Brevet FR2494750A1 — publié le 19820528

PROCèDE D3 FaBRICATION D'EIDNTS DE CONSTRUCTION EN BOI5, ET ASSEEBLA DE CES EIE2ENTS. la présente invention concerne un procédé de fabrication d'éléments de construction en bois et l'assemblage de ces éléments pour la réalisation d'une construction. Dans la technique traditionnelle de construction de bâtiments en bois, on utilise généralement des billes de bois débitées en planches, madriers de section rectangulaire ou carrée, et petit bois permettant la réalisation des finitionso On dispose ainsi d' éléments préfabriqués en bois dont l'assemblage est relativement aisé du fait que ces éléments comportent toujours des faces planes perpendiculaires. Cependant, ces techniques traditionnelles nécessitent l'em- ploi de madriers de section relativement importante, conduisant à n'employer que des billes de bois de diamètre important. De la sorte, les bois de plus petit diamètre ne peuvent pas etre employés pour la construction, ce qui entrasse un coat de matière première très élevé pour les constructions en bois. On est généralement conduits à préférer une construction traditionnelle en brique et béton qui, à qualité d'isolation égale, peut être réalisée à coût inférieur au coût d'utilisation du bois. De plus, les découpes multiples réalisées dans une bille de bois pour en produire les madriers, les planches et les petits bois conduisent à produire une quantité de déchets importante, du fait notamment de la matière enlevée par la scie lors de la découpe. On calcule généralement que, lorsque la bille de bois est utilisée au mieux de ses pos sibilités, un volume donné de bille de bois permet de produire un volume moitié de planches ou madriers réellement utiles pour la construction. Cela représente un gaspillage important, d'autant plus que le découpage des billes en éléments utilisables conduit à dépenser une énergie considérable. Pour limiter ces dépenses d'énergie et ces pertes de matière, on a quelquefois utilisé des billes de bois à l'état brut accolées les unes contre les autres pour former des parois. Dans ce cas, il est très difficile de rendre jointives les billes de bois sur toute leur longueur, d'autant que ces billes se déforment lors du séchage. De plus, l'espace au voisinage des lignes de contact entre deux billes présente une moindre épaisseur de bois, conduisant à un défaut d'isolation qui interdit notamment l'utilisation de billes de bois de petit diamètre. La présente invention a notamment pour objet d'obvier aux inconvénients des techniques traditionnelles de construction en bois en proposant un procédé qui permette de réaliser des parois d'épaisseur convenable en utilisant des billes de bois de diamètre relativement réduit. Ainsi, on utilise ces bois de diamètre réduit dont les seules applications étaient jusqu'alors la production de petit bois, de pSte à papier ou de poteaux pour lignes électriques ou téléphoniques. Selon un autre objet de la présente invention, le procédé permet de réaliser, à partir de bille de bois de diamètre réduit, des éléments de construction en ne nécessitant qutun nombre minai de découpes de la bille de bois brut initiale. Ainsi, on réduit notablement les pertes de matière, inévitables à chaque découpe, et l'on réduit la consommation énergie nécessaire pour effectuer ces découpes. Un autre objet de la présente invention est de proposer un procédé permettant de réaliser des éléments de construction en bois dont la déformation lors du séchage soit très réduite. Pour cela, les découpes sont effectuées de façon à ce que le coeur de la bille de bois initiale soit découpé et se retrouve partiellement dans les éléments de construction obtenue à partir de cette bille. Un autre objet de l1invention est de proposer des éléments de construction et un procédé d'assemblage de ces éléments qui permettent de réaliser des constructions de formes variées, pouvant comporter des panneaux, des angles, des arrondis, des passages pour les portes et les fenêtres. Ba présente invention permet également de ménager de fa çon simple des passages pour des canalisations. En outre, ces canalisa~ tions sont maintenues hors gel. Le procédé de l'invention permet également de réaliser des constructions ayant à la fois d' excellentes propriétés de résistance mécanique et d'isolation thermique. Pour ce faire, et selon une caractéristique de l'invention, le procédé consiste à découper une bille de bois par des plans de coupe diamétraux passant par l'axe de symétrie longitudinal de cette bille de façon à couper la région du coeur de la bille et à réaliser des éléments en forme de secteur légèrement tronconique. l'es éléments sont ensuite séchés, puis délignés pour en réduire légèrement la dimension transversale par découpe selon deux plans latéraux longitudinaux coupant la corde définie par la face extrtme la plus petite de l'élément. Selon une autre caractéristique de 11 invention, la bille initiale est découpée par deux plans de coupe diamétraux perpendiculaires pour former quatre secteurs tronconiques droits. Les