Brevet FR2406037A1 — publié le 19790511

L'invention est relative à un dispositif de construction à élements, notamment à modules, à ossature tridimensionnelle, ces éléments étant de préférence transportables par ltintermédiaire de moyens de fret usuels, et elle concerne plus particulierement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intéret, mais non exclusivement, celles de. ces constructions qui présentent, outre une industrialisation poussée, une simplification et une réduction des taches de montage et qui offrent toutes les personnalisations d'aspect et le respect de toutes les caractéristiques régionales. On sait qutil est d'usage, dans les techniques classiques de construction, de faire appel à la préfabrication en usine ou en atelier. Tous les éléments de la construction sont donc fabriqués ainsi, leur nombre est important, d'un poids relativement élevé, ce qui implique des moyens de production onéreux et des engins très spéciaux, aussi bien pour le transport que pour la pose. L'éloignement entre le lieu de production et le lieu dtimplantation font que les productions du genre en question sont contraignantes au niveau de l'usage. I1 est en effet difficile, pour une même entreprise, d'incorporer dans sa fabrication des variables, tant au niveau de l'architecture de masse des constructions finies, que dans l'emploi de matériaux régionaux ou traditionnels, et ce, plus p ticulièrement en ce qui concerne les façades et les toitures. En fait, on note dans les constructions préfabriquées actuelles, une incompatibilité avec les autres procédés de fabrication, tant pour les façades que les toitures. La présente invention a en conséquence pour but, notamment de remédier aux difficultés principales ci-dessus rappelées, en fournissant une construction permettant, à partir d'un petit nombre d'éléments standards, de poids réduit, pouvant être mis en oeuvre loin du lieu de production, d'être compatible avec les autres procédés de fabrication, d'offrir une grande variété de formes et de destinations, en particulier par une conception nouvelle des éléments d'ossature, de leur mode d'assemblage, de leur variété d'empilage et de juxtapositions. L'invention a également pour but de fournir une ossature permettant le démontage des pièces en autorisant des extensions ultérieures des édifices, sans démolitions ou reprises. L' invention concerne à cet effet un dispositif de construction à éléments, notamment à modules, à ossature tridimensionnelle, caractérisée en ce que l'ossature est constituée principalement de portiques monolitbiques, chaque portique comprenant aux extrémités d'une poutre à chaque fois un élément de poteau, de préférence un quart de poteau, de manière telle qu'au moins deux portiques puissent être assemblés à angle droit par la réunion de deux éléments de poteau, cet assemblage étant réalisé sur une trame orthogonale, la découpe du quart du poteau s'effectuant suivant les diagonales des angles droits formes par les intersections des lignes de trame, chaque élément d'un poteau de portique comprenant sur ses façades d'assemblage des moyens de solidarisation propres à réaliser par simple emboStement verrouillé, la jonction entre les différents éléments constitutifs d'un poteau. Par cette disposition, à partir des portiques modulaires, et d'un petit nombre d'éléments modulaires complémentaires, il est possible de réaliser une construction adaptable à tous les sites, plans ou pentus, à tous types de bâtiments tels qu'habitats individuels ou collectifs et équipements divers, et ce, par une mise en oeuvre simple, rapide, sans engins lourds de transport et de nanutention, et sans faire appel à des poseurs d'une technicitd particulire. Suivant une disposition de l'invention, les éléments de poteau de chaque portique comprennent, en tant que moyens d'assemblage, sur chacune des deux faces qui coïncident avec les diagonales des angles droits formés par 11 intersection des lignes de trame, d'une part, une clé en relief stétendant sur toute la hauteur d'une des deux faces, cette clé ayant un pied étroit et une tête élargie, autre part, une gorge de rétention de forme complémentaire, s'étendant sur toute la hauteur de l'autre face. De cette nsrdère, l'asseiblage entre les dléments de poteau de deux portiques se fait par emboiteint verrouillé à l'aide d'un engin de levage usuel, et cet assemblage est auto-stable dès que deux portiques du genre en question sont assemblés à angles droits. Suivant un iode d'exécution de l'invention, les éléments de poteau des portiques reposent sur un pied de poteau, de préférence à base carrée ce pied comprenant sur une platine de réception, d'une part , des plots de centrage équipé de tiges filetées pour la fixation par boulonnage desdits éléments de poteau, d'autre part, des pointeaux réglables, propres à agir sur l'altimétrie des poteaux, d'autre part encore, un conduit d'évacuation des eaux pluviales, débouchant par une extrémité dans l'are de la platine, et par l'autre extrOmité au niveau de l'une des arêtes du pied, cette dernière extrémité se prolongeant par une buse de raccordement en Y. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la poutre des portiques comprend, de part et d'autre d'un fil d'eau, de préférence au voisinage de ses extrémités, des pointeaux de réglage accessibles a' la manoeuvre, sous la face inférieure horizontale de la poutre, et pouvant déboucher et faire saillie à volonté sur la face supérieure de la poutre, ce qui permet d'agir sur la mise à niveau des éléments de construction susceptibles de se superposer à la poutre, tels qutéldments de plancher ou de toiture. On notera encore qu'il est prévu, notamment sur les faces latérales des poutres de portiques, des réservations pour la mise en place de douilles de fixation, pour les éléments de charpente et de couverture. Suivant une disposition de l'invention, l'ossature est complétée en toiture par un élément monolithe comprenant une charpente, une couverture et un plafond, cet ensemble se presentant de préférence sous une forme générale pyramidale à base carrée, cette base s'emboftant pour partie entre lea faces latérales de quatre poutres de portiques en regard, et s'appliquant par un épaulement d'appui, partiellement sur le dessus desdites poutres. Dans le cas de btiments à plusieurs niveaux, ce sont les plancher préfabriqués ou non, qui prennent appui sur la partie supérieure de la structure. D'autres caractéri tiques seront encore mises en évidence au cours de la description qui suit, eu égard aux dessins annelés, lesquels, description et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure 1 montre, en perspective, les composants principaux de l'ossature, et leur mode d'assemblage sur trame carrée. La figure 2 est une vue de dessus d'un pied de poteau. La figure 3 est une vue en coupe selonIII-III de la figure 2. La figure 4 est une vue schématique montrant le détail d'un mode de réalisation du profil transversal des poteaux, et leur mode d'assemblage. La figure 5 est une vue senblable å la figure 4 montrant une variante d'exécution. La figure 6 est une vue schématique montrant l'assemblage 9 angle droit de deux portiques avec habillage de l'angle extérieur d'un poteau k deux éléments. La figure 7 est une vue schématique montrant I'assemblage h trois directions, de portiques alignes, et habillage extérieur d'un poteau B trois éléments. La figure 8 est une vue schématique montrant un assemblage k quatre directions, avec deux façades à angle rentrant La figure 9 est une vue schématique montrant un assemblage k quatre directions. La figure 10 est une vue schématique montrant un assemblage b trois directions, le poteau comprenant trois éldments de portique et une clé de garniture. La figure 11 est une vue schematique montrant un assemblage à deux directions, à angle droit , avec deux éléments de portiques, et deux clés de garniture juxtaposées. La figure 12 est une vue schématique montrant un assemblage à deux directions alignées et deux clés de garniture opposées. La figure 13 est une vue schématique montrant plusieurs éléments modulaires à l'état monté, équipés de leur toiture. Conformément à l'invention, ainsi que représenté figure 1, on a désigné par la référence générale 10, une ossature tridimensionnelle, à partir d'éléments modulaires, destinés à la réalisation de constructions. On entend ici par ossature tridimensionnelle, une ossature réalisée avec des éléments tous orthogonaux, pouvant réaliser des volumes parallélépipédiques. L'ossature est constituée principalement de portiques monolithiques 11, chaque portique étant constitué d'une poutre horizontale 12, et d'un élément de poteau 13, de préférence un quart de poteau, quatre éléments de poteau constituant un poteau complet. Cbaque quart de poteau est réalisé suivant un découpage qui autorise l'assemblage d'au moins deux éléments de poteau à angle. droit . L'assemblage des poteaux est réalisé sur une trame orthogonale atérialisée par les lignes de trame 14. La découpe du quart de poteau 13 s'effectue suivant les diagonales 15 des angles droits formés par l'intersection des