Brevet FR2487405A1 — publié le 19820129

L'invention concerne d'une manière générale les modules préfabriqués utilisés pour la construction de bâtiments, et elle a trait plus particulièrement à un procédé de construction de bâtiments à l'aide de modules du type présentant des cavités destinées à recevoir du béton. L'utilisation d'éléments de bâtiments se présen- tant sous la forme de blocs préfabriqués, par exemple des modules de mur présentant des cavités ou espaces vides remplis de béton pendant le déroulement de la construction, est bien connue comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N' 3 782 049 et N0 4 098 042, Des modules de mur de l'art antérieur, tels que ceux décrits dans les brevets précités, comprennent deux panneaux de mur espacés formant les surfaces intérieure et extérieure d'un mur de la structure achevée et entre lesquels sont serrés des éléments de coffrage du béton sous la forme de tubes ver- ticaux. Les panneaux de mur donnent au module un degré minimal de rigidité jusqu'à ce que les tubes soient ensuite remplis de béton. Ces modules de mur de l'art antérieur présentent une gouttière horizontale supérieure qui est alignée avec la gouttière des modules adjacents et qui forme une poutre continue en béton après que ce dernier y a été coulé une fois le mur dressé. Lors de la construction d'un bâtiment à l'aide de modules antérieurs, les modules de mur sont d'abord dressés séparément en position sur une surface de support, puis reliés mécaniquement les uns aux autres. Après que des fers d'armature ont été introduits dans les tubes, le béton est coulé dans ces derniers et dans une partie inférieure de la gouttière des modules jusqu'à la face inférieure d'une section de plancher qui est ensuite mise en place, après durcissement du béton de la coulée initiale. La coulée initiale de béton forme une poutre continue en béton remplissant la gouttière sur une partie de sa hauteur, le long du bord supérieur du mur. Il est alors nécessaire de permettre à la première coulée de béton dans le module de mur de durcir sensiblement pour -2487405 conférer aux modules une certaine solidité de structure, car les modules sont autrement trop faibles pour supporter la charge exercée sur eux par le plancher placé au-dessus d'eux. Une fois que le béton coulé dans le module a durci, une section de plancher est mise en place sur le bord supérieur de chaque module de mur et-d'autres fers d'arma- ture sont introduits dans l'espace compris entre la section de plancher et la gouttière des modules de mur. Enfin, une seconde coulée de béton est introduite dans l'espace compris entre la section de plancher et la gout- tière des modules pour achever la liaison entre le mur et la section de plancher. Il ressort de ce qui précède qu'il faut deux coulées distinctes de béton pour ériger chaque ensemble à murs etplancher, en respectant un certain délai nécessaire entre les coulées pour permettre au béton de durcir suffisamment pour assurer la solidité de structure indispensable aux phases de construction suivantes. Par conséquent, l'utilisation des modules de mur de l'art antérieur et du procédé correspondant de construction est à l'origine d'un allongement sensible du temps de construction et est donc relativement indésirable en ce qui concerne le coût de la construction. Une autre méthode mettant en oeuvre la technique de construction précédente utilise le fait qu'un joint sensiblement "froid" est formé entre la section de plancher et les murs, en raison des coulées séparées de béton né- cessaires pour former les divers éléments de structure constituant la liaison entre le plancher et le mur. Ces joints froids réduisent évidemment la solidité et l'inté- grité globale de la structure du bâtiment résultant. La technique antérieure de construction et les modules de mur nécessitent également l'utilisation d'échafaudages et autres installations pour accéder aux ouvertures d'in- troduction du béton ménagées dans les modules de mur le long de leur bord supérieur, car, avant la coulée du béton dans les modules, le plancher n'est pas présent et ne permet donc pas aux ouvriers de prendre appui en une position permettant l'accès nécessaire à l'intérieur des modules. Une autre difficulté soulevée par la technique antérieure de