle supérieure 3 de chaque panneau. Dans l'exemple d'exécution représenté, les deux tôles 3 et 4 ont le mme profil et sont assemblées de façon à tre symétriques l'une de l'autre par rapport au plan P. Le profil des tôles 3 et 4 est du genre de ceux décrits au brevet français 70 08 696, et plus particulièrement du genre de celui représenté aux figures 4 et 5 de ce document. Il ne sera donc pas décrit en détail. Les sommets des nervures des tôles forment des lignes de contact entre deux tôles disposées l'une au-dessus de l'autre et inversées. Bien entendu ce profil n'est donné qu'à titre d'exemple, et pourrait tre remplacé par un profil différent. Suivant une particularité de l'invention, les bords 7,8 de deux panneaux adjacents sont agencés de façon à servir de joint entre lesdits panneaux, et à rigidifier ceux-ci. Dans le mode d'exécution représenté à la figure 3, ceci est réalisé au moyen de retours 9, 11 agencés le long des deux bords 7 d'un panneau 2, et qui viennent s'encastrer entre deux bords incurvés et recourbés ou roulés 12,13 des deux bords 8 des t8les du panneau associé. Les parties médianes des retours 9, 11 tangentent les parties arrondies des bords roulés 12,13. On réalise ainsi l'assemblage entre les panneaux 2 de telle sorte que leurs joints intercalaires soient obturés. Les tôles 3,4 peuvent tre en acier galvanisé ou non, ou en tout autre matériau, et profilées de manière variable comme cela est réalisé couramment par laminage à chaud ou à froid. Dans chaque panneau 2, les tôles 3,4 reposent ltune sur l'autre au droit de leur ligne de contact telle que 14, et elles sont solidarisées le long de ces lignes 14 par tous moyens appro- priés, tels que soudure continue ou par points, rivets, ou collage. En cas d'assemblage par soudure de tôles galvanisées, la protection assurée par le zinc est détruite au droit de cette soudure, mais peut tre rétablie par application d'une peinture con- venable. Les tales 3 et 4 peuvent avoir ou non la mme épaisseur, et peuvent également présenter un profil identique ou différent, le seul impératif à respecter étant que ces tôles aient des points de contact permettant leur assemblage. On réalise ainsi des panneaux alvéolaires 2, pouvant tre préfabriqués en usine au moyen de tôles de largeurs standard, et qui peuvent tre transportés, par route ou par chemin de fer dans les limites du gabarit réglementaire. La longueur de ces panneaux n'est pas critique, sa seule limitation étant les possibilités du transport. A titre d'exemple indicatif, on peut fabriquer et trans- porter des panneaux monobloc de l'ordre de 14 à 15 mètres de longueur. Après transport sur le lieu de construction du bâtiment à edifier, on pose ces panneaux horizontalement cote à côte, sur les poutres de l'ossature, lesquelles peuvent tre en métal, en béton armé ou en bois. Les panneaux 2 du plancher selon l'invention peuvent tre fixés ou non à ces poutres. la pose des panneaux est facile et rapide, ceux-ci venant au contact direct les uns des autres sur leurs bords, comme représenté à la figure 3. Une fois les opérations ci-dessus effectuées, l'assemblage des panneaux 2 entre eux est exécuté en encastrant les retours latéraux 9,11 de 1'un dans les bords roulés 12,13 du panneau voi- sin comme représenté à la figure 3 ; le procédé de fabrication visé par l'invention se termine par 1'opération de remplis sage. des alv-. oles 5. Pour cela, on choisit des matériaux inertes et lourds, présentant les qualités recherchées d'isolation thermique et phonique. Ces matériaux peuvent ainsi tre semi-liquides ou pulvérulents sans cohésion, par exemple du sable, de la perlite, de l'argile expansée, du verre expansé en billes avec ou sans liant, que l'on répand sur toute la surface du plancher 1 mis en place, et qui s'introduit par les ouvertures 6 et/ou 6a dans les alvéoles 5. Les ouvertures de passage 6 peuvent tre réparties sur la totalité de la surface de la tôle supérieure 3, ou seulement sur une partie de cette surface. Ainsi le matériau pénètre dans les alvéoles 5, remplit