Brevet FR2426122A1 — publié le 19791214

L'invention se rapporte à une construction de bttiment en forme de coupole, faisant essentiellement appel W l'emploi d'éléments préfabriqués et convenant notamment à la réalisation de bungalows, villas ou ouvrages de type socio-éducatif, tels que crèches ou écoles par exemple, cette construction étant simple tout en étant en outre particulièrement adaptée pour résister aux phénomènes sismiques. A cet effet, le bâtiment en forme de coupole selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une infrastructure circulaire constituée à l'aide d'éléments arqués préfabriques assemblés bout-à-bout et une superstructure formant coupole constituée d'éléments préfabriqués s'appuyant à leur base sur les éléments arqués précités et à leur sommet sur une clé de volte commune de forme complémentaire, ces éléments s'étendant entre base et sommet suivant des méridiens équiespacés de la coupole. Une telle solution permet une construction de type évolutif ou à combinaisons diverses, notamment par l'emploi d'éléments prd- fabriqués de la superstructure d'au moins deux types, l'un plein, l'autre à baie adaptéepour recevoir une structure formant porte ou fenêtre ainsi que pour former demi-couloir de communication avec un élément préfabriqué correspondant d'un bâtiment à coupole analogue adjacent. On entend par bâtiment à coupole analogue un bâtiment de même structure que celle précédemment définie mais qui peut ne pas être de mêmes dimensions que celles du bâtiment auquel il est associé, dès lors que leurs éléments préfabriqués à baie correspondants sont prévus pour être assemblables au niveau de ladite baie. Diverses combinaisons sont ainsi possibles dans l'agencement d'un bâtiment ou de plusieurs bâtiments associés. L'invention se rapporte également ainsi qu'on le verra k un équipement spécifique pour la construction de tels bâtiments en forme de coupole. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront d'ailleurs dans la description suivante d'une construction de bâtiment, donnée à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel s - la figure 1 est une vue en plan de deux bâtiments à coupole associés, avec arrachement partiel et coupe k hauteur intermédiaire de l'un d'eux s'étendant dans la zone du demi-couloir de communication des deux bttiments ; - la figure 2 est une vue en coupe des bâtiments de la figure 1 suivant II-II ; - la figure 3 est une vue de détail de l'appui de la superstructure sur l'infrastructure (zone III de la figure 2) ; - la figure 4 est une vue partielle en coupe d'une clé de volte à lanterneau ;; - la figure 5 est une vue illustrative d'un équipement de contrôle de l'établissement de l'infrastructure - la figure 6 est une vue illustrative d'un équipement pour l'érection de la superstructure0 La construction représentée aux figures t et 2 comprend deux bâtiments communiquants en forme de coupole* Chacun d'eux comprend essentiellement, comme infrastructure, disposés dans une fouille circulaire f, sur une semelle de propreté 2 en béton, une semelle d'appui 3 constituée d'éléments arqués préfabriqués en béton armé, de trois types 3a, 3b, 3c sur lesquels on reviendra. Ces bâtiments comprennent essentiellement, comme superstructure, des éléments préfabriqués en béton constituant chacun environ un huitième de la coupole, divisée suivant des méridiens, ces éléments étant de deux types 4a, 4b sur lesquels on reviendra, et qui s'appuient à leur base sur la semelle 3 et à leur sommet sur une clé de volte commune 5 de forme complémentaire, ici circulaire La forme générale de la coupole est ici celle d'un para boloTde, ses éléments constitués 4a étant des éléments pleins, tandis que ses éléments constitutifs 4b sont du type k baie 6, chacun étant adapté pour former demi-couloir de communication avec un élément correspondant du bâtiment adjacent, comme on le voit pour le couloir 7 aux figures 1 et 2, ou pour recevoir une structure formant porte ou fenêtre, ce qui est le cas au dessin d'un autre élément 4b pour chaque bâtiment, On comprendra que de tels éléments 4b peuvent titre disposés en nombre et position variables au choix. Chaque élément arqué 3a de la semelle d'appui a le profil représenté à la figure 3, clest-à-dire qu'il forme deux canaux parallèles 8 et 9 séparés par une nervure d'appui 10 de section trapézoSdale. Les canaux intérieurs 8 correspondants servent à recevoir un clavetage des éléments constitutifs de la semelle d'ap pui, ici assuré à l'aide d'un fer circulaire 11 scellé au ciment dans ces canaux 8 et préalablement relié, au moyen de ligatures usu elles, à des parties dépassantes du ferraillage desdits éléments constitutifs ménagées dans les canaux 8. Les canaux extérieurs 9 servent à constituer un caniveau de recueil et évacuation des eaux de pluie. Sur la nervure centrale 10 d'appui des éléments de superstructure tels que 4a est disposée, avant la pose de ces derniers, une bande de joint 12 compressible dans une limite assurée par superposition de cales 13 d'écrasement local de cette