construction réside dans le fait que chaque coulée de béton exige souvent une application de chaleur pour aider au durcissement du béton par temps froid. Jus- qu'à présent, il fallait diriger plusieurs dispositifs de chauffage de l'air ou autres ves les murs modulaires afin d'élever la température du béton fraîchement coulé. Cependant, étant donné que le plancher n'était pas encore installé audessus des murs en cours de durcissement, la zone délimitée par ces murs était ouverte vers l'ex- térieur et la plus grande partie de la chaleur dirigée vers ces murs s'échappait dans l'air froid ambiant. Il en résultait non seulement un durcissement incomplet ou irrégulier du béton dans les modules et un accroissement du temps global de durcissement, mais également une perte considérable d'énergie demandée pour produire la chaleur. L'invention a donc pour objet principal un pro- cédé perfectionné de construction utilisant un module de mur qui non seulement présente des cavités ou espaces vides destinés à recevoir du béton, mais qui est également capable de supporter la charge exercée sur lui par un plancher monté au-dessus de ce module, avant que le béton soit introduit dans ce dernier. L'invention a également pour objet un procédé de construction éliminant les joints froids entre un plan- cher et un mur associé et réalisant une liaison en béton continue entre le mur et le plancher, afin d'accroître la rigidité structurelle globale de la construption résul- tante. L'invention a également pour objet un procédé de construction tel que décrit ci-dessus, qui supprime le contre-temps dû aux coulées de béton séparées et qui évite d'avoir à attendre le durcissement du béton de chaque coulée, par remplissage de béton, en une seule coulée, du module et de la liaison entre le plancher et le mur. En corollaire de l'objet précédent, une caractéristique de l'invention est d'accroître la vitesse de construction 248740c de bâtiments tout en améliorant la coordination des phases de la construction. - L'invention a également pour objet un procédé perfectionné de construction, analogue à celui décrit ci-dessus, qui réduit la quantité d'énergie utilisée pour produire de la chaleur destinée à faire durcir le béton tout en améliorant l'efficacité de l'utilisation de cette chaleur pendant l'étape de durcissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les murs et le plancher produits au cours d'une phase de construction peuvent être érigés pour former une enceinte à l'intérieur de la- quelle la chaleur peut être confinée avant l'introduction du béton dans les murs. Le procédé de construction de bâtiments en béton selon l'invention met en oeuvre un module de mur qui renferme plusieurs tubes espacés à paroi mince, main- tenus fixement les uns par rapport aux autres à l'aide d'éléments horizontaux supérieur et inférieur de châssis. Le module comporte également plusieurs entretoises ver- ticales et espacées de support, disposées latéralement sur des côtés opposés des tubes et reliées aux éléments supérieur et inférieur de châssis afin de donner au module une résistance suffisante à la compression pour qu'il puisse supporter la charge d'un plancher monté sur lui avant que ce module soit rempli de béton. Des parties supérieures du module forment une gouttière allongée qui communique avec chacun des tubes et avec un espace ménagé à l'intérieur d'une section de plancher montée sur ce module. Le béton est introduit simultanément dans les tubes et dans la gouttière du module, ainsi que dans l'espace compris entre la gouttière et la section de plancher, afin de former une liaison continue entre le plancher et le mur en une seule coulée de béton. Etant donné que le plan- cher est installé au-dessus des murs avant la coulée du béton, les ouvriers peuvent se tenir sur le plancher pour accéder à la gouttière des modules afin d'y couler le béton. De plus, le plancher et les murs forment une en- ceinte qui peut être chauffée pour faire durcir complètement et uniformément le béton fraîchement coulé. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un angle de structure de bâtiment formée conformément au procédé de l'invention, un mur étant représenté avec arra- chement partiel afin de faire apparaître des détails de la construction intérieure; - la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, pour plus de clarté, de l'un des modules utilisés dans le procédé de l'invention; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une vue de dessus du module représenté sur la figure 2; - la figure 5 est une vue de face du module re- présenté sur la figure 2; et - la figure 6 est une coupe transversale partielle d'un joint formé entre deux modules de mur et une section de plancher. Comme représenté sur les figures, l'invention concerne donc un procédé de construction de bâtiments en béton utilisant plusieurs modules 10 de mur reliés entre eux. Bien que les modules 10 représentés sur les figures soient conçus pour former les murs extérieurs d'un bâtiment, il est évident que ces modules peuvent être aisément adaptés pour une utilisation comme murs intérieurs, ainsi qu'il apparaîtra ci-après. De plus, il est évident que les modules 10 de mur selon l'invention peuvent être facilement conçus pour présenter des baies ou d'autres éléments délimités à l'intérieur de ces modules, comme décrit dans le brevet No 4 098 042 précité. Chacun des modules 10 comprend des éléments allongés, horizontaux, supérieur et inférieur 12 et 14 de châssis aux extrémités opposées desquels sont reliées deux parois extrêmes verticales 16 et 18. Chacun des éléments horizontaux supérieur et inférieur 12 et 14 de support présente plusieurs trous circulaires 20 espacés longitudinalement, réalisés de préférence par poinçonnage et comportant des brides 22 de retenue de tubes, tournées vers l'intérieur. Le module 10 comporte un coeur intérieur cons- titué de plusieurs tubes 24 à paroi mince dont les extré- mités opposées sont sensiblement ouvertes pour recevoir les brides 22. En général, les tubes 24 peuvent avoir un diamètre intérieur d'environ 15 à 23 cm et ils peuvent être réalisés en toute matière auto-portante, par exemple en carton présentant une résistance à la traction suffi- sante pour supporter les forces exercées lors de la coulée du béton à l'intérieur des tubes. Les tubes 24 ne jouent aucun rôle structurel dans la structure de bâtiment finie, mais ils constituent simplement des coffrages pour la coulée du béton. Dans le cas d'un module destiné à être utilisé comme élément de mur extérieur, les tubes 24 peu- vent être typiquement disposés à des entraxes de 40 cm. Les brides 22 ont pour fonction de retenir, entre les éléments horizontaux 12 et 14 de support, les tubes 24 en alignement, parallèlement les uns aux autres et perpen- diculairement aux éléments supérieur et inférieur 12 et 14 de châssis. Des organes verticaux de support,formant un pre- mier groupe et se présentant sous la forme d'entretoises 26, sont fixés chacun par une première extrémité à l'élé- ment horizontal 14 de support, tandis que des parties supérieures des entretoises 26 sont fixées à l'élément horizontal supérieur 12 de support. Des organes verticaux et parallèles de support ou entretoises 28, formant un second groupe, sont également fixés chacun par une première extrémité à l'élément horizontal 14 de support, tandis que leurs parties supérieures sont fixées à l'élément horizontal supérieur 12 de support. Les entretoises 26 et 28 sont disposées sur des côtés latéraux opposés des tubes 24, à une certaine distance de ces derniers. Ces entretoises 26 et 28 sont espacées de manière à alterner avec les tubes 24 et elles peuvent typiquement être 24874O5 disposées à des entraxes de 40 cm dans le cas d'un module destiné à être utilisé dans un mur extérieur. Les parois extrêmes 16 et 18, ainsi que les entretoises 26 et 28, peuvent être réalisées en tôle convenable et elles pré- sentent avantageusement des ouvertures 30 d'allègement qui réduisent le poids total du module 10. Comme représenté en particulier sur les figures, les entretoises 26 et 28 ont une section en U et sont orientées parallèlement les unes aux autres ainsi qu'aux tubes 24. Les deux groupes d'entretoises 26 et 28 s'élèvent verticalement au-dessus de l'élément horizontal 12 de support, mais les entretoises 26 s'élèvent au-dessus des extrémités supérieures des entretoises 28 pour former une entaille de réception du plancher dans le haut du côté intérieur du module 10. Les extrémités supérieures des entretoises 28 sont reliées à une plaque intérieure et horizontale 32 