ceuxci totalement ou non en fonction de la quantité de matériaux répandus. L'introduction par les ouvertures 6 et/ou 6a peut tre facilitée en faisant vibrer le plancher, soit à l'aide de vibrateurs, soit à l'aide de règles vibrantes déplacées sur la surface du plancher. Grâce à l'agencement des retours 9,11 et des bords roulés recourbés 12, 13 étroitement imbriqués les uns dans les autres, le matériau isolant thermique et/ou phonique ne peut s'échapper au droit des joints entre les panneaux 2. Le matériau répandu remplit également les espaces intercalaires 15 supérieurs situés entre les alvéoles 5, de part et d'autre des lignes de contact 14. On peut au préalable faire passer des canalisations dans ces espaces 15, supérieurs ou inférieurs par exemple des canalisations électriques. De mme on peut disposer préalablement à 1'introduction du matériau isolant thermique et/ou phonique, des canalisations de fluide ou électriques dans cer- tains alvéoles, tels que les alvéoles 5a délimités par les bords voisins des panneaux 2, le long de leurs joints. Le plancher ainsi réalisé présente une inertie très importante, qui lui confère une excellente isolation phonique. Par ailleurs, le matériau de remplissage choisi présentant également une certaine capacité de résistance aux déperditions thermiques dans le cas de variations de températures, ce plancher possède également une bonne isolation thermique. On peut améliorer la cohésion du matériau de remplissage en répandant sur le plancher 1, après mise en place de ce matériau, un coulis de lait de ciment, ou de silicate par exemple, capable d'agglomérer ce matériau. On peut aussi couler sur toute la surface du plancher, un béton qui s'accroche particulièrement bien sur les tôles 3, en pénétrant dans les nervures de ces tôles au droit des espaces 15 si ceuxci sont vides, et dans les ouvertures 6. Ce béton participe alors à la résistance de l'ensemble du plancher, lors de la flexion entre les appuis. Le matériau de remplissage peut tre repandu sur le plancher en quantité telle qu'il forme une couche d'épaisseur constante ou non, ce matériau, ou bien le béton précité, formant une protection au feu du plancher sur la surface supérieure de celui-ci. En fonction de l'usage prévu pour le plancher, on peut poser un revtement de sol, ou un revtement tanche, soit directement sur le plancher, soit sur le matériau de remplissage, soit encore sur le béton men- tionné ci-dessus. Dans la variante de réalisation représentée aux figures 4 et 5, les bords voisins de deux tôles 3 appartenant à deux panneaux 2 distincts, sont recourbés et roulés en présentant une section 16, 17 respectivement, sensiblement en U. Ces sections terminales 16,17 sont solidarisées entre elles au moyen d'une pièce intercalaire souple 18, qui s'emboîte à l'intérieur de l'un des bords ainsi réalisés, en l'occurrence la section terminale 16, et recouvre par contre le second bord ou section 17 de la tôle 3 adjacente. La pièce 18 est fixée par clipsage aux sections ou bordures 16, 17-Dans l'exemple représenté à la figure 5, la pièce 18 présen- te une extrémité 18a incurvée de fagon à pouvoir se clipser sur l'ex- trémité inférieure de la bordure 17, tandis que l'extrémité inférieure 16a de la bordure 16 est recourbée de manière analogue, pour pouvoir se clipser sur l'extrémité correspondante 18b de la pièce 18, celleci présentant une forme approximative en S. On peut ainsi exécuter l'assemblage de deux panneaux voisins, ou bien au moyen d'une seule pièce intercalaire 18 de grande longueur, c'est-à-dire ayant pratiquement la longueur d'un panneau, ou bien au moyen d'un ensemble de pièces intercalaires formant des tronçons s placés bout à bout ou répartis à intervalles prédéterminés entre les deux panneaux. Cette pièce unique, ou les tronçons intercalaires, peuvent tre aussi elipsés sur le bord roulé et relevé 17 de la tôle inférieure 4 seulement. On pose alors le panneau voisin de façon à placer sa tôle 4 au mme niveau que la tôle 4 du panneau précédent, le bord relevé et roulé 