Brevet FR2456175A1 — publié le 19801205

La présente invention a pour objet un système de construction nouveau par composants permettant la réalisation de l'ossature principale d'un édifice ou d'un ensemble d'édifices, tout en contribuant à l'intégration de solutions apportées à la thermique de tels édifices. Par ailleurs, ce système d'ossature devenant le squelette principal et supportant parois verticales ou obliques et planchers est réalisé de telle sorte qu'il représente la masse concentrée des matériaux offrant une très grande "inertie de masse" et devenant la baste d'un système de stockage de l'énergie calorifique. Dans les réalisations de ce genre, les inerventions des techniciens du bâtiment et ingénieurs n'ont été que ponctuelles et nous voyons apparaitre des par-celles de propositions qui sont souvent incohérentes avec le reste du bâti. Cette disparité a conduit à la notion de surcoût solaire dans les programmes de construction actuels, ce qui exprime bien la notion de "rajout" à une technique existante. La présente invention se propose de faire disparaitre définitivement cette vision de la technique en proposant une solution prenant en compte les notions de maille urbaine, d'ossature principale, de masse concentrée des matériaux jouant un rôle dans l'inertie thermique et dans la mécanique du bâtiment. Nous savons tous que dans une construction, si nous analysons le système porteur d'un point de vue de l'équilibre, le système étant statique ou dynamique, des pièces sont soumises à des efforts de compression, d'autres à des efforts de tension, d'autres à des efforts conjugués de tension compression, tel que torsion par exemple. I1 est connu que la concentration-de la masse des matériaux peut etre réalisée de manière judicieuse de telle sorte qu'elle participe positivement à un ensemble de fonctions : stabilité par rapport à des parties très légères du bâtiment soumises à des contraintes externes (efforts du vent), inertie thermique, la masse des matériaux devenant un régulateur par rapport aux variations extérieures de température, répartition des descentes de charge dans les fondations, etc Prenant en compte ces différents points, la présente invention apporte une solution nouvelle et simplifiée permettant au moyen de deux éléments de base de répondre à la construction d'une maille spatiale d'architecture et d'urbanisme. Ces éléments seront tout d'abord considérés comme les barres d'un système d'ossature remplissant tout d'abord les conditions d'équilibre. L'une des deux barres devra supporter des contraintes d'effort lorsqu'elle sera soumise à la compression, i autre des contraintes d'efforts lorsqu'elle sera soumise à la flexion ou tension. FIGURE 1 rend compte d'un tel système ou pour l'exemple nous avons pris des éléments simples (cylindre et prisme) pour réaliser un premier système, ce qui n'est pas limitatif. Le cylindre (a) est très bien adapté à la résistance ou flambage (compression), alors que le prisme (b) supporte bien la déformée de flexion. Nous voyons qu'il est possible dans une telle maille de réaliser des volumes (c), td), (e), etc ... utilisant ce système comme support.Il va de soit que l'on pourrait tout aussi bien réaliser une maille plus simple ou plus complexe : par exemple une maille en nappe tridimensionnelle bidirectionnelle ou tridimensionnelle tridirectionnelle ou une structure géodésique, etc Selon le procédé objet de l'invention, la barre (a) FIGURE I de compression doit etre creuse et permettre la réalisation d'un espace intérieur et la barre (b) FIGURE l de flexion pouvant etre réalisée selon le système constructif permettant l'installation de matériels thermiques tels que capteurs solaires ou cuve de stockage d'énergie réalisée soit par une poutre treilli, soit par une poutre creuse caissonnée utilisant ses composants pour la circulation des fluides nécessaires aux échanges thermiques ou au stockage des calories. La FIGURE 2 rend coinpte d'un tel dispositif permettant de réaliser l'ossature principale d'une maison avec deux cylindres creux (a) (a') devenant des citernes ; une poutre treilli (b) devenant la charpente et une paroi oblique (c) allant jusqu'au sol et devenant la peau de la maison. Dans ce dispositif, la poutre creuse (b) permet de faire communiquer les deux piles de stockage (a) et (a'), et ainsi nous avons constitué une boucle thermique, (a), (b), (a'), qui