Brevet FR2453247A1 — publié le 19801031

La présente invention concerne un élément modulaire pour construction d'habitation susceptible d'entre entièrement préfabriqué en usine et transporté sur le site de construction. La préfabrication totale présente de nombreux avantages car elle permet une production continue indépendante des conditions climatiques et une industrialisation poussée autorisant une grande automatisation, permettant ainsi de s'affranchir d'une main-d'oeuvre de plus en plus rare. Cependant, un tel type de production présente des problèmes quant au transport du produit. Leur solution réside d'une part dans la conception modulaire de la construction, chaque module présentant un encombrement compatible avec les dimensions autoriséespour le transport sur route et d'autre part dans la recherche d'un poids minimal pour rendre les opérations de manutention (chargement, déchargement, transport) aussi aisées que possible. L'invention entend apporter une solution notamment au problème du transport et de l'allégement d'une construction modulaire d'habitation, tout en permettant une préfabrication totale. A cet effet, elle a pour objet un élément modulaire pour construction d'habitation constitué par un plancher, un plafond, et des parois verticales s'étendant entre le plancher et le plafond de manière à défini: au moins uncompartimentparallélépipédiqueenformede caisson susceptible d'être entièrement terminé intérieurement avant sa mise en place sur site. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, le plancher est constitué par une dalle comportant une âme en matière plastique alveolaire comprise entre deux couches de surface formant raidisseur, la structure sandwich ainsi constituee, entant noyée par ses bords dans une enceinte en béton léger armé, comportant un ferraillage en attente sur sa face superieure et des tirants de levage. Ensuite, les parois verticales susdites sont en matériau monté sur le ferraillage en attente de ladite ceinture. Les parois verticales correspondant auxmursextérieurs de l'habitation comportent un matériau isolant entre deux épaisseurs de matériau moulé. Le module peut également comporter des cloisons verticales internes en un matériau moulé sur un ferraillage d'ancrage prélablement fixé au plancher. En outre, le plafond de l'élément modulaire est constitué par une structure sandwich comportant une Sme centrale en matière plastique alvéolaire entre deux couches de surfaces, l'une d'elles étant équipée d'un réseau de solives formant raidisseurs. Par ailleurs, l'élément modulaire selon l'invention est équipé de sa charpente qui est constituée par un cadre fixe disposé à la partie supérieure de l'élément, par un cadre articulé sur le cadre fixe sensiblement au niveau de l'arrête sablière, par des éléments de soutien late- raux articulés sur le cadre fixe et repliable sur le plafond de l'élément et par un élément de soutien d'extrémité opposé à l'articulation sablière articulé sur l'un des cadres susdit. Enfin on notera que le matériau utilisé pour couler les murs et celui utilisé pour former la ceinture du plancher peuvent être un béton léger constitué en volume par deux parties de billes de verre réduites à l'état de poudre, cinq parties d'un produit dénommé commercialement "Vermiculite", cinq parties de billes de verre, trois parties deux dixièmesde ciment et trois parties et demie d'eau. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels la figure lest une vue schématique d'un mode de réalisation du plancher d'élément modulaire conforme à l'invention, les figures 2 et 3 sont des coupes selon les lignes II-II et III-III de la figure 1, la figure 4 illustre schématiquement le moulage des parois verticales de l'élément ne constituant pas un mur extérieur, les figures 5A et 5B illustrent schématiquement le moulage d'un mur extérieur, la figure 6 est une vue partielle d'un plafond d'élément conforme à l'invention, la figure 7 illustre par un schéma une disposition préférée de charpente, la figure 8 montre schématiquement un élément possédant un mur pignqn. En se reportant tout d'abord à la figure 1 on voit un plancher d'élément modulaire selon l'invention constitué par deux tôles 1 et 2 présehtant chacune un profilage 3 de raidissage formé à l'intérieur de l'espace délimité par lesditestôles. Cet espace intérieur ainsi que les creux des profilages sont remplis d'une matière plastique alvéolaire 4 par exemple une mousse de polyuréthane. Cette "dalle't ainsi constituée est ceinturée par une bordure 5 en béton armé par un