16 de cette tôle 4 venant se clipser sur la pièce 18, ou sur 1'ensemble des tronçons constituant les pièces d'assemblage. Cet agencement permet d'obturer complètement le joint entre les panneaux, et solidarise ceux-ci efficacement entre eux, en particulier lorsqu'un panneau seulement est chargé alors que son ou ses panneaux voisins ne le sont pas. Dans la variante représentée à la figure 6, les tôles 3 et 4 ne reposent pas l'une sur l'autre le long des sommets de leurs nervures respectives 19,21. Celles-ci sont décalées entre elles d'une distance e, de telle sorte que le contact entre les tôles 3 et 4 est réalisé le long des faces 19a, 21a des nervures, au droit desquelles on effectue la liaison entre ces tôles. Comme précédemment, cette liaison peut tre exécutée par soudure, collage ou rivetage. Dans les diverses formes possibles d'exécution du plancher selon l'invention, le moment d'inertie de chaque tôle est augmenté, selon les formules classiques de la résistance des matériaux, de la section de la tôle multipliée par le carré de la distance de l'axe neutre de cette tôle à l'axe de l'ensemble des deux tôles assemblées. Cela confère à cet ensemble, formé de caissons successifs, une grande capacité d'autostabilité sous charge uniforme ou locale, appliquée entre les appuis. Le plancher peut reposer sur deux appuis de rive ou sur deux appuis de rive et 1,2,..... n appuis intermédiaires. Dans le cas où certains des alvéoles 5 ou 5a contiennent de l'eau pour protéger le plancher en cas d'incendie, on peut remplir toute la section desdits alvéoles si les tôles des panneaux sont assemblées par soudure continue étanche. Si l'assemblage des tôles est réalisé par un moyen ne garantissant pas l'étanchéité au droit des lignes de contact, les alvéoles précités ne sont remplis que partiellement d'eau. Dans les deux cas, ils peuvent tre raccordés sur au moins une gaine-nourrice générale à l'extrémité des panneaux. Il est possible de prévoir des vannes d'alimentation en eau de cette gaine et/ou des alvéoles, ouvertes automatiquement dès manifestation d'une élévation de température. On peut aussi prévoir de patits trous dans la tôle inférieure, essentiellement dans les parties planes de celle-ci, de façon que l'eau passe à travers ces trous pour asperger le local au-dessous du plancher, et ce, tout en protégeant ce dernier. En ce qui concerne sa résistance mécanique, le plancher selon l'invention est déterminé comme un plancher traditionnel à caissons, sous réserve de s'assurer que 3-'épaisseur de chaque tôle 3,4 permet d'équilibrer, dans la limite des contraintes réglementaires admissi- bles, les efforts de compression et de traction en travée, et sur appuis intermédiaires éventuels. Il convient également de vérifier que les faces latérales des alvéoles 5 peuvent équilibrer les efforts tranchants, et que le moyen de liaison entre les tôles 3 et 4, au droit des lignes de contact 14, est en mesure d'équilibrer les efforts de cisaillement au droit de ces lignes. En particulier, si ce moyen est constitué par des rivets, la répartition de ceux-ci le long des lignes 14 doit tre ealculée particulierement dans chaque cas. Bile peut alors tre constante ou variable sur la portée, etest-à-dire serrée près des appuis et progressivement espacée jusqu'au milieu environ de cette portée. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, on peut réaliser sous la tôle inférieure 4 de chaque panneau, l'accrochage aux nervures de celle-ci dti7n faux plafond suspendu, ou dtun produit projeté tel que plâtre, qui confère au plancher 1 une certaine résistance au feu. On peut également compléter l'obturation des joints entre les panneaux, au moyen d'une tôle couvre-joint 22 (figure 1). Cette tale 22 s'étend d'un espace intercalaire 15 latéral d'un panneau à l'espa- ce intercalaire 15 latéral du panneau voisin, en recouvrant le joint entre ces deux panneaux. Elle est maintenue en place par clipsage sur les bords des deux tôles 3, dans les espaces libres 15 de celles-ci. On peut aussi prévoir des