Brevet FR2488545A1 — publié le 19820219

La présente invention a pour objet de proposer un nouveau produit en BOIS de grande consommation justifiant la création d'une unité régionale de production susceptible d'occuper une trentaine de personnes, offrant un moyen de relance économique à toute région qui disposant de BOIS désire en promouvoir l'emploi. La présente invention concerne un procédé de fabrication de caissons en BOIS utilisable dans la construction, principalement dans le bâtiment et les travaux publics, comme composants modulaires, et plus particulièrement des caissons multifonctions, combinant légèreté et grande inertie ce qui a pour effet de permettre la fabrication de caissons de grande portée, utilisables pour réaliser simultanément par une simple opération de pose et d'assemblage un plafond et un plancher, la façade-avant et la façade-arriêre d'un mur, ou encore des éléments de toiture isolante à double paroi. La présente invention a également pour objet de proposer une solution offrant un gain de matière première voisin de 50% pour la réalisation de planchers-plafonds ou d'éléments porteurs équivalents à double paroi, à coefficient d'isolation thermique et ou phonique élevé, participant à un gain d'énergie et/ou offrant un confort accru. Sont connus, des procédés de construction en série de maisons utilisant des poutres et des caissons en béton. Leur avantage réside essentiellement dans l'abaissement du prix de revient unitaire de chaque maison, par le gain spectaculaire de temps réalisé au moment du montage des composants modulaires préfabriqués en usine. La présente invention décrit un composant modulaire en BOIS, offrant ce meme avantage ainsi que de nombreux autres parmi lesquels sa compatibilité avec des poutres en BOIS, en acier ou en béton. Comme pour les composants en béton la simplicité de conception du caisson selon l'invention se prête à sa fabrication en série en usine. Un caisson se définit par son volume, c'est-à-dire par ses trois dimensions : hauteur, longueur et largeur, ainsi que par sa densité relative, et bien entendu sa résistance mécanique, ou flexion sous charge, qui est fonction de son inertie. Nous allons voir l'impact du nouveau composant BOIS proposé sur l'ensemble de ces facteurs. Le procédé de fabrication d'un caisson selon l'invention consiste : à solidariser entre-eux deux panneaux plans d'épaisseur respective el et e2 par des entretoises de préférence de meme épaisseur et de dimensions appropriées à la longueur modulaire désirée ; les dites entretoises étant régulièrement espacées ; l'espacement entre les extrêmités de deux entretoises successives étant sensiblement égal à la longueur de celle-ci ; la disposition desdites entretoises se faisant de préférence par paires, suivant deux directions, parallèles et/ou perpendiculaires entre-elles. Pour mieux faire comprendre l'invention nous allons maintenant décrire,à titre d'exemples non limitatifs,trois modes de réalisation d'un caisson modulaire selon l'invention. La Figure 1 montre les formes d'entretoises utilisables. On voit sur cette figure une entretoise rectangulaire 4 et deux entretoises hexagonales femelles 5, de même dimensions (longueur (L), largeur (1), épaisseur (e). On voit tout de suite la supériorité de l'entretoise 5 sur l'entretoise 4. Elle présente en effet l'avantage d'une économie-de matière première de 25%. D'une façon connue en soi, l'entretoise 5 est obtenue par solidarisation, par collage de deux trapèzes 6 et 7 par leur petite base. On voit également sur cette figure les rapports dimensionnels entre L longueur de l'entretoise et sa largeur 1 L = 21 (1) H hauteur totale du caisson et la hauteur/ou épaisseur de ses constituants : h hauteur d'un trapèze el épaisseur du premier panneau e2 épaisseur du deuxième panneau H = 2h + el + e2 (2) Les figures schématiques 2, 3 et 4 illustrent de