devient un stockage pouvant remplir des râles fonctionnels tels que FIGURE3. La FIGURE 3 montre une vue géométrale du principe d'échange thermique où, fonctionnant en thermosiphon, une batterie de capteurs (f) est située sur une poutre solaire au niveau du sol (voir coupe FIGURE 4 et exonométrie FIGURE 5 fermant ainsi la boucle thermique. Cette organisation permet de spécifier les stockages. Il serait possible de faire fonctionner ce système de la façon suivante : prenons deux paraffines distinctes, par exemple l'une ayant une température de fusion de 400, l'autre une température de fusion de 700 et de mettre la première dans la cuve (a) en bout de circuit et la deuxième dans la cuve (a) en tête de circuit. Ceci aurait comme conséquence de permettre le stockage en chaleur de fusion donc de permettre une restitution à température constante.Dans la cuve (a') en sortie de batterie de capteurs (f), nous aurions le point le plus chaud (700 C) et stockerions pour l'eau chaude sanitaire. En entrée dans la cuve (a), nous aurions le point le moins chaud (400 C) et stockerions le chauffage basse température. Nous voyons que si nous relions la poutre (f) à la poutre (b) par un remplissage oblique et que si nous faisons de même de l'autre côté, il est alors possible d'envelopper un espace s'appuyant sur cette ossature et de réaliser ainsi une habitation. A partir d'un tel procédé, il serait évidemment possibled'ima- giner toutes sortes de formes différentes alors que pour la clarté et la simplification de l'exposé, nous avons raisonné sur un prisme FIGURE 5 dont l'arête (b) était maintenue distante du plan horizontal (g) par les deux barres (a) et (a') devenant de fait deux cuves verticales. Nous voyons qu'un tel système de construction barre tension, barre compression, constitué en boucle thermique, concentre la masse des matériaux qui sont répartis dans une maison classique et permet la réalisation d'édifices où ce système devient un moyen d'organisation de l'espace pouvant aller de la dimension urbaine FIGURE 1 à celle d'une maison individuelle FIGURE 2. Un tel système est utilisable chaque fois qu'il est nécessaire d'organiser un espace et d'y appuyer une enveloppe légère sans perdre l'inertie thermique de la masse des matériaux. REVENDICATIONS 1 - Système de construction nouveau par composants permettant la réalisation de l'ossature principale d'un édifice ou d'un ensemble d'édifices et pouvant contribuer à l'intégration des solutions apportées à la thermique de tels édifices. 2 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'une poutre isostatique résistant à la flexion compose un des deux éléments de base du système constructif et peut être reconnu comme composant de gros oeuvre. 3 3 - Procédé nouveau selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la poutre désignée ci-dessus joue un râle statique et thermique. 4 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qué le deuxième élement du système constructif travaillant à la compression joue le râle de stockage de calories et peut être aussi reconnu comme composant de gros oeuvre. 5 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait que les deux éléments constitutifs du système de base de construction peuvent jouer le rôle de barres géantes dans une maille et constituer ainsi une technique d'organisation d'espaces urbains. 6 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'avec ces deux barres assemblées, il est possible de réaliser une boucle thermique. 7 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est possible d'installer une cuve horizontale dans la poutre et que dans ce cas, elle s'appelle poutre thermique. 8 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est possible d'installer des capteurs solaires sur la poutre et que dans ce cas elle s'appelle poutre solaire. 9 - Procédé nouveau selon revendication 1, revendication 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il est possible de combiner les fonctions pour réaliser une poutre thermosolaire. 10 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est possible de réaliser des stockages dans les piles qui prennent le nom de poteaux thermiques. 11 - Procédé nouveau selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'avec ces deux seuls éléments, il est possible de produire des espaces urbains complexes tels que tridimentionnels, géodésique, etc