Brevet FR2430487A1 — publié le 19800201

La présente invention concerne une cellule modulaire préfabri- queue en fonne de parallélépipède creux pour la formation de complexes d'ha bitation à usage privé ou public. L'une des plus modernes technologies de prefabrication est celle qui prévoit la préfabrication d'éléments ou cellules modulaires auto- portantes en forme de parallélépipede creux, chacune desquelles comportant deux semelles (l'une supérieure et l'autre inférieure) et deux ou trois pa rois latérales verticales; les cellules sont réciproquement associées de manière variée et reliées selon les trois directions fondamentales, de fa- çon à réaliser le bâtiment voulu. Ces cellules sont couplées entre elles par rapprochement réciproque, sans l'interposition d'aucune structure intermédiaire. Les cellules d'un étage supérieur reposent donc directement sur les cellules d'un étage inférieur. Les dimensions de ces cellules peuvent évidemment être piffé~ rentes, bien qu'elles doivent tenir compte en tout cas du transport à effectuer de l'usine de préfabrication de la cellule au chantier. Les compositions planimétriques et architectoniques du bâtiment créé par ledit assemblage sont très nombreuses: la flexibilité de cette tecnnologie de préfabrication est trts grande. Evidemment il est judicieux de rappracher les cellules de façon qu'une paroi latérale d'une cellule puisse servir à boucher le coté de la cellule contigub où, au contraire, la paroi latérale manque. Ces cellules sont réalisées à l'usine ou sur le chantier au moyen de moules métalliques appropriées qui autorisent la réalisation de variantes concernant le positionnement de portes et fenStres. Les cellules sont réalisées par coulée monolithique de béton ou agglomérats légers de béton, comportant aussi la couche isolante, et sont finis à l'usine. Les cellules sont pourvues individuellement des conduites nécessaires pour les installations technologiques (eau, installations sanitaires, chauffage, électricité, câbles téléphaniques, etc.) et ces conduites doivent & re jointives de celles des cellules associées de manière à pouvoir les relier, une fois achevé le b timent. I1 est donc très important que les cellules, dans le cadre du complexe ou du bâtiment, soient mises en place selon des schémas prédéterminés bien précis. La cellule faisant l'objet de la présente invention est destinée, dans le cadre de ladite technologie, à fournir d'ultérieurs avants ges de réalisation et de fonctionnement, en particulier à fournir l'avantage important de permettre un couplage simple, facile en phase d'assemblage et tres précis, des cellules superposées. D'autres buts de la présente invention sont ceux de rendre possible la construction de complexes d' habitation à l'échelon industriel,en obtenant de bas prix de revient, une sécurité aussi dans les zones telluriques, une amélioration quant à l'isolement thermique et acoustique et la possibilité de travailler dans des usines à l'abri en évitant les in tempéries. Lesdits buts sont atteints par la cellule en question qui présente aussi d'ultérieurs avantages et qui est caractérisée en ce qu'elle comporte: au moins trois tronçons verticaux, de structure renforcée, faisant fonction de piliers, associés aux parois latérales de la cellule; des joints de liaison, chacun constitué de deux éléments complémentaires l'un de l'autre et reliés de manière solidaire et individuelle à l'une des ex trémités de chaque pilier l'un desdits éléments du joint comportant une partie faisant saillie, dont la forme extérieure est tronconique ou hémisphérique et l'autre élément comportant une partie en creux pourvue d'une cavité de forme conjuguée avec celle de la partie faisant saillie; il est prévu que dans les cellules destinées à être réciproquement superposées les tronçons-piliers respectifs et les éléments de joint soient alignés et jointifs le long de droites verticales. D'ultérieures caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit, illustrée à simple titre d'exemple non limitatif à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une forme d'exécution de la cellule en question selon une vue en perspective, des parties étant en coupe; - la figure 2 montre, à plus grande échelle et en coupe selon un plan vertical, le détail des arêtes rapprochés de deux cellules réciproquement superposées et d'une troisième cellule située à ctté de la cellule infé rieure avec leurs joints respectifs de liaison; - la figure 3 montre en coupe quelques modes de