façon non limitative plusieurs modes équivalents de réalisation d'une partie caractérisante d'un caisson selon l'invention : "... l'espacement entre les extrêmités de deux entretoises successives 5 est sensiblement égal à la longueur de celles-ci, et cela, dans tou tes les t1rect10ns Sur la Figure 2, l-es entretoises 5 sont disposées selon I des axes II-II parallèles entre-eux. Sur la Figure 3, les entretoises 5 sont alternativement parallèles entre-elles sur un rang,puis alignées suivant un axe III-III perpendiculaire aux entretoises du premier rang. Sur la Figure 4, les entretoises 5 sont deux à deux pa- i ralleles, puis perpendiculaires, sur un même rang, puis sur une même colonne. j On pourrait imaginer d'autres variantes sans sortir du cadre de la présente invention en réitérant ces trois variantes avec des entretoises disposées, par exemple, suivant des diagonales. Ces variantes n'apportent rien de brevetable vis-à-vis de la partie caractérisante de l'invention déjà abondamment illustrée. La Figure 5, est un schéma synoptique simplifié d'une chaine de fabrication en série de caissons modulaires selon l'in invention. On peut voir une ligne de montage en série comportant deux branches identiques, parallèles A et B, se prolongeant à tir de C par une ligne unique. | Ce schéma représente sur les branches identiques A et B' respectivement : a) un poste 11 et un poste 14 d'amenée des panneaux et des entre toises, suivi b) d'un poste 12 et d'un poste 15 de préfixation des trapezes sur lesdits panneaux par encollage et clouage, réalisant ainsi sur chacunes des branches un demi-caisson, suivi c) d'un poste 13 et d'un poste 16 d'encollage des petites bases des trapèzes, pointant comme des dents. A ce poste est prévu, au titre de variante la pose sur la denture de l'un des demi-caisson, d'un câble électrique de chauffage. Après ces postes 13 et 16, les deux branches A et B se rassemblent en une seule ligne C, comportant d) un poste d'assemblage 17 desdits demi-caissons avec emprisonne ment ponctuel du câble par serrage et maintien de l'ensemble sous pression à l'aide de serre-joints ou analogue, suivi e) d'un poste 18 de préchauffage et de début de polymérisation par maintien de l'ensemble à 1200 pendant quelques minutes, suivi f) d'un poste 19 de finition de polymérisation par chauffage pro longé de plusieurs heures à 400 + 100 toujours sous pres sion ; g) fin de fabrication des caissons par relachement de la pres sinon. Notons que pour obtenir un caisson de densité relative supérieure à 0,3 et comprise entre 0,3 et 0,5, il suffit de donner à l'espacement L une valeur comprise entre L et X et pour obtenirj un caisson de densité relative inférieure à 0,3 voisine de 0,2, il suffit d'espacer les entretoises d'une distance sensiblement égale f à 2L au lieu de L, i Résumons les avantages industriels de l'emploi de ce nouveau composant utilisable de préférence en combinaison avec des poutres en BOIS mais aussi avec des poutres métalliques, en acier i ou en alliage léger, ou avec des poutres en béton armé. i Facilité de manutention Le tableau comparatif des poids des caissons en BOIS se-; l'on l'invention ou des caissons similaires en beton armé, (p.5::), met en évidence l'intérêt de ce procédé sur les procédés traditions nels, particulièrement dans les régions pauvres telles que la Cor-l rêze, le Puy-de-Oome, la Haute-Loire, la Lozère, le Tarn, les f Cotes-du-Nord, le Morbihan, le Mai ne et Loir, le Cher, le Pas-de Calais, le Nord, la Somme, l'Aisne, l'Ain, l'Isère, la Drome, les i Pyrénéens Orientales, la Corse ainsi que les pays d'Outre-Mer, dits sous développés. Gain de temps et d'argent Par le fait que le sol et le plafond sont posés simula nément en une seule opération, que la mise en place de l'isolation est prévue en usine, de même que le chauffage incorporé (variante non obligatoire, bien que souvent