qui est de pré- férence de forme en U. De même, les extrémités supérieures des entretoises 26 sont reliées entre elles par une plaque extérieure et horizontale 34 qui se présente également sous la forme d'un élément métallique ayant de préférence une section en U. Des modules (non représentés) pour murs intérieurs peuvent être réalisés au moyen d'entretoises 26 et 28 de même longueur. Les entretoises 26 et 28 de chacun des groupes sont disposées par paires d'entretoises opposées et elles peuvent être reliées entre leurs extrémités par des membrures transversales 35 qui accroissent la rigidité latérale du module 10. Ainsi qu'il ressortira de la description qui suit, des panneaux intérieur et extérieur 36 et 38, res- pectivement, peuvent être appliqués sur les faces inté- rieure et extérieure du module 10, et en particulier sur les entretoises 26 et 28 afin de fermer le module et de former ainsi des surfaces de mur intérieure etextérieure. De plus, un matériau isolant convenable 40 peut être intercalé entre les panneaux 36 et 3C du mur, comme sou- haité, ainsi qu'entre les tubes 24 et les panneaux 36 et 38. Il convient de noter, que bien que les entretoises 26 et 28 soient représentées comme alternant avec les tubes 24, l'écartement des entretoises 26 et 28 ne dépend pas de l'écartement des tubes 24 et, par conséquent, il peut être modifié comme demandé afin de correspondre à la lar- geur des panneaux 36 et 38 particuliers utilisés ou afin de satisfaire les critères de charge. Deux plaques parallèles, allongées et espacées 42 et 44 sont intercalées entre des tronçons supérieurs des entretoises 26 et 28 s'élevant audessus de l'élément horizontal supérieur 12 de support et elles forment, avec cet élément 12 de support, une gouttière allongée de section en J qui communique avec l'intérieur de chacun des tubes 24. L'élément horizontal supérieur 12 de support peut être réalisé d'une seule pièce avec les plaques 42 et 44 si cela est souhaité. Le module 10 convient particulièrement à la mise en oeuvre d'un procédé perfectionné de construction de bâtiment en béton qui sera à présent décrit. La première opération de ce procédé perfectionné de construction consiste à dresser l'un des modules 10 sur une surface convenable de support (non représentée) telle qu'un pied de mur ou une fondation. Un certain nombre de modules sont ainsi érigés et reliés entre eux par leurs bords latéraux mutuels pour former un mur continu. Le mur étant ainsi dressé, une section de plancher, indiquée globalement en 46, est montée sur le dessus du mur. En général, la section 46 de plancher est construite d'un seul bloc et peut comprendre des garnitures Cu platel ages parallèles supérieur et infé- rieur 48 et 50 préalablement coulés en béton, séparés, à proximité de l'une de leurs extrémités, par un bouchon horizontal 52 de paroi qui est disposé entre les plate- lages 48 et 50, à une certaine distance, vers l'intérieur, de leurs extrémités extérieures. Il convient de noter que d'autres types classiques de sections deplancher peu- vent être utilisés avec succès, y compris des dalles de béton armé, coulées sur place, ou du type à joint d'acier. Dans tous les cas, le bord extérieur du plate- lage inférieur 50 est positionné sur la plaque intérieure 32 afin d'être supporté principalement par les entretoises 28. Une cale compressible 54 peut être intercalée entre le platelage inférieur 50 et la plaque intérieure 32 si cela est souhaité. La section 46 de plancher étant ainsi installée, les bords extérieurs des platelages supérieur et inférieur 48 et 50 sont espacés vers l'intérieur des entretoises 26 et du panneau extérieur 38 afin de délimiter une fente allongée communiquant avec la gouttière en forme de J formée dans les parties supérieures des modules 10. Des fers verticaux 56 d'armature sont ensuite insérés à l'intérieur des tubes 24 et du béton fluide est introduit en une seule coulée dans la gouttière en forme de J en passant par la fente longitudinale ménagée entre la section 46 de plancher et les entretoises 26. Le béton arrivant dans la gouttière en forme de J s'écoule vers l'intérieur des tubes 24 et, finalement, commence à remplir le fond de la gouttière. Pendant le remplissage de cette dernière, des fers horizontaux 58 d'armature sont intro- duits