réalisation différents de joints de liaison selon l'invention;; - la figure 4 montre une coupe selon un plan vertical de quelques cellules réciproquement rapprochées; - la figure 5 montre une vue en plan de quelques cellules réciproquement rapprochées; - la figure 6 représente, à titre d'exemple, une vue planimétrique de quel-. ques cellules associées pour réaliser une unité d'habitation. La cellule an question (indiquée globalement en (1) ) comporte trois parois verticales c2), (3), (4) et elle a son autre caté ouvert; elle comporte en outre deux semelles horizontales (5) et (s) respectivement supérieure et inférieure. Comme les cellules sont destinées à être réciproquement associées pour former un ensemble, le quatrième c8té ouvert est bouché par une paroi verticale d'une cellule contiguë, ou bien il sera bou- ché par une paroi organisée préparée à cet effet. La cellule est construite à l'usine ou bien sur le chantier au moyen de moules métalliques appropriés qui rendent possible la réalisation de variantes cucemant le positionnement de portes et fenêtres pour obtenir les compositions planimétriques et architectoniques voulues. Le matériau dont la cellule est constituée est de préférence à base de béton: béton armé, béton armé avec des agrégats légers, béton mixte de ciment et de fer, ou bien d'autres matériaux, par exemple fer avec des tampons. Les épaisseurs des parois et des semelles sont déterminées par rapport aux charges et aux nécessités d'isolement thermique et acoustique. Chaque cellule comporte au moins trois tronçons verticaux (10), de structure renforcée, faisant fonction de piliers, associés aux parois verticales. Dans les formes d'exécution illustrées sur les figures, ces tronçons-piliers sont au nombre de quatre par chaque cellule et sont obtenus par grossissement de l'épaisseur de la paroi en correspondance des quatre arêtes verticales; ces parties grossies sont renforcées par des fers verticaux (10a) de façon à réaliser de véritables piliers en béton armé. Les parois verticales (4) et (3) sont égales quant à leur construction et chacune est constituée d'une tranche plane (31) garnie d'un cordon (32) faisant saillie vers l'extérieur le long de tout le périmètre rectangulaire de la paroi. Le long des arêtes verticales le cordon coinci- de avec les piliers (in). La tranche (31) est renforcée par des nervures verticales (33). La paroi (2), destinée à paroi extérieure est au contraire réalisée avec une épaisseur constante et plus importante par rapport aux parois (3) et (4). Quand les cellules sont réciproquement rapprochées selon une direction horizontalew entre les deux parois intérieures rapprochées (voir la figure 5) il reste un espace qui peut Qtre rempli sur place de matériau isolant (41). Selon une forme différente de réalisation, aussi les parois destinées à rester extérieures peuvent btre réalisées de la mtne façon que la paroi (4). Dans ce cas on prévoit d'unir à la paroi extérieure (4) un pan- neau (42) de forme égale à la paroi (4) et de remplir l'espace vide intermédiaire de matériau isolant. Cette solution est illustrée sur la figure 5. Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures les deux semelles horizontales de la cellule sont constituées d'une tranche plane (51) renforcée par des nervures (52) parallèles et extérieures. Ces nervures sont prévues de façon que > quand deux cellules sont réciproquement superposées, les nervures de la semelle inférieure de la cellule supérieure et celles de la semelle supérieure de la cellule inférieure sont situées l'une à coté de l'autre dans le meme plant parallèles et décalées (voir la figure 4). L'espace existant entre les deux semelles peut tre rempli de matériau isolant thermique et acoustique. Cette réalisation présente l'avantage d'éviter une épaisseur de plancher égale à la somme des épaisseurs des deux semelles: selon l'in- vention on a en effet un plancher entre un étage et l'autre d'épaisseur plus mince et de résistance égale, étant donné que les nervures (52) ne sont pas superposées mais placées côte à c8te. La liaison réciproque entre des cellules superposées est réa- lisée au moyen de joints de liaison (21): chacun des joints est constitué de deux éléments (22) et (23) de forme conjuguée. Un élément (23) est relié de manière solidaire à l'une des extrémités(par exemple l'extrémité supérieure) de chaque pilier (10),tandis que l'autre élément (22) est relié de manière solidaire à l'une des extrémités (par exemple celle inférieure) de chaque pilier (10). Les éléments (22) et (23) comportent chacun une plaque horizontale métallique (24) reliée à des fers verticaux (29) noyés dans le béton du pilier; une partie en saillie (25), de forme extérieure tronconique tournée vers le haut, est jointe de manière solidaire à la plaque de l'élément (23); au contraire, à la plaque de l'élément (22) est unie de ma- nière solidaire une partie en creux (25), dont la cavité, de forme tronconique, est complémentaire de la partie (25). On prévoit que dans les cellules réciproquement superposées les tronçons-piliers respectifs (10) soient alignés et jointifs le long de droites verticales: les joints (21) réalisent entre ces tronçons-piliers des liaisons à encastrement de type autocentrant. Ces joints autorisent une superposition précise tant dans le but d'obtenir un alignement précis en quarre que pour permettre la concentration des efforts. Ces joints rendent en outre possible une phase d'assemblage plus simple, du fait que pendant les opérations de mise en place d'une cellule sur l'autre il ne faut pas centrer exactement les éléments (23) par rapport aux éléments (24) placés au-dessous; en effet un petit décentrage peut entre toléré, vu que, comme une cellule repose completement sur l'au~ tre, le centrage a lieu automatiquement grtce à la forme évasée de la saillie (25) qui pénètre dans la cavité (26). En outre on prévoit entre les éléments (23) et (22) de chaque joint l'interposition d'éléments de matériau résistant et isolant, dans le but d'isoler parfaitement chaque cellule par rapport aux cellules placées au-dessus ou au-dessous. La disposition des tronçons-piliers peut Entre de type symétrique (ou traditionnel) ou asymétrique, c' est-u-dire à trois piliers, La so- lution à trois piliers permet aux structures un travail d'action et de contraction plus régulier et parfait, du fait que trois points créent un appui de type isostatique. Dans les solutions impliquant l'adoption de quatre points d'appui ou d'un nombre supérieur on peut intervenir dans leur réglage au moyen d'éléments de calage à introduire entre un élément (22) et un élément (23). La liaison en direction horizontale entre deux cellules placées c8te à c8te peut être réalisée au moyen d'une soudure (27) entre deux joints(21) qui se présentent eux-aussi rapprochés: à cet effet les plaques (24) des joints (21) sont disposées extérieurement au ras de la paroi et le soudage est effectué entre les bords en regard des deux plaques. La partie en saillie (25) est pourvue d'un trou vertical fileté (28) susceptible de recevoir, en phase de soulèvement de la cellule, un élé- ment d'accrochage fileté approprié. Sur la figure 3 on a illustré différentes formes de réalisation du joint (21), ces réalisations étant essentiellement pourvues de saillie de forme tronconique ou hémisphérique. Pour réaliser une fermeture parfaite des jonctions entre les cellules il est prévu que du caoutchouc de largeur et d'épaisseur différentes soit appliqué dans les jonctions horizontales, principalement en correspondance des moyens extérieurs. De cette façon le poids de la cellule crée une compression qui assure une étanchéité parfaite, la distribution des poids et l'isolement des différentes cellules. Dans les jonctions verticales, en correspondance des murs extérieurs, on appliquera du caoutchouc, des mousses caoutchoutées et bitumées, ou bien des produits à sceller réalisés à base de silicone. La liaison réciproque entre les cellules est réalisée de maniée rs à permettre à tout l'ensemble de se dilater aux variations des tempéra. tures en évitant les fêlures et les déchirures, très dangereuses surtout avec le temps. Chaque cellule, considérée individuellement, est autoportante et donc parfaitement résistant aux sollicitations prévues. Les tronçons-piliers sont incorporés dans les parois de la cellule et par conséquent parfaitement liés à celle-ci. Evidemment on prévoit une charpente appropriée en treillis métalliques incorporés dans la coulée dans le but de lier et de renforcer la cellule. Les cages des escaliers sont réalisées en adoptant le même principe, c'ese Hire en prévoyant un parallélépipède dépourvu de deux faces opposées et muni des logements et des niches convenables pour y appliquer par la suite des poutres portantes destinées aux paliers et aux volées. Les tuyaux verticaux de décharge sont incorporés dans les coulées après leur mise en place dans les moules de manière à permettre une parfaite correspondance réciproque lors de la superposition des cellules. Cela est possible grâce à la mise en place précise qu'on peut obtenir au moyen des joints (21). Les jonctions ou liaisons des tuyaux peuvent Xetre réalisées au moyen de bagues superposées solidaires des tuyaux incorporés dans la cellule. Les installations hydrauliques-sanitaires et du gaz peuvent t~ tre réalisées à l'usine sur des gabarits appropriés permettant 1' introduc- tion de celles-ci (tuyaux, raccords, tuyaux de décharge, pièces de liaison, bases pour le montage et la fixation des sanitaires) dans les moules de telle sorte qu' elles soient incorporées dans la structure au moment de la coulée. De cette façon la salle de bains(garnie de water-closet, bidet, baignoire, lavabo, tuyaux de décharge, etc..) et la paroi équipée de la cuisine (garnie d'évier, de tuyaux de branchement du gaz, de prises de cou ruent, de tuyaux de décharge, etc...) sont complétées à l'usine et pourvues de revttements et de carreaux. Tous les branchements aux réseaux de distribution peuvent entre réalisés en correspondance de points appropriés et en correspondance des seuils des portes qui sont montées en phase d'assemblage du bâtiment. Tous les conduits pour installations électriques, cibles TV, téléphoniques, etc. sont incorporés dans la coulée de la morne façon que les installations hydrauliques. Evidemment de nombreuses modifications de caractère pratique pourront être apportées aux détails de construction de la présente invention sans que l'on sorte pour autant des principes de base de celle-ci, tels qu'ils sont énoncés dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1) Cellule modulaire préfabriquée en forme de parallélépipède creux pour la formation de complexes d'habitation à usage privé ou public, carat térisée en ce qu'elle comporte: au moins trois tronçons verticaux (10), de structure renforcée, faisant fonction de piliers, associés aux parois verticales de la cellule; des joints de liaison (21), chacun constitué de deux éléments (22) et (23) complémentaires l'un de l'autre et reliés de manière solidaire et individuelle à l'une des extrémités de chaque tronçon-pilier, l'un desdits éléments du joint comportant une partie faisant saillie (25) dont la forme extérieure est tronconique ou hémisphérique et l'autre élé- ment comportant une partie en creux (26) pourvue d'une cavité de forme conjuguée avec celle de la partie faisant saillie; il est prévu que dans les cellules destinées à Btre réciproquement superposées les tronçons-piliers respectifs (io) et les éléments de joint (22) et (23) soient alignées et jointifs le long de droites verticales. 2) Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des semelles horizontales (5) et (6) constituées d'une tranche plane (51) renforcée par des nervures (52) parallèles et extérieures, étant prévu que, dans le cas de deux cellules destinées à entre superposées, les nervures de la semelle inférieure de la cellule supérieuree et les nervures de la semelle supérieure de la cellule inférieure sont situées l'une à csté de l'autre, dans le meme plan, parallèles et décalées. 3) Cellule selon la revendication ?, caractérisée an ce qu'elle comporte des parois verticales (2), (3) et (4), constituées d'une tranche plane (31) garnie d'un cordon (32) faisant saillie extérieurement le long de tout le périmètre rectangulaire de la paroi et de nervures verticales extérieures (33). 4) Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les- dits tronçons-piliers (10) comportent chacun un grossissement de l'épaisseur des parois verticales renforcé par des fers verticaux (?osa) noyés dans la coulée. s) Cellule selon la revendication 1 caractérisée an ce que lesdits éléments du joint comportent chacun una plaque horizontale (24) reliée à des fers (29) noyés dans le tronçon-pilier (in), ladite pais en saillie (25) ou ladite partie an creux (26) étant respectivement unies à ladite plaque. s) Cellule selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que ladite partie faisant saillie (25) comporte un trou vertical fileté (28) susceptible de recevoir un élément d'accrochage fileté en phase de soulèvement de la cellule. 7) Cellule selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que lesdits joints (21) comportent chacun l'interposition d'eléments en matériau isolant du point de vue thermique et acoustique entre l'element en saillie (25) et l'élément en creux (26), dans le but d'isoler parfaitement chaque cellule par rapport aux cellules placées audessus et audessous.