avantageuse), les caissons modulaires précités suppriment les travaux de finition, accéTêrent la construction d'une maison ou d'un bâtiment6 amortissent grandement l'investissement. Economie d'énergie et de devises En offrant un produit de substitution aux produits traditionnels en béton, a? économise du ciment. Est compatible avec le chauffage solaire. Intéresse les pouvoirs publics, soucieux de soutenir la production de maisons de qualité d'isolation dite électrique, I c'est-à-dire de qualité d'isolation superieure, par la forte épaisseur d'isolation thermique admissible. I Abaissement du prix de transport - -~~~~ --.---~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ Le rapport tonnage/kilomètre pour les caissons bois, présente un coefficient 3 en sa faveur par rapport aux caissons analogues en beton. Gain ou accroissement du confort Résultant de la forte épaisseur d'isolation phonique ad- J missible, séparément, ou conjointement avec l'isolation thermique. Bricolage et esthétique Si l'acheteur est un amateur de Bricolage, il peut realiser facilement et à peu de frais des aménagements intérieurs, tels que placards et éclairages incorporés. Noter la particularité que pour une maison individuelle, toute en bois, (en dehors des fondations), l'éclairage peut prove nir aussi bien du sol, que du plafond ou des murs. Caractéristique pratique pour le Ministère de la Construction, lesdites maisons individuelles se situent dans la gamme des maisons individuelles de Qualité, fabricables en usine et pou-j vant etre montées en série, en quelques jours. De ce fait, elles t sont bon marché, avec un prix du mètre carré hors taxes se situant entre 2.000 et 2.300 francs, pour des surfaces au sol de l'ordre de 100m2. Tableau comparatif des engins de manutention et de levage nécessaires pour des caissons en BOIS, selon l'invention ou des i caissons similaires en béton armé. Modules Poids (en tonnes) Puissance des moyens de manutention ou de levage Portée Volume en BOIS en Béton demandés. (en m) en m3) selon inv. armé 2 0,4 0,12 - Manuel (deux hommes) 2 0,4 - 0,7 Engins de levage de 1 à 2T. 3 0,6 0,18 - Engins de levage 0,5T. 3 0,6 - 1,05 Engins de levage 1 à 2T. 4 1 0,3 - Engins de levage 0,5T. - 2,5 Engins de levage 3 à ST. Ce tableau met en évidence les avantages pour les régions ou pays pauvres, d'utiliser des caissons en BOIS selon l'inven- tion, comme il vient d'être dit. En effet, dans le cas limite de petits modules de deux mètres de long, il permet de se passer des engins de manutention. Et dans les autres cas, il supprime l'emploi d'engins de fort tonnage auquel il substitue des engins de faible tonnage, entrai-! nant un investissement beaucoup plus faible. I1 est évident que la réalisation de caissons à panneaux non parallèles destinés à la construction de toitures, à faible pente, font partie de la présente invention, leur réalisation à partir des données précitées, étant à la portée de l'homme de l'Art. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication de caissons en BOIS constituant des composants modulaires utilisables dans le bâtiment et les Tra- vaux Publics, caractérisé en ce que, l'obtention de chaque caisson, défini en volume par ses trois dimensions : hauteur, longueur et largeur, consiste à solidariser entre-eux deux ! panneaux plans 2 et 3 d'épaisseur respective e 1. e t e2 par des entretoises 4 ou 5, de préférence de même épaisseur, réguliè- ! rement espacées, l'espacement entre les extrêmités de deux ! entretoises successives, étant sensiblement égal à la longueur; de celle-ci ; quelle que soit leur disposition, c'est-à-dire I dans toutes les directions not--amment parallèles et/ou perpen- diculaires entre-elles, & .