tôles analogues clipses sur les tales inférieures 4, ce qui empche toute fuite du matériau de remplissage des alvéoles par le joint inférieur entre les panneaux. Les panneaux préfabriqués en usine, et dont l'assemblage constitue le plancher selon l'invention, peuvent tre facilement manu- tentionnes lors de leur transport et de leur mise en place. En effet, le forme des nervures délimitées par les creux ou espaces libres 15 facilite la préhension des panneaux par des crochets de palan ou de grue. Ils peuvent servir aussi à la réalisation de planchers incli- nés sur l'horizontale. REVENDICATIONS 1-Plancher métallique, caractérisé en ce qu'il comprend un ensem ble de panneaux constitués chacun de deux tôles assemblées l'une à l'autre de part et d'autre d'un plan médian horizontal, profilées de façon à présenter une résistance suffisante à la flexion et à délimiter entre elles un ensemble d'alvéoles remplis de matériaux isolants thermiques et/ou acoustiques, des ou vertures d'introduction de ces matériaux étant percées dans la tôle supérieure de chaque panneau. 2-Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords de deux panneaux adjacents sont agencés de façon à recou vrir le joint entre lesdits panneaux et à rigidifier ceux-ci, notamment au moyen de retours des bordures de deux tôles d'un panneau, qui viennent s'encastrer dans des bords incurvés et recourbés des tôles du panneau associé. 3-Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords voisins de deux tôles appartenant à deux panneaux dis tincts sont recourbés et roulés en présentant une section sen siblement en U, et solidarisés au moyen d'au moins une pièce intercalaire élastique qui s'emboîte à l'intérieur de l'un des bords ainsi réalisés, et recouvre par contre le second bord de la tôle adjacente, cette pièce de liaison étant fixée par clipsage. 4-Plancher selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'as semblage des bords de deux panneaux voisins est obtenu par interposition, soit d'une seule pièce intercalaire dont la lon gueur est égale à celle des panneaux à assembler, soit d'une série de pièces intercalaires en tronçons de longueurs prédé- terminées, et placées à des intervalles appropriés, ou bout à bout. 5-Plancher selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que certains alvéoles contiennent de l'eau et constituent ainsi des gaines de protection du plancher en cas d'incendie, ces alvéoles étant remplis d'eau en totalité dans le cas où l'assemblage des tôles des panneaux est réalisé de fagon étan che à l'eau, notamment par soudure continue. 6-Plancher selon 1'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ses alvéoles sont remplis au moins en partie de matériaux semi-liquides ou pulvérulents inertes, notamment du sable, de la perlite, de l'argile expansée, du verre expansé en billes avec ou sans liant, ou mme du béton qui renforce la résistance à la flexion du plancher. 7-Procédé pour fabriquer un plancher selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on réalise des panneaux par assembla ge de deux tôles métalliques convenablement profilées, notamment par soudure continue ou par points le long de leurs lignes de contact, puis on assemble entre eux ces panneaux préfabriqués en emboîtant les bords d'un panneau dans les bords des panneaux ad jacents, notamment par clipsage, entre ces bords convenablement recourbés et roulés à cet effet, de pièces intercalaires élasti- ques assurant une obturation complète des joints entre les pan neaux, puis on introduit, à l'intérieur des alvéoles délimités entre les tôles des panneaux, des matériaux isolants thermique ment et/ou phoniquement, ou des canalisations électriques, cer- tains alvéoles pouvant contenir de l'eau pour protéger le plan- cher contre l'incendie, cette eau pouvant elle-mme asperger le local situé au-dessous du plancher en passant par des petits trous ménagés dans la tôle inférieure. 8-Plancher selon la revendication 1 à 7, caractérisé en ce que son plan général est incliné par rapport à l'horizontale.