dans ladite gouttière ou placés entre les sections de plancher adjacentes 46. Le béton continuant d'arriver à l'intérieur de la gouttière, la partie inférieure de cette dernière, comprise entre les plaques 42 et 44, se remplit de manière qu'il se forme une poutre horizontale s'étendant sur toute la longueur du mur. Enfin, le béton arrive dans l'espace délimité par les parties supérieures de la plaque 44, les platelages supérieur et inférieur 48 et 50 et le bouchon 52 jusqu'à ce que le niveau supé- rieur du béton affleure le bord supérieur de la plaque 38 et du platelage supérieur 48. Pendant la coulée unique du béton, les ouvriers exécutant cette opération peuvent se tenir et placer leur équipement surie platelage supérieur 48 afin d'accéder commodément à la fente longitudinale comprise entre la section 46 de plancher et les modules 10. Il ressort éga- lement de la description précédente qu'un volume continu de béton s'étend dans les tubes 24, dans la gouttière en J située à la partie supérieure des modules 10 et dans l'espace compris entre les modules 10 et la section 46 de plancher, afin de former une liaison structurelle continue entre ces éléments de construction, cette liai- son étant totalement exempte de joints de béton. A ce stade du procédé de construction, on laisse la coulée unique de béton prendre et durcir afin de confé- rer au mur et à la section 46 de plancher une solidité structurelle supplémentaire leur permettant de supporter d'autres planchers et d'autres murs. Pour accélérer et assurer un durcissement efficace du béton par temps froid, de la chaleur peut être communiquée aux modules 10, de préférence par leur côté intérieur. Si l'on se rappelle à présent que la totalité du mur d'un étage du bâtiment 1is et que le plancher qu'il supporte ont déjà été construits, il apparaît qu'une enceinte 60 est délimitée par le module et la section 46 de plancher et qu'il est possible d'introduire de la chaleur dans cette enceinte, par tout moyen convenable, afin d'élever la température du béton fraîchement coulé dans chacun des modules 10. Grâce à la présence de l'enceinte 60, l'air échauffé, adjacent aux faces intérieures des modules 10, ne peut s'échapper à l'atmosphère. Par conséquent, l'énergie demandée pour fournir la quantité de chaleur souhaitée au béton est moindre. De plus, étant donné que la totalité de l'air renfermé à l'intérieur de l'enceinte 60 se trouve prati- quement à la même température, la chaleur est appliquée à peu près uniformément à tous les modules 10, ce qui évite la formation de "points froids" et ce qui permet un réglage aisé de la température. Une fois le béton durci, un autre module 1Oa et une section de plancher associée (non représentée) peuvent être montés sur le haut du module 10 et au-dessus de la section 46 de plancher, comme décrit précédemment, afin de former un autre étage du bâtiment. Un matériau isolant 40 peut être introduit dans les modules 10 et 1ia et les panneaux 36 et 38 de mur peuvent ensuite être fixés directement aux entretoises 26 et 28. Il ressort de la description précédente que le module 10 de mur comprend un coeur structurel intérieur constitué de béton et une structure environnante en forme de grille qui sert initialement à supporter un plancher monté sur ce module, mais qui sert ensuite uniquement d'ossature sur laquelle des panneaux de mur extérieurs et intérieurs peuvent être posés. De plus, il ressort de la description précédente qu'elle porte sur un procédé perfectionné de construction d'une structure en béton coulé sur place, utilisant des modules de mur préfabriqués et comprenant les étapes qui consistent à dresser le module de mur pour former un mur, à placer un plancher sur le haut du mur, à supporter le plancher à l'aide du mur, puis à introduire du béton fluide simultanément dans le module de mur et dans le plancher pour former une liaison bétonnée continue entre le mur et le plancher. En outre, il appa- raît que l'étape qui consiste à supporter le plancher à l'aide du mur est réalisée par positionnement de plusieurs entretoises verticales de support entre une surface de support et un bord de la section de plancher afin qu'elles soient soumises à une charge. Il apparaft donc que le procédé de construction décrit ci-dessus permet la réalisa- tion