ferraillage 6. Le béton utilisé sera de préférence un béton léger tel que celui décrit précédemment. Les bords de la "dalle" sont noyés dans cette ceinture en béton qui présente en outre sur sa face supérieure un ferraillage 7 constitué par exemple par un treillis vertical ou une tsle déployée - destiné à l'ancrage des parois verticales.Des tirants 8 sont également prévus ancrés dans la ceinture en béton 5 par leur pied. Ces tirants s'étendront dans les parois verticales et leur partie supérieure formera anneau ou moyen d'accrochage de l'élément modulaire terminé pour sa manutention au moyen d'une grue. On remarquera, sur cette figure, que le côté avant 5a de la ceinture en béton comporte deux rangées de ferraillage en attente 7a et 7b. Ce cté constituera la base d'un mur de façade ou extérieur de l'élément modulaire. Dans certains modules, deux cOtés seront semblables à ce côté 5a afin de constituer un élément modulaire d'angle pour la construction, qui présentera deux murs extérieurs orthogonaux. Par une telle construction du plancher de l'élément modulaire on parvient8 alléger très sensiblement le module. En outre la ceinture en béton 5 constitue élément de fondation de la cellule qu'il suffit de mettre en place et d'ancrer sur -des plots de soutien réalisés sur le site. Ainsi le travail de préparation sur chantier est produit au minimum. Sur les figures 2 et 3 on retrouve la plupart des éléments déja décrits en regard de la figure 1 avec les mêmes références. Ces figures illustrent le ceinturage de la structure sandwich 1, 2, 3, 4 par le béton léger. On remarquera sur la figure 2 la présence d'un ferraillage 7c gui peut être par exemple disposé le long de la ligne de coupe II-II de la figure 1. Ce ferraillage peut être soudé- sur- la tôle supérieure 1 et constitue ainsi un ancrage au plancher d'unecloison- verticale interne de l'element. Sur ces figures, on a représente les profils des tôles inferieure et supérieure orientes de la même manière. I1 sera intéressant dans une première variante non représentée, de croiser le sens de ces profils. Dans une seconde variante du mode de réalisation décrit ci-dessus, on recouvrira la tôle supérieure 1, d'une chape de béton au lieu et place de la matière plastique aîveolaire. On pourra ainsi se dispenser de souder les ferraillages secondaires sur la tôle en les noyant dans la chape. D'autres modes de réalisation de ce plancher peuvent être envisagés. C'est ainsi que l'on peut remplacer les tôles 1 et 2 susdites par une pâte de ciment renforcée de fibre de verre ou de roche, que l'on peut couler de chaque côté de la matière plastique alvéolaire ou que l'on peut préfabriquer ou acheter dans le commerce (notamment sous l'appellation "FIBRO-CI1IENT" et rapporter par collage ou analogue de chaque côté d'une plaque de matière plastique alvéolaire. La figure 4 est un schéma en coupe illustrant la réalisation des parois verticales de l'élément modulaire selon 1 invention et plus précisement les parois ne constituant pas un mur extérieur de l'élément. Ces parois sont réalisées par coulage d'un béton léger tel que celui décrit ci-dessus entre des panneaux de moules intérieurs 9 et extérieurs 10 dressés verticalement le long de la ceinture 5. Ces panneaux sont maintenus verticaux par des moyens connus en eux-mêmes pour les panneaux 10 et symbolisés par les flèches 11 et par des dispositifs de calage expansibles 12 et 13 pour les panneaux intérieurs 9. Des entretoises 14 qui seront noyées dans la paroi sont placées entre les panneaux 9 et 10. Les figures 5A et 5B sont relatives a un dispositif semblable à celui de la figure 4 pour le côté Sa de la ceinture 5 relatif à la formation d'un mur extérieur. La première phase de formation de ce mur est illustrée par la figure SA. Le panneau intérieur de moule 9 est placé de la meme manière que'dans la figure 4 alors que le panneau extérieur 15 est situé entre les ferraillages 7a et 7b. Après la coulée et la prise du béton on écarte le panneau 15 pour le placer dans la position de la figure 5B. On dégage ainsi un espace 16 dans lequel, contre la paroi 17 déjà réalisée, on place un matériau isolant 18 et l'on réalise une seconde coulée de béton, à l'aplomb du ferraillage 7b. On réalise ainsi un mur extérieur à double paroi avec un matériau isolant intercalé.Les flèches 19 sur ces figures illustrent des dispositifs de maintien semblables à ceux 12 et 13 de la figure 4. I1 faut noter, à propos de l'élévation des parois verticales que les panneaux intérieurs 9 de moule sont montés et assemblés entre