plans de découpe latéraux peuvent être sensiblement perpendiculaires à la corde de la petite face du secteur tronconique. Selon une autre caractéristique de l'invention, 1' assemblage des éléments de construction ainsi obtenus comprend les étapes suivantes : - disposer des éléments de construction avec leurs axes longitudinaux sensible nt parallèles ; - disposer les éléments de construction l'un à c8té de l'autre en orientant les faces latérales incurvées alternativement d'un côté et de l'autre et en plaçant deux faces planes latérales successives en regard l'une de l'autre et sensiblement parallèles ; on solidarise ensuite les éléments adjacents par des moyens de fration. Selon une autre caractéristique de l'invention, les faces planes latérales successives en regard des éléments sont décalées latéralement l'une par rapport à l'autre et écartées pour ménager entre les deux rangées d'éléments ainsi réalisées un compartiment d'isolation. Une matière isolante peut être disposée dans ce compartiment d'isolation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une bille de bois ; - la figure 2 représente un secteur tronconique obtenu par découpe de la bille de bois ; - la figure 3 représente un élément de construction selon la présente invention ; - la figure 4 est destinée à illustrer un mode d'assemblage des élé- ments de construction de la figure 3 ; - la figure 5 représente un mode dlassemblage d'éléments de construc -tion selon un autre mode de réalisation ; ; - la figure 6 représente un mode d'assemblage d'éléments de construction permettant de former des parois non planes - les figures 7 et 8 illustrent d'autres modes d'assemblage d'éléments de construction ; et - la figura 9 représente un élément en forme de secteur cylindrique. Comme le représente schématiquement la figure I, les billes de bois 1 sont légèrement coniques par nature. Elles sont débitées en troncs de c8ne de longueur prédterminée, limités par une petite face 2 et une grande face 3 perpendiculaires i un axe de symétrie longitudinal I-I le long duquel stétend la zone du coeur du bois. Pour obtenir des éléments de construction selon 11 invention, on découpe ces billes de bois par des plans de coupe diamétraux tels que 4 ou 5. Ces plans de coupe passent par l'axe de symétrie longitudinal I-I de façon à découper la région du coeur du bois.Sur la figure on a représenté deux plans de coupe 4 et 5 perpendiculaires, permettant de réaliser à partir de la bille de bois 1 quatre secteurs tronconiques tels que le secteur 20 représenté en figure 2. Après séchage, le secteur tronconique 20 est ensuite légèrement réduit, comme - le représente la figure 3, par découpe selon deux plans de coupe latéraux 32 et 33 permettant de couper partiellement les arêtes du secteur tronconique. Ces plans de coupe 32 et 33 sont parallèles à l'axe de symétrie I-I de l'élément et symétriques par rapport à cet axe. Ils coupent la corde 34 définie par la petite face 2 du secteur tronconique.Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation des éléments de construction dans lequel les plans de coupe latéraux 32 et 33 sont parallèles entre eux et perpendiculaires à la corde 34. On limite ainsi les dimensions transversales de 1' élément de construction dans le sens de la corde 34, sur toute la longueur de cet élément. L'élément ainsi obtenu est donc limité par deux faces planes perpendiculaires m et 38 sensiblement de mêmes dimensions et définissant une arête I-I, une face convexe 36 tronconique, une petite face 2 et une grande face 3 perpendiculaires à l'arZte I-I, et deux facettes latérales 30 et 31 parallèles à lt d te I-I. On pourra bien entendu prévoir des découpes de la bille 1 par des plans 4 ou 5 non perpendiculaires entre eux, de sorte que les secteurs obtenus ne soient pas des secteurs droits. On pourra également prévoir des facettes 30 et 31 qui ne soient pas perpendiculaires à la corde 34, pour permettre la formation d'angles ou de courbes comme cela sera expliqué plus loin. En outre, on pourra prévoir des plans de coupe latéraux d' cartement inférieur à la longueur de la corde 34, de façon à réaliser des facettes latérales 30 et 31 plus larges. Après usinage, les éléments de construction tels que l'élé- ment 35 représenté en figure 3 sont assemblés les uns après les autres comme le représente schématiquement en vue de dessus la figure 4. On choisira de préférence des éléments de construction obtenus à partir de billes de bois de diamètre sensiblement identique. Dans le cas de billes de diamètres relativement différents, on cherchera à associer côte à cote des éléments 35 les plus semblables possible. Cependant, des diSfE- rences de diamètres pourront être tolérées à condition de prévoir des plans de découpe latéraux 32 et 33 de mêmes écartements pour tous les éléments, de façon à ce que ces éléments présentent des faces planes laterales 37 et 38 de mêmes dimensions.Ces éléments doivent être disposés avec leurs axes longitudinaux I-I sensiblement parallèles0 On dispose les éléments de construction l'un à côté de l'autre en orientant les faces latérales convexes telles que 36 et 36' alternativement d'un caté et de l'autre de la paroi à obtenir, et en plaçant deux faces planes latérales successives, telles que les faces 37 et 37', en regard l'une de l'autre et sensiblement parallèles. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, les faces 37 et 37' sont plaquées l'une contre l'autre et solidarisées par des moyens de fixation 40 schématiquement représentés. La facette 41 du premier élément est disposée en regard de la facette 42 de l'élément adjacent dont la face convexe 43 est disposée du nême côté que la face 36. On peut ainsi assembler un grand nombre d'éléments de construction les uns après les autres pour former une paroi, le nombre des éléments pouvant être ainsi assemblés n'étant pas limité. On forme de cette manière une paroi dont les deux faces sont constituées par des ondulations en bois brut. Ces deux faces peuvent être directement utilisables notamment pour certaines constructions rustiques pour lesquelles il n'est pas besoin de prévoir de surface de - finition. Dans le mode dtassemblage de la figure'4 les éléments sont disposés de façon que leurs petites faces 2 soient du même coté ou dans le meme plan. On obtient ainsi une paroi dont les surfaces 44 et 45 présentent peu d'irrégularités. On peut également disposer les éléments avec leurs petites faces 2 alternativement d'un côté et de l'autre. La paroi ainsi obtenue présente deux surfaces plus irrégulières mais dont les plans moyens sont parallèles entre eux. L'utilisation de secteurs droits réalise un bon compromis entre le nombre de découpes nécessaires pour les obtenir et l'amplitude des ondulations de surface des parois. Cependant, des parois planes peuvent également être obtenues selon la présente invention en assemblant des secteur tronconiques non droits. On peut utiliser par exemple, comme le représente la figure 5, des secteurs tronconiques plats 50, c'est à dire formés par la découpe d'une bille de bois 1 par un seul plan de cou- pe diamétral. Les facettes latérales 5 dont alors perpendiculaires à la face plane 52 et les éléments peuvent être disposés selon l'alternance représentée sur la figure. L'assemblage d'une paroi plane tel que décrit sur la figure 4 est réalisé en employant des secteurs tronconiques tels que l'élément 35 décrit en figure 3. Les facettes 30 et 31, perpendiculaires à la corde 34, permettent de les plaquer contre les facettes correspondantes de ltélé- ment voisin. Ce procédé d'assemblage permet aussi de réaliser des angles et des coins. Comme le représente la figure 6, on pourra notamment prévoir des secteurs tronconiques plats 60 pour relier les parois perpendiculaires. Il faut alors prévoir une découpe par des plans de coupe latéraux dont l'inclinaison dépend des éléments de construction que l'on veut disposer contre 11 élément 60.Sur la figure on a représenté des plans de coupe définissant des facettes latérales 61 inclinées à 450 par rapport à la face latérale plane de l'élément 60. On pourra de meme prévoir certains éléments de cônstruction 62 formant un angle compris entre 90 et 1800. L'assemblage, tel que re représenté sur la figure, permet de réaliser des arrondis et toute forme géométrique désirée pour une paroi9 On pourra prévoir des évidements pour le passage de canali- sations dans les parois ainsi obtenues : on prévoira à cet effet des éléments tels que 64, coupés par un plan parallèle à la corde 34 pour définir un évidement 65 entre cet élément 64 et les deux éléments adjacents 66 et 67. Pour faciliter l'adaptation de portes et fenêtres, il est préférable de prévoir des éléments tels que l'élément 68, comportant une face 69 perpendiculaire à la corde de petite face des éléments for infant la paroi adjacents. Sur la figure 7, on a représenté un autre mode d'assemblage des éléments de construction selon l'invention : dans ce mode d'assemblage, on décale les faces telles que 70 et 71 l'une par rapport à l'autre, de façon à faire pénétrer légèrement l'élément 72 entre les éléments adjacents 73 et 74. Ainsi, on augmente sensiblement l'écarte- ment des éléments de construction, et on obtient une paroi de plus grande dimension pour un nombre d'éléments donné. Cependant, cette façon de procéder conduit à réduire l'épaisseur moyenne de la paroi ainsi obtenue. Pour certaines applications, il est nécessaire d' obtenir des parois à grand coefficient dtisolation thermique. Dans ce cas, on pourra réaliser, comme le représente la figure 8, des parois de type sandwich en décalant les faces latérales planes en regard 80 et 81 d'éléments successifs, tout en écartant ces faces l'une de l'autre. On définit ainsi, entre deux rangées d'éléments 82 et 83, un compartiment d'isolation 84 dans lequel une matière isolante pourra être injectée. l'e figure 9 représente un élément de construction en forme de secteur cylindrique qui peut être obtenu à partir de l'élément représenté sur la figure 3 en procédant à un usinage de la surface con varve 36 pour former une surface