sûre des objets de l'invention, et ce d'une manière particulièrement efficace et économique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au module de mur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 1 2 REVENDICATIONS 1. Module de mur destiné à la construction de structures en béton, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tubes rigides allongés (24) disposés parallèle- ment et à une certaine distance les uns des autres, un premier élément allongé (12) de châssis qui s'étend trans- versalement aux axes longitudinaux des tubes et qui est relié à une première extrémité de chaque tube, un second élément allongé (14) de châssis qui s'étend transversale- ment aux axes longitudinaux des tubes et qui est relié à la seconde extrémité de chaque tube, et plusieurs élé- ments verticaux (26, 28) de support disposés parallèlement et à une certaine distance les uns des autres, et reliés aux premier et second éléments dechâssis, ces éléments verticaux de support étant espacés latéralement des tubes et comportant des tronçons qui dépassent ladite première extrémité de chaque tube. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments verticaux de support sont disposés en premier et second groupes alignés et opposés, sur des côtés opposés des tubes, le module comprenant en outre des organes (42, 44) qui s'étendent transversalement entre lesdits tronçons des éléments des premier et second groupes afin de former deux parois opposées et de délimiter, avec le premier élément de châssis, une gouttière communiquant avec l'intérieur de chaque tube. 3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments verticaux de support des premier et second groupes alignés sont disposés par paires opposées, les éléments de support des paires opposées alternant avec les tubes de manière que l'une desdites paires soit placée entre deux tubes adjacents. 4. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une membrure (35) reliant les éléments de support d'au moins certaines desdites paires opposées de ces éléments. 5. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits tronçons des éléments verticaux (26) de support du premier groupe sont plus longs que les tronçons des éléments (28) de support du second groupe afin de former dans le module une entaille conçue pour recevoir de façon complémentaire le bord d'un plancher (46) dont le poids est alors supporté par lesdits éléments de support du second groupe. 6. Procédé de construction d'une structure en béton coulée sur place, utilisant des modules (10) de mur préfabriqués du type présentant des cavités verticales et une gouttière horizontale le long de leur bord supé- rieur, les cavités et la gouttière étant destinées à rece- voir du béton et la structure comprenant en outre une section (46) de plancher qui délimite un espace intérieur horizontal communiquant avec la gouttière du module, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: (A) à ériger au moins l'un desdits modules de mur; (B) à placer ensuite la section de plancher sur le dessus d'un bord horizontal supérieur du module de mur; (C) à faire reposer le poids de la section de plancher sur le module de mur; et (D) à introduire ensuite du béton fluide, à peu près simultanément dans les cavités verti- cales, dans la gouttière et dans l'espace horizontal afin de former des supports ver- ticaux en béton dans le module de mur et une liaison continue en béton entre le module de mur et la section de plancher. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à ériger, après l'exécution de l'étape (D), un autre module de mur sur le dessus de la section de plancher. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les étapes (A), (B),(C)et(D) sont exécutées de façon répétée pour la construction d'une structure à plusieurs étages. 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape (D) consiste à couler le béton dans une fente allongée comprise entre un bord de la section de plancher et une face du module de mur. 1O.Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à faire durcir le béton coulé en introduisant de la chaleur à l'intérieur de la structure formée par les modules de mur érigés et les sections de plancher. 11. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape (C) consiste à placