Brevet FR2480830A1 — publié le 19811023

La présente invention est relative à de nouveaux éléments de construction de bâtiments et à leur procédé d'obtention. On connait des éléments de construction, tels que des panneaux dont un des éléments constitutifs est constitué par une plaque de mousse rigide, par exemple de polyuréthane. Cette mousse porte sur une de ces faces, ou sur les deux, un revêtement qui protège la mousse contre les chocs, et qui est constitué par exemple d'une couche de plâtre de un ou deux centimètres d'épaisseur, collée à la mousse par l'intermédiaire d'une feuille de papier. Cette couche de plâtre est un élément essentiel de la rigidité du panneau, et le rend autoportant. La confection de tels panneaux comprend la formation de la plaque de mousse dans un moule, par déversement dans ce moule de la matière plastique liquide, l'addition d'agent moussant, puisAséjour de cette matière dans le moule jusqu'à ce qu'elle l'ait rempli entièrement et s'y soit durcie. Ces opérations sont longues et coûteuses, en raison notamment du temps nécessaire pour la formation de la mousse. La présente invention a pour point de départ l'apparition de nouvelles mousses de matière plastique, qui ont une grande rigidité pour une densité très faible, de l'ordre de 15 à 50 kg/m3, et qui durcissent avec une très grande rapidité de 5 à 30 secondes après leur mise en place. Un exemple de ces mousses, qui seront appelées dans la suite "mousses rapides", est commercialisé sous la marque "Instapak 40" par la Société Instapak Corporation, de Norwalk, Connecticut, Etats Unis d'Amérique.Cette dernière mousse rapide a un temps de durcissement de 10 secondes environ et une densité comprise 3 entre 20 et 25 kg/m L'invention fournit un élément de construction de bâ- timent tel qu'un panneau ou une paroi comprenant une épaisseur de mousse plastique rigide et un revêtement sur les faces de cette épaisseur de mousse plastique rigide, qui présente les particularités qu'il comprend une armature de soutien noyée dans l'épaisseur de la mousse, et tendue sur un cadre rigide, que la mousse est une mousse rapide et que le revêtement est constitué par une feuille de matière souple et imperméable, telle qu'une toile goudronnée. Ainsi, la rigidité de l'ensemble est obtenuepar le cadre et l'armature,noyée sensiblement dans le plan central du panneau au lieu d'être placée vers l'extérieur. Cela ne peut donner de résultats avantageux que grâce aux propriétés mécaniques de la mousse rapide, car il est clair que l'armature serait inefficace si elle était noyée dans une mousse de résistance insuffisante. Suivant une modalité de l'invention, l'armature est formée d'un grillage de fil de fer tendu sur le cadre. Suivant une autre modalité de l'invention, l'armature est formée d'un filet de fils de matière textile telle que Nylon ou jute, tendu sur le cadre. Cette modalité présente l'avantage d'une plus grande légèreté et inaltérabilité, et elle est un peu moins coûteuse. Elle aboutit à des panneaux de plus grande souplesse. Suivant une autre modalité encore, l'armature est formée d'une tôle perforée à larges ouvertures fixée sur le cadre. Par "tôle perforée à larges ouvertures", on entend une tôle perforée obtenue par exemple par la technique du métal déployé avec -un rapport des pleins aux vides inférieur à 1/5. L'invention fournit non seulement des panneaux ou parois plans, susceptiblesd'être fixés les uns sur les autres pour former les murs, les planchers et les plafonds d'un bâ- timent, mais elle permet d'obtenir des ensembles plus complets, tridimensionnels, constituant par exemple une pièce d'une habitation de structure monobloc, ou une partie d'une telle pièce. D'un autre côté,l'invention procure un procédé de fabrication d'éléments à structure bidimensionnelle ou tridimensionnelle, et qui comprend les étapes suivantes a) on prépare, par soudage ou autrement, l'ossature bi- ou tridimensionnelle qui constitue le cadre, et on fixe sur le cadre l'armature de soutien, ainsi qu'éventuellement des treillis de renfort et des conduites de plomberie ou d'électricité. b) on place parallèlement au cadre, ou à une partie du cadre, une feuille de matière souple et imperméable, telle qu'une toile goudronnée, enduite de colle sur sa face qui est tournée vers le cadre, cette feuille étant disposée à une distance de l'armature sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur prévue pour la couche de mousse. c) on projette la matière de la mousse rapide en direction de l'armature à partir du côté qui n1 est pas pourvu de la feuille de toile goudronnée, cette matière étant en quantité suffisante pour que > après le durcissement de la couche de mousse, l'armature se trouve sensiblement au milieu de celle-ci, et on laisse durcir la mousse qui adhère à la feuille souple grâce à la couche de colle. d) dans le cas d'un panneau de grandes dimensions ou dans le cas d'une structure tri-dimensionnelle, on répète les opérations b) et c) après changement de position du cadre si cela est nécessaire,dans le cas,par exemple,d'un cadre tridimensionnel. e) on colle la feuille souple sur la mousse une fois que toute celle-ci a été mise en place. d) dans le cas d'un panneau de sol, ou de la partie constituant le sol d' une pièce d'habitation, on met en place la structure de sol, carrelage sur ciment par exemple. On peut ainsi obtenir, notamment, une pièce d'habitation monolithe fabriquée très rapidement, immadiatement habitable, et facilement transportable. L'invention va être expliquée plus en détail en s' ai- dant des figures annexées, relatives à des exemples non limitatifs et parmi lesquelles Fig. 1 est une vue en coupe partielle du sol, du nez de porte et d'une porte d'un bâtiment formé de panneaux selon l'invention. Fig. 2 est une vue en perspective des cadres portant l'ossature d'une pièce préfabriquée d'une seule pièce selon l'invention. Figs. 3 et 4 sont des schémas partiels de deux types d'armature. A la figure 1 est représentée en coupe la région au voisinage du nez de porte d'un bâtiment formé de panneaux selon l'invention. On a désigné par 1 le support de base, sol naturel, fondation ou partie inférieure du bâtiment. Sur ce support repose un panneau de sol 2 selon l'invention, et constitué d'une armature 3 de fils de fer de diamètre 2 mm,formant un maillage carré de 5 mm, chaque fil de fer passant audessus ou en dessous de ses voisins suivant le schéma de la figure 3. L'armature est soudée sur les fers 4 du cadre, ces fers étant des ronds de diamètre 14 mm. Le panneau est horizontal dans la plus grande partie de sa surface, et il est relevé sur les bords pour former une portion verticale de 120 mm de haut. Dans la partie horizontale, l'armature est renforcée par un treillis formé de fer ronds 5 de diamètre 6 mm espacés de 150 mm soudés eux aussi aux fers du cadre 4. L'armature est noyée au centre d'une couche 6 de mousse "Instapak 40" d'épaisseur 42 mm dans la partie horizontale et 46 mm dans la partie verticale. La mousse est entourée, sur ses faces intérieure et extérieure, d'une feuille goudronnée 7 sur la face externe de laquelle est incrusté du sable fin. Le sol de la pièce comprend des dallettes préfabriquées 8 carrées, de 117 cm de côté posées directement sur le panneau 2, et soutenues par des fers 9 de diamètre de 3 mm espacés de 10 mm, passant dans les passages à la base des dallettes. Une couche de ciment 10, coulé sur place,immobilise les dalettes et porte des briques ou carreaux céramiques 11 constituant le revêtement de sol. La porte 12 est simplement constituée d'un panneau selon l'invention, comportant une armature 13, non renforcée, tendue sur un cadre 14, noyée dans une couche 15 de mousse "Instapak 40" de 46 mm d'épaisseur, et entourée d'une feuille goudronnée 11 dans laquelle est incrusté du sable fin. La figure 2 montre les fers de cadre d'une pièce préfabriquée d'un seul tenant, conforme à l'invention. Les ca dres des différents panneaux sont soudés entre eux pour former une véritable cage, dans laquelle les fers 20 sont espacés par des distances de 80 à 100 cm sauf sur le côté de la porte 21 où leur écart atteint 120 cm. Les fers entourant la porte 21 constituent en même temps le cadre de la menuiserie de celle-ci, les charnières de la porte étant soudées sur ces fers eux-mêmes. Des fenêtresJnon représentées, ont une structure analogue. Les conduites d'eauetles gaines pour passage de cables électriques sont également fixés sur les fers 20. On a représenté au plancher et au plafond les treillis de renforcement 22, 23 analogues au treillis 5 de la figure 1, mais on n'a pas représenté l'armature proprement dite pour des raisons de simplicité. Pour faire une telle pièce, après avoir mis en place les fers du cadre et l'armature et soudé l'ensemble, on met et en place les canalisations de fluide et d'électricité,/on dis posegå. l'extérieur de l'ensemble formant le cadre à trois dimensions un support amovible formé de deux parois à angle droit, partant du côté qui fait face au cadre, une feuille de tôle goudronnée enduite de colle, cette feuilleayant des dimensions correspondant à celles de la paroi (cloisons,plancher, plafond qui lui fait vis-à-vis). Le support est placé de façon que la toile goudronnée soit à 20 mm environ de 1'armature. On projete au pistolet la mousse rapide en direction de l'armature et de la toile goudronnée, c'est à dire à partir de l'intérieur du cadre.Après durcissement de la mousse, on enlève le support tout encaissant la toile goudronnée, qui est collée sur la mousse. On renverse ensuite la structure, par exemple sur une des faces qui viennent d'être faites, et on recommence l'opéra on après avoir regarni le support avec de la toile goudronnée garnie de colle. Trois opérations suffisent donc pour préparer un volume habitable. I1 suffit ensuite de coller la toile goudronnée sur les faces intérieures, de préparer le sol (dallettes, ciments, revêtement) de mettre en place les portes et fenêtres, pour lesquelles des caches ont naturellement été prévus avant la mise en place de la mousse, et de terminer l'équipement.La pièce d'habitation peut être terminée en chantier et transportée ensuite à l'endroit désiré, mais il peut être préférable de prévoir la préparation du sol et le second oeuvre après le transport. Le poids à transporter est ainsi plus réduit. On notera que si la pièce ainsi fabriquée est utilisée de façon indépendante et posée sur le sol naturel, le poids des dallettes et du ciment constitue un lest qui est fortapprécié pour améliorer la résonance au vent, étant donnée la grande légèreté de I > ensemble. La figure 4 montre l'aspect d'une tôle "tendue" qui remplace avantageusementhe fil de fer maillé. I1 s'agit d'une tôle de 1 mm d'épaisseur, percée d'ouvertures rectangulaires de 2 cm x 5 cm, l'intervalle entre ouvertures étant de 3 à 3,5 mm. On observera que le procédé de construction selon l'invention, outre le fait qu'il aboutit à des constructions légères et économiques, procure une excellente isolation thermique et phonique du fait que les éléments métalliques sont intégralement noyés dans la mousse. REVENDICATIONS 1. Elément de construction de bâtiment tel qu'une paroi tridimensionnelle ou un panneau, comprenant une épaisseur de mousse plastique rigide et un revêtement sur les faces de cette épaisseur de mousse plastique rigide, caractérisé en ce qu'il comprend une armature de soutien noyée dans l'épaisseur de la mousse, et tendue sur un cadre rigide, en ce que la mousse est une mousse rapide, et en ce que le revêtement est constitué par une feuille de matière souple et imperméable, telle qu'une toile goudronnée. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est formée d'un grillage de fil de fer tendu sur le cadre. 3. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est formée d'un filet de fils de matière textile telle que Nylon ou jute, tendu sur le cadre. 4. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est formée d'une tôle perforée à larges ouvertures fixée sur le cadre. 5. Elément selon l'une des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que la mousse rapide est la mousse "Instapak 40". 6. Procédé de fabrication d'éléments selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on tend l'armature de soutien sur le cadre garni de façon amovible par une feuille de la matière de revêtement couverte de colle, on place le cadre à une distance convenable d'un panneau d'arrêt et, parallèlement à celui-ci, on projette la mousse rapide sur l'armature à partir de sa face opposée au panneau d'arrêt en quantité suffisante pour que l'armature se trouve à peu près au milieu de l'épaisseur du panneau final, on laisse durcir la mousse, on sépare du panneau d'arrêt la feuille de revêtement qui a adhéré à la mousse,et on revêt avec une autre feuille de protection l'autre face de la couche de mousse. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cadre constitue une structure à trois dimensions formant l'ossature d'une pièce d'habitation ou analogue, ou d'une partie de pièce,et en ce qu'on place le panneau d'ar rêt a l'extérieur de ladite ossature, la projection se faisant à partir de l'intérieur. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise simultanément plusieurs panneaux d'arrêt correspondant à plusieurs faces de la structure. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la stabilité de l'ensemble et sa résistance au vent et la tenue du sol sont assurées par des dallettes préfabriquées reliées entre elles par des joints cimentés. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9,caractérisé en ce que les fers du cadre qui entourent les postes et fenêtres constituent en même temps lescadresde la menuiserie desdites portes et fenêtres, les charnons étant soudés auxdits fers.