lignes de traie 14. A titre d'exemple, l'assemblage des portiques se fera sur une traie orthogonale de 4,2D a x 4,20 i ce qui limite à un très petit nombre les points porteurs à l'intérieur de l'oeuvre. Cette disposition permet de dégager une cellule de base de 17,50 m environ de surface nominale. Le volume de base pouvant être unicellulaire, toutes les surfaces utiles nultiples de 17,50 12 sont donc possibles sur un ou plusieurs niveaux. On notera que cette disposition permet de réaliser une construction avec un tres petit nombre de composants modulaires, à savoir principalement, les portiques monolithes, les éléments de toiture, les éléments de façade éventuellement, étant donné, qu'au niveau des façades, des solutions de type traditionnel ou préfabriqué peuvent être envisagées. Les éléments de poteau 13 comprennent, en tant que moyens d'assemblage, sur chacune de deux faces d'assemblage, respectivement 13a, 13b, qui coïncident avec les diagonales 15 des angles droits formés par l'intersection des lignes de trame 15, d'une part une clé en relief 13c s'étendant sur toute la hauteur de la face d'assemblage 13a, d'autre part, une gorge de rétention 13d s'étendant également sur toute le hauteur de la face d'assemblage 13b. On se reportera au détail des figures 4 et 5 pour montrer le profil particulier de la clé 13c, et de la gorge de rétention correspandante 13d. Sur ces figures, on note que la clé 13c présente un pied étroit 13c' et une tête élargie 13c", la section de la clé s'inscrivant préférablement dans un cercle.On pourra bien entendu prévoir un autre mode d'assemblage, tel que celui représenté en figure 5, où clé et gorge de rétention forment un assemblage du type queue d'aronde. Quel que soit le type d'assemblage utilisé, on notera que la géométrie des poteauzjextérieure aux faces d'assemblage, peut varier suivant un grand nombre de profils. Les éléments de poteaux des portiques présentent, au sommet de l'angle droit formé par la rencontre de ces façades d'assemblage 13a, 13b, un méplat 16. A l'état assemblé des éléments de poteaux 13, les méplats 16 forment au centre d'un tel poteau un passage libre servant notamment, comme il a déjà été indiqué, à l'écoulement des eaux pluviales.On trouve encore, sur les faces d'assemblage en regard de deux poteaux 11 état assemblé, une gorge 17 pour un joint d'arrSt 18, ce gråce à quoi on réalise l'étanchéité entre le passage axial d'un poteau et le plan de joint des faces s d'assemblage des éléments de poteaux. il est prévu encore, dans l'axe longitudinal des poteaux, parallèlement å cet axe, des conduits 19, formant gaines pour canalisations. Chaque poutre 12 d'un portique comprend, sur sa face supérieure 20, le long de son axe longitudinal, une gorge 21 dénommée fil d'eau, débouchant à chacune des extrémités de la poutre, au droit du méplat 16 de chaque élément de poteau. En outre, on fera comporter à cette partie de l'élément constituant poutre : des dispositifs mécaniques pour fixation des façades, des rainures pour elipsage des bandeaux, des négatifs et fixations nécessaires pour des tringles ou stores. Suivant une caractéristique illustrée aux figures 1 à 3, les éléments de poteaux des portiques reposent sur un pied de poteau 22, de préférence à base carrée 23. Ce pied comprend, sur une platine de réception 24, d'une part des plots de centrage 25 équipés de tiges filetées 26 pour la fixation, notamment par boulonnage, desdits éléments de poteaux. On se reportera plus spécialement à la figure 3 qui montre le détail du mode d'assemblage entre pied et élément de poteau. Le pied de poteau est équipé de pointeaux réglables 27, constitués par exemple de douilles noyées dans la matière du pied et susceptibles de recevoir des vis réglables en hauteur, ce grtce à quoi il est possible de régler llaltimétrie des poteaux, avant pose, en mettant à un meme niveau les vis pointeaux 27. Le mode de liaison entre élément de poteau et pied est obtenu, comme il vient d'être indiqué, en réglant tout d'abord le niveau des vis pointeaux 27, en coulant un mortier à refus sur la platine 24, puis en mettant en place les poteaux sur ce mortier en assurant une immobilisation de sécuritd par boulonnage. A cet effet, il est prévu à la base des élements de poteaux un logement 28 donnant accès aux plots 25, et aux tiges filetées 26. La liaison mécanique se fait par l'intermédiaire d'une patte à oeil 29, dont une partie est noyée, lors de la fabrication, dans la matière constitutive des éléments de poteaux.Les pieds 22 sont complétés par un conduit d'évacuation