bande, ltépais- seur de la bande à l'état naturel étant supérieure à celle des cales. Chaque élément de superstructure présente un talon à surface d'appui 14a sur le sommet de la nervure correspondante 10, en fait sur la bande de joint 12 et les cales 13 interposées, et à surface latérale 14b de positionnement et due retenue interne à la nervure 10, au-dessus du clavetage prémentionné. Sur sa bordure inférieure extérieure à sa zone d'appuis chaque élément de superstructure est pourvu d'un profilé 15 faisant fonction de baguette d'arrêt d'un revêtement d'étanchéité 16 dont l'exécution est faite sur l'ensemble de la coupole après son érection, ainsi que fonction de jet d'eau protégeant le joint 12 des infiltrations qui pourraient provenir des eaux pluviales ou de condensation. Lorsqu'on utilise des éléments 4b à baie pour former couloir de communication entre deux bâtiments, on a de préférence prévu des éléments arqués spéciaux 3b, 3c, dans lesquels le canal extérieur 9 formant caniveau et la nervure centrale d'appui 10 sont interrompus à l'endroit du couloir, pour ne laisser subsister ainsi qu'un profil d'équerre comme on le voit b la figure 2, recevant toujours le fer circulaire 11 de clavetage de chaque semelle d'appuis ainsi qu'un ferraillage de liaison 17 entre clavetages des deux semelles et bétonnage 18 sur l'étendue du couloir. Dans le cas d'un élément 4b k baie C recevant une porte ou fenêtre, on voit notamment à la figure 2 qu'il est utilisé ici un élément arqué 3a ordinaire, dans le canal extérieur 9 duquel est alors noyé, dans un bétonnage servant k le combler à cet endroit, un tuyau 19 assurant la continuité du caniveau. Cette disposition n'empêche pas pour autant toute évolution de la construction consistant à raccorder ultérieurement à cet endroit un autre bâtiment analogue, si ce n'est qu'on stabstiendra alors de lier comme précédemment décrit, avec l'remploi d'éléments arqués spéciaux 3b, 3c et d'un ferraillage 17 et bétonnage 18, les semelles d'appui des deux bâtiments à l'endroit de leur couloir de communication. L'un des éldments arqués de chaque semelle d'appui peut être pourvu au fond de son canal 9 d'un orifice 20 d'évacuation des eaux destiné à être raccorde à tout réseau ou puisard existant ou aménagé à proximité, La clé de volte peut être pleine comme celle repré-sentée en 5 pour le bâtiment de gauche de la figure 2, ou être creuse et équipée d'un lanterneau comme représenté à la figure 4, la clé de voû- te se limitant alors à une couronne en béton armé Sa sur laquelle est fixé un cadre 2t de réception d'un dôme transparent 22. Un mode et équipement de construction d'un briment en coupole selon l'invention sont illustrés à l'aide des figures 5 et 6. initialement, après nivellement du terrain dans l'emprise de la construction, un piquet de référence 23 marquant le centre an sol de la coupole est implanté dans un- trou bétonné 24 Un cadre 25 est ensuite scellé dans un socle de béton 26, en position centrée sur le piquet 23, ce cadre comportant des tiges de liaison 27 qui font saillie au-dessus du socle et servent d'orga- nes d'ancrage k une plate-forme de travail 28, qui est rapportée sur le socle 26 et centrée sur la tête du piquet 23.Cette plate-forme constitue notamment un chemin de roulement circulaire 28a centré sur le piquet 23 et destiné à supporter un chariot tournant 29 k galets 30 roulant sur le chemin 28aO Ce chariot 29 est porteur d'une poutre en treillis formant une potence 31, à l'extrémité libre de laquelle sont destinés k être suspendus par des tiges 32 k fixation réglable, des gabarits servant au controwle du nivellement de la fouille t en rigole destinée à recevoir l'infrastructure (plan 33j, du nivellement de la fondation constituée par la semelle de propreté en béton 2 (plan 34) et du nivellement des éléments arqués préfabriqués constitutifs'de la semelle d'appui 3, tels que 3a, à l'aide d'un gabarit 35 correspondant k ce dernier cas, les deux contrôles précédents pouvant astre effectués à l'aide d'une règle horizontale suspendue aux tiges 32. Puis, ltoutillage de nivellement que constituent le chariot tournant 29, la potence 31 et le gabarit 35 sont enlevés, et il est procédé au clavetage des éléments arqués constitutifs de la semelle d'appui 3, par scellement du fer circulaire 11 dans lesdits éléments arqués, entre extrémités adjacentes desquels est effectué un jointoiement approprié, tandis qu'un bétonnage visible k la figure 6 est effectué sur leur pourtour externe en 36 et interne en 37. Ensuite, en vue de la mise en place des éléments préfabriqués 4a et 4b constitutifs de la coupole (voir fig. 6) il est érigé sur le socle 26 une tour 38 ajustée en hauteur k l'aide de trois pieds d'appui 39 réglables par vis et centrée puis fixée sur la plate-forme 28 par des tiges de liaison à vis 40. Cette tour 38 est constituée d'une poutre en treillis démontable surmontée d'une couronne d'appui 38a des extrémités hautes internes des éléments préfabriqués 4a et 4b, lorsqu'ils ont été amenés en place à leur base sur la semelle