eux de manière à former une partie de moule continue le long du bord interne de la ceinture 5. Cet assemblage est réalisé de manière articulée pour permettre le démoulage. Les dispositifs de maintien 12, 13, 19 peuvent etre constitués par un réseau de vérins orthogonaux, hydrauliques pneumatiques ou à vis, disposés sur la tôle 1 de manière à plaquer le bas des panneaux sur les côtés intérieurs de la ceinture 5 et un second réseau disposé à la partie supérieure des panneaux. En ce qui concerne les panneaux extérieurs de moule 10 et 15, on aura prévu la possibilité de placer un ou deux panneaux orthogonaux en deux positions par rapport aux trois ou deux autres panneaux restants pour réaliser le ou les murs extérieurs à double paroi, comme illustré par les figures 5A et 5B tout en maintenant les quatre panneaux extérieurs dans une configuration continue autour de la ceinture 5. Les panneaux de moule intérieurs et extérieurs étant mis en place comme illustré par les figures 4 et 5A, ils définissent un espace fermé dans lequel on procède a la coulée du béton. Ce dernier étant pris, on procède au déplacement d'un ou de panneaux extérieurs 15 pour reconstituer avec les panneaux restés en place, une seconde paroi de moule extérieure continue a l'intérieur de laquelle les espaces 16 (figure 5B) sont ménagés. Après la mise en place du matériau d'isolation 18, on procède à une seconde coulée dans ces espaces. Enfin, on démoule les panneaux extérieurs et intérieurs. La première coulée pourra être realisée avec un matériau dif férent de celui utilisé pour la seconde. Ainsi, un mélange de plâtre et de billes de verre peut constituer le matériau de la première coulée, la seconde étant réalisée avec du béton léger. il faut entendre par billes de verre, un produit sphéroïde à base de silice et alvéolaire ou poreux. Sur la figure 6, on a représenté partiellement un plafond pour élément modulaire selon l'invention. Ce plafond est en structure sandwich avec une âme centrale 20 en matière plastique alvéolaire -mousse de poly uréthane ou analogue - recouverte de deux couches de surface 21 et 22 ré alisées par exemple en plâtre léger ou en carton fort. Des solives 23 équipent l'une des faces du plafond et sont maintenues à la structure par des éléments d'ancrage 24 noyés dans l'âme ou mis en place après la confection de la structure sandwich. Ce plafond est ensuite fixé par tout moyen connu aux parois verticales du module. Par la figure 7, on a illustre très succinctement une charpente 25 susceptible d'être mise en place en préfabrication. Cette charpente est constituée par un cadre 26 articulé en 27, au voisinage de l'arrête sablière, sur des éléments solidaires d'un cadre 28 fixe dispose au sommet de l1élé- ment modulaire. Ce cadre 26 comporte le lattis nécessaire au support des éléments de couverture (tuiles, ardoises ...) et un tronçon de gouttière. Sur le cadre 28 sont articulés des éléments 29 et 30 de soutien latéral du cadre 26 en position inclinee, afin qu'ils soient rabattables sur le plafond de l'élément. Un support d'extrémité 31 est articulé, au niveau de l'arête faîtière de la charpente, sur le cadre 26. Ce support peut, dans une variante non représentée, être articulé sur le cadre 28 de maniere a pouvoir être rabattu soit sur le plafond, soit le long d'une paroi verticale de J-'élément modulaire. Pour le transport, le cadre 26 repose sur le cadre 28 a plat, les éléments 29 et 30 étant comme représentés sur la figure tandis que le support 31 s'étend verticalement en bout du cadre 26. Lorsque le module est sur son site, on relève le cadre 26 autour de son articulation 27, on relève verticalement les éléments 29 et 30 en fixant leur extrémité libre au cadre 26 puis on fixe l'extrémité libre du support 31 au cadre 28. I1 suffit alors d'immobiliser, voire de supprimer les articulations,et l'élément de charpente 25 est mis en place prêt à recevoir sa couverture. Dans le cas d'un mur pignon, l'un des supports latéraux de la charpente sera un élément de paroi rabattable 32 articulé en 33 au sommet de la paroi verticale de l'élément modulaire correspondant On rappellera que les éléments modulaires de l'invention sont destinés à être placés côte à côte sur le site de construction et reliés ainsi de manière connue pqur constituer une habitation du genre pavillon. La préfabrication de ces éléments peut être totale. Ainsi, on peut équiper certains des panneaux de moule 9 de revêtements muraux préalablement à la coulée du beton ou du plâtre. I1 en est de même pour la couche de surface 21 du plafond et la surface supérieure 1 du plancher qui peuvent être pourvues de revêtements appropriés. Enfin, un tel module est léger, donc facile à transporter et sa manutention ne nécessite pas de matériel spécialisé. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de la construction. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donnée, mais couvre au contraire, toutes les variantes qui pourraient lui être apportées, sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Elément modulaire pour construction d'habitation, constitué par un plancher, un plafond et des parois verticales s'étendant entre le plancher et le plafond de manière à définir au moins un compartiment parallèlépipédique en forme de caisson, susceptible d'être entièrement terminé intérieurement avant sa mise en place sur site, caractérisé en ce que le plancher est cons titué par une dalle comportant une âme en matière plastique alvéolaire, com prise entre deux couches de surface formant -raidisseur, la structure sandwich ainsi constituée étant noyée par ses bords dans une ceinture en béton léger armé comportant un ferraillage en attente sur sa face supérieure et des tirants de levage. 2. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couche de surface susdite est constituée par une chape de béton léger armé d'un treillis métallique. 3. Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couche de surface susdite est constituée par une paroi mince profilée tandis qu au moins l'espace compris entre ces parois est rempli de ladite ma tière plastique alvéolaire. 4. Elément modulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi mince est une tôle. 5. Elément modulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi mince est une paroi préfabriquee en ciment armé de fibre de verre ou de roche. 6. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois verticales susdites sont en matériau moulé sur le ferraillage en attente de la ceinture du plancher 7. Elément modulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parois verticales correspondant aux murs extérieurs de l'habitation comportent un matériau isolant entre deux épaisseurs de matériau moulé. 8. Elément modulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des cloisons verticales internes en matériau moulé sur un ferraillage d'ancrage préalablement fixé au plancher. 9. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plafond est constitué par une structure sandwich comportant une âme centrale en matière plastique alvéolaire entre deux couches de surface, l'une d'elles étant équipée d'un réseau de solives formant raidisseurs. 10. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé de sa charpente qui est constituée par un cadre fixe disposé à la partie supérieure de l'élément, par un cadre articulé sur le cadre fixe sensiblement au niveau de l'arrête sablière, par des éléments de soutien latéraux articulés sur le cadre fixe et repliables sur le plafond de l'élément et par un élément de soutien d'extrémité opposé à l'articulation sablière articule sur l'un des cadres susdits. 11. Elément modulaire selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'un des éléments de soutien latéraux est constitué par une portion de paroi triangulaire articulée autour de la partie supérieure de la paroi de pignon de l'élément et susceptible d'être rabattue le long de cette paroi de pignon. 12. Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que le matériau moulé susdit est un béton léger constitué en volume par 2 parties de billes de verre réduites à l'état de poudre, 5 parties de billes de verre, 5 parties d'un produit dénommé commercialement "Vermiculite", 3,2 parties de ciment et 3,5 parties d'eau. 13. Procédé de fabrication d'un élément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après avoir réalisé le plancher, on met en place des panneaux de moule intérieurs et extérieurs sur ledit plancher et l'on coule le matériau pour les parois verticales entre ces panneaux, en ce que, après la prise de ces parois, on écarte le panneau de moule extérieur correspondant au mur extérieur du module pour créer un espace entre la paroi déjà moulée et la face interne dudit panneau dans lequel on place un matériau isolant et on coule la paroi extérieure dudit mur, et en ce que l'on met en place le plafond, réalisé séparément, sur les parois verticales susdites. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que, pour un élément modulaire d'angle, on déplace deux panneaux extérieurs de moule pour réaliser les murs extérieurs.