--- - g --- i ce qui a pour effet de permettre l'obtention de cais- | sons extrêmement légers de densité relative voisine de 0,3 ; J de grande inertie, permettant a réalisation de caissons autoportants, de grandes longueurs, constituant simultanément ! le plancher et le plafond d'un bâtiment, par simple pose et assemblage-desdits caissons sur des poutres convenablement i espacées, prévues pour les recevoir ; 20) Procédé de fabrication de caissons de BOIS selon la revendi cation 1, suivant lequel, on fait croître sa densité relative. de 0,3 à 0,5 ou décrotte sa densité relative de 0,3 à 0,2 en diminuant ou en augmentant la valeur de l'espacement L précité, tout en maintenant constante la longueur des entre toises; 30) Caissons en BOIS résultant de l'utilisation du procédé de fabrication suivant l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que les panneaux plans précités sont des panneaux de contreplaqué dont les épaisseurs el et e2 sont égales et comprises entre lOmm et 30mm (millimètres) ; 40) Caissons en Bois selon la revendication 3, dans lesquels les épaisseurs des panneaux sont inégales; le panneau le plus i épais étant prévu pour remplir la fonction de sol ou de fa çade extérieure ; et le panneau de moindre épaisseur étant J prévu pour remplir la fonction-de plafond, et/ou de panneau intérieur ; 50) Caissons selon l'une des revendications 3 ou 4, dans les- -t quels les entretoises,en forme de rectangle,allégées ou f hexagones femelles 5 sont obtenues par collage des petites I bases de deux trapèzes 6, 7 identiques ; la hauteur h des dits trapèzes étant de préférence comprise entre lOcm et i 25cm (centimètres) ; 60) Caissons selon la revendication 5 dans lesquels l'espace libre entre les entretoises et les panneaux est rempli de matière isolante thermique ou phonique ; de façon connue en soi, un cadre amovible étant prévu pendant l'opération de remplissage ; 7 ) Caisson isolant en bois selon la revendication 6 dans lequell est inséré de préférence en son milieu, un chable électrique i de chauffage, transformant à folonté suivant le besoin ledit caisson en panneau chauffant deux faces, c'est-à-dire en plafond-plancher chauffant, ou en toiture chauffante ou en i mur chauffant ;; 80) Caissons modulaires, selon l'une quelconque des revendica- J tions 1 à 7, caractérisés en ce que les panneaux précités ne sont pas parallèles par utilisation d'entretoises s'inscri- i vant dans un trapèze au lieu de s'inscrire dans un rectan gle, ce qui a pour effet de réaliser des caissons utilisa- f bles dans la construction de toitures à faible pente X 90) Procédé industriel de fabrication en série des caissons selo l'une quelconque des revendications 1 à 8 suivant lequel une ligne de montage est prévue comportant en série les postes suivants : sur deux lignes identiques A et B fabrication en parallèle de 1/2 sandwich , chacune des lignes comprenant - un poste (a) d'amené des panneaux et des entretoises ; suivi d'un poste (b) de préfixation des trapèzes par leur grande base sur lesdits panneaux par encollage et clouage (de maintien), -(c) encollage des petites bases des 1/2 caissons ainsi ob tenus, et pose du câble de chauffage sur la ligne B ; enchaî nement des lignes A et B sur une seule ligne C, comportant un poste(d 'assemblage desdits 1/2 caissons avec emprisonne ment du câble et maintien de l'ensemble sous-pressiùn ; à I l'aide de serre-joints ou analogues, suivi de -(e) préchauffage et début de polymérisation par maintien à 1200c pendant quelques minutes ; ~~~ - (f) suivi d'une finition de polymérisation par chauffage pro longé de plusieurs heures à 40 + 100 toujours sous pression; - (g) fin de fabrication des caissons par relachement de la pres sion. 100) Procédé industriel de fabrication en serie de caissons selon la revendication 8 dans lequel est prévu au niveau du poste 17 de la ligne C le positionnement de panneaux latéraux de même hauteur et longueur et/ou largeur que celles du caisson de façon à former un cadre assurant les dimensions de la matière isolante injectée.