des eaux pluviales 30, qui présente une extrémité 31 qui débouche dans l'axe de la platine en coSncidence avec le passage axial correspondant d'un poteau, l'autre extrémité 32 de ce conduit débouchant au niveau de l'une des arêtes du pied. Dans le cas de constructions à plusieurs niveaux, les assemblages entre portiques sont identiques, les pointeaux, les plots et les tiges filetées étant placés sur la tète de poteau du portique sous-jacent. Un tampon de iisite 33 pour le conduit 30 est prévu sur le dessus de la platine. L'extrémité 32 du conduit d'évacuation 30 se prolonge par une buse 34 å branchement bi-directionnel, comme représenté en figure 2. flans les figures 6 å 12, on a montré, de façon schématique, sept modes d'assemblages pouvant entre obtenus avec des portiques monolithes conformes à l'invention. En figure 6, on a montré un élément d'habillage d'angle sortant 36. En figure 7, on a montré un cache 37, dénonané devant è poteau, perneWtant d'assurer la continuité entre, par exemple, deux façades alignées 38. En figure- 8, ou a montré un assemblage quadruple à angle rentrant. En figure 9, on a montré un assemblage quadruple simple. En figure 10, on a montré un assemblage triple avec adjonction d'une clé de garniture, entre deux portiques alignés. En figure 11, on a montré un assemblage double semblable à celui de la figure 6, mais avec adjonction de deux clés de garniture 39 å l'extérieur de l'angle formé par la rencontre de deux portiques. En figure 12 enfin, on a montré la disposition de deux clés de garniture opposées, dans le cas d'un assemblage de deux portiques alignés. L'ossature est complétée en toiture par un élément monolithe 40, comprenant une charpente 41, une couverture 42, et un palfond 43. Cet ensemble se présente sous une forme générale pyramidale A base carrée, conformément à la trame d'implantation carrée des portiques. La base carrée s'emporte pour partie entre les faces latérales de quatre poutres horizontales de portiques, en regard. Cette disposition apparat dans le détail de la coupe de la figure 13. L'élément de toiture s'applique par un épaulement d'appui 43, partiellement sur la face superieure de la poutre 20. Suivant une disposition de l'invention, la poutre 20 des portiques comprend de part et d'autre du fil d'eau 21, de préférence au voisinage des extrémités de cette poutre, des pointeaux de réglage 44, accessibles à la manoeuvre sous la face inférieure 20a de la poutre. Les pointeaux peuvent déboucher et faire saillie à volonté sur la face supérieure 20b de le poutre, ce grâce à quoi il est possible d'agir sur la mise à niveau des éléments de construction susceptibles de se superposer à la poutre, et parmi ces éléments, l'élément monolithique de toiture 40, un élément de plancher 45 lorsqu'il s'agit d'une construction à étage. Dans ce dernier cas, on notera la présence d'une banquette de fixation 46 notamment pour la partie basse d'une façade 47. Après mise à niveau des éléments de toiture 40, leur fixation sur les poutres 20 est assurée notamment par des douilles de fixation 48, logées dans des réservations ménagées sur les faces latérales des poutres 20. Ce à cette disposition, un élément de fixation tel que vis, passant au travers de l'élément de plafond 43, assure l'immobilisation de cet élément, par rapport B la poutre. il est ensuite procédé à la fixation des façades puis à la pose des bandeaux et des stores éventuels à l'aide des dispositifs indiqués plus haut. il convient encore de noter, qu'il est prévu un bandeau préfabriqué 49, se posant par clipsage sur les demi-poutrés des portiques qui forment rives de chéneaux, ce qui permet d'assurer l'étanchéité en pontant les façades 47 et lesdites demi-poutres. Les portiques monolithiques seront avantageusement réalisés en béton armé. Les façades de la construction pourront être de toutes natures, ainsi qu'il a déjà été indiqué, soit sous forme de panneaux préfabriqués s'insérant entre poutres et éléments de poutres des portiques, des façades traditionnelles ou réalisées avec d'autres composants pouvant sans inconvénient venir habiller l'ossature. Tous, types de menuiseries peuvent entre incorporés b ces façades. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples d'exécution el-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes et d'autres modes d'exécution sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. Ainsi par exemple, on peut prévoir en remplacement d'e la clé de verrouillage qui fait corps au poteau, une clé rapportée possédant deux parties de prise enfermées à chaque fois dans des gorges de rétention ménages sur les faces d'assemblage des éléments de poteau. REVENDICATIONS 1) Dispositif de construction à éléments, notamment à modules, à ossature tridimen sionnelle, caractérisé en ce que l'ossature est constituée principalement de portiques monolithiques, chaque portique comprenant, aux extrémités d'une poutre, à chaque fois un élément de poteau, de préférence un quart de poteau, de manière telle qu'au moins deux portiques puissent Qtre assemblés à angle droit par la réunion de deux éléments de poteau, cet assemblage étant réalisé sur une trame ortbogcnale, le découpage du quart de poteau s'effectuant suivant les diagonales des angles droits formés par l'intersection des lignes de trame, chaque élément de poteau d'un portique comprenant sur ses façades d'assemblage des moyens de solidarisation propres å réaliser par simple emboitement verrouillé, la Jonction entre les différents éléments constitutifs d'un poteau. 2)Dispositif de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de poteau de chaque portique comprennent, en tant que moyens d'assemblage, sur chacune des deux faces qui coïncident avec les diagonales des angles droits formés par l'intersection des lignes de trame, d'une part, une clé en relief s'étendant sur toute la hauteur d'uné des deux faces, cette clé ayant un pied étroit et une tette élargie, d'axltre,part, une gorge de rétention de forme complémentaire, s'étendant sur toute la hauteur de l'autre face. 3)Dispositif de construction selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments de poteaux des portiques présentent, au sommet de l'angle droit formé par la rencontre de ses façades d'assemblage, un méplat, de maniere telle, qu'à l'état assemblé des éléments de poteaux, soit formé, au centre de ces derniers, un passage libre délimité par les quatre méplats d'un poteau b quatre éléments. 4) Dispositif de oonstruction selon l'une quelconque des revendications 1 a' 3, caractérisé en ce que chaque poutre d'un portique comprend, sur sa face supérieure, le long de son axe longitudinal, une gorge dénommée fil d'eau, débouchant å chacune des extrémités de la poutre, au droit du méplat de chaque élément de poteau. 5) Dispositif de construction selon l'une quelconque des revendications 1 B 4, caractérisé en ce que les éléments de poteau des portiques, reposent sur un pied de poteau, de préférence à base carrée, ce pied comprenant sur une platine de réception, d'une part, des plots de centrage équipés de tiges filetées pour la fixation par boulonnage desdits éléments de poteaux, d'autre part, des pointeaux rq'iales propres b agir sur l'altimétrie des poteaux, d'autre part encore un conduit d'évacuation des eaux pluviales débouchant par une extrémité dans l'axe de la platine, et par l'autre extrémité, au niveau de l'une dea arêtes du pied, cette dernière extrémité se prolongeant par une buse de raccordement en I. 6)Dispositif de construction selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que la poutre des portiques comprend, de part et d'autre du fil d'eau, de préférence au voisinage de ses extrémités, des pointeaux de réglage, accessibles à la manoeuvre sous la face inférieure horizontale de la poutre, et pouvant déboucher et faire saillie à volonté sur la face supérieure de cette poutre, ce qui permet d'agir sur la mise à niveau des éléments de construction susceptibles de se superposer à la poutre, tels qu'éléments de plancher ou de toiture. 7)Dispositif de construction selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu, notamment sur les faces latérales des poutres de portiques, des réservations pour la mise en place de douilles de fixation pour les éléments de charpente et de couverture. 8) Dispositif de construction suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'on fait comporter aux poutres des portiques des attaches pour les éléments de fixation des murs de façade, des rails de clipasage pour les bandeaux de couronnement et des logements pour la fixation d'accessoires, tels que stores et rails de guidage. 9) Dispositif de construction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ossature est complétée en toiture par un élément monolithe, comprenant une charpente, une couverture et un plafond, cet ensemble se présentant de préférence sous une forme générale pyramidale, à base carrée, cette base s'emboîtant pour partie entre les faces latérales de quatre poutres de portiques en regard, et s'appliquent, d'une part à un épaulement d'appui, partiellement sur le dessus desdites poutres.