d'appui 3, comme l'illustre la figure 6 par exemple,à l'aide d'un camion-grue 41 dont la fleche 42 comporte k son extrémité un palonnier 43 à deux ou plusieurs brins de suspension de l'élément préfabriqué, accrochables sur ce derniersquipeut comporter. à cet effet des anneaux d'attache ancrés 44 venus de préfabrication. Lorsque tous les éléments préfabriqués 4a, 4b constitutifs de la coupole ont été ainsi posés en appui sur la semelle 3 et la couronne 38a, la clé de volte 5 peut entre amenée en place, en fait descendue en position au-dessus de la couronne 38a à l'aide du camion-grue. Il suffit alors d'abaisser la tour en hauteur, en jouant sur ses pieds d'appui réglables 39, pour que les sommets des éléments préfabriqués 4a, 4b viennent s'appuyer et se verrouiller en position sur la clé de volte 5. La tour 38 et la plate-forme 28 sont ensuite démontées pour être évacuées par la baie 6 d'un élément préfabriqué 4b, tandis que les parties du piquet 23 et des tiges de liaison 27 dépassantes par rapport au socle 26 sont éliminées. Autour de ce socle 26 est alors exécuté le radier intérieur la coupole, par adjonction de béton de propreté 40 (voir figo 2), l'ensemble étant -ensuite ici recouvert d'un film en matière plastique 41 avant établissement d'un dallage 42 en béton armé, pouvant recevoir ultérieurement un re vetement de sol au choix Un Jointoiement est effectué entre les éléments préfabriqués 4a, 4b ainsi qu'entre ceux-ci et la clé de volte 5, avant que de procéder finalement k l'application en couverture du revêtement d'étanchéité et d'isolation thermique 16, qui n'a pas été représenté aux figures 1 et 2 pour mieux faire apparattre la structure préfabriquée des bttimentse Bien entendu de nombreuses variantes peuvent être imaginées tout en restant dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bâtiment en forme de coupole, caractérisé en ce qu'il comporte une infrastructure circulaire constituée à l'aide d'éléments arqués préfabriqués assemblés bout-à-bout et une superstructure formant coupole constituée d'éléments préfabriqués s'appuyant à leur base sur les éléments arqués précités et à leur sommet sur une clé de volte commune de forme complémentaire, ces éléments s'étendant entre base et sommet suivant des méridiens équiespacés de la coupole. 2. B & iment selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments préfabriqués de la superstructure sont d'au moins deux types, l'un plein, l'autre à baie adoptée pour recevoir une structure formant porte ou fenêtre ainsi que pour former demicouloir de communication avec un élément préfabriqué correspondant d'un bâtiment à coupole analogue adjacent. 3. B & iment selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments préfabriqués de la superstructure sont recouverts d'un revttement d'étanchéité et isolation. 4. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments arqués ont, extérieurement k leur zone d'appui desdits éléments préfabriqués de la superstructure, un profil creux formant caniveau. 5e Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments arqués ont, intérieurement à leur zone d'appui desdits éléments préfabriqués de la superstructure, un profil creux destiné B recevoir un scellement ferré de clavetage desdits éléments arqués 6. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que la clé de sotte forme lanterneau. 7. Bfttiment selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments préfabriqués de superstructure s'étendent k cheval et à égalité sur les éléments arqués d'appui adjacents. 8. Bâtiment selon les revendications 4, 5 et 7 caractérisé en ce que des éléments arqués spéciaux sont prévus à l'endroit de chaque élément préfabriqué de superstructure formant couloir de communication, ces éléments spéciaux comportant une interruption du caniveau et de ladite zone d'appui pour ménager la place d'un ferraillage et bétonnage de liaison entre les éléments arqués dtinfrastructure de deux bâtiments analogues adjacents. 9. Equipement pour la construction d'un bâtiment en forme de coupole selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une plate-forme destinée à être implantée au sol au centre du bttiment et formant chemin de roulement dtun chariot tournant porteur d'une potence destinée à recevoir des gabarits de contrôle de l'implantation de ladite infrastructure circulaire, 10. Equipement pour la-construction d'un bâtiment en forme de coupole selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une tour destinée à entre implantée au sol au centre du bâtiment et adaptée pour constituer appui de sommet provisoire aumontage desdits éléments préfabriqués de la superstructure, en attente de la pose de la clé de volte, cette tour étant démontable pour titre évacuée par l'un desdits éléments préfabriqués à baie. ito Equipement-pour -la construction d'un bâtiment en forme de coupole, selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la tour est implantable par fixation sur ladite plate-forme avec faculté de réglage en hauteur par trois pieds d'appui réglables.