cylindrique 90 dont l'axe est l'arSte I-I. On supprime ainsi les imperfections de surface et de forme de la grume brute, ce qui permet la réalisation d'éléments de construction d1 apparence moins rustique. Le présente invention prévoit en outre que les surfaces convexes 36 peuvent être de forme quelconque, dans la mesure oh les autres faces latérales des éléments sont de mêmes dimensions pour permettre leur assemblage. Dans les modes d'assemblage des iigures 4 5 et 8 on pourra avantageusement prévoir des joints d'étanchéité au niveau des facettes latérales telles que 30 ou 31. Ces joints sont d'autant plus nécessaires dans le cas de la figure 8 pour éviter les imperfections d'assemblage dues aux irrégularités des billes de bois brut permettant de réaliser les éléments de construction, et on pourra utiliser des éléments de construction à facettes latérales 30 et 31 plus larges Les moyens de fixation 40 représentés en figure 4 pourront par exemple comprendre des clavettes ou des tourillons insérés dans des logements prévus dans les faces latérales planes. L' ondulation des faces planes obtenue par le procédé de la présente invention peut être utilisée, dans la réalisation de charpentes, pour ménager des aérations sous les toits. ainsi on réalise des charpentes qui sont à la fois bien ventilées et bien isolées. l'e présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des re vendications ci-après. RBXENDICAlIONS 1 - Elément de construction caractérisé en ce qu'il forme un volune limité par une première et une seconde faces latérales planes (37, 38) définissant une ate (i-i), une troisième face latérale convexe (36) opposée à l'arête (I-I) une première (2) et une seconde face (3) d'extrémité sensiblement perpendiculaires à l'arête (I-I), et deux facettes latérales (30, 31) sensiblement parallèles à l'arête (I-I). 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces latérales planes (37, 38) sont de mimes dimensions et perpendiculaires l'une à l'autre. 3 - Elément selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les facettes latérales (30, 31) sont sensiblement perpendiculaires à la corde (34) de la première face (2) d'extrémité. 4 - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la troisième face latérale convexe (36) est une surface sensiblement tronconique dont l'axe est l'arête (I-I) la première face d'extrémité (2) étant plus petite que la grande face d'ex trématé (3). 5 - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la troisième face latérale convexe (36) est une surface sensiblement cylindrique dont l'axe est l'arête (I-I). 6 - Procédé pour la fabrication d'éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - débiter une bille de bois brut pour former un tronçon (1) de longueur prédéterminée limité par une petite face (2) et une grande face (3) sensiblement perpendiculaires à l'axe de symétrie longitudinal (I-I) de la bille - découper le tronçon (1) dans le sens de la longueur par des plans de coupe diamétraux passant par l'axe longitudinal (I-I) pour déterminer des secteurs tronconiques (20) g - procéder aux opérations de séchage des secteurs obtenus ; et - déligner chaque secteur tronconique en le coupant selon deux plans de coupe (30, 31) latéraux parallèles à l'axe longitudinal (I-I) et coupant la corde (34) de la petite face (2). 7 - Procédé selon la revendication 6, pour la fabrication d'éléments de construction selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'usinage de la surface convexe (36) tronconique pour former une surface cylindrique (90) régulière dont l'axe est l'arCte (I-I). 8 - Procédé pour assembler des éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 1 A 5, caractérisé en ce qutil comprend les étapes suivantes - disposer des éléments de construction (35) avec leurs arêtes (I-I) sensiblement parallèles - disposer les éléments de construction l'un i côté de l'autre en orientant les faces latérales convexes (36, 36') alternativement d'un côté et de l'autre et en plaçant deux faces planes latérales successives (37, 37') en regard l'une de l'autre et sensiblement parallèles ; et - solidariser les éléments adjacents par des moyens de fixation (40). 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces planes latérales successives en regard (80, 81) sont décalées latéralement l'une par rapport à l'autre et écartées pour ménager entre les deux rangées d'éléments (82, 83) un compartiment d'isolation (84). 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une matière isolante est injectée dans le compartiment d'isolation (84) après formation des rangées (82, 83) d'éléments. 11 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces planes latérales successives en regard (70, 71) sont décalées latéralement et plaquées l'une contre l'autre. 12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lton dispose des joints d'étanchéité entre deux facettes (41, 42) latérales successives. 13 - Construction caractérisée en ce qu'elle est obtenus par un assemblage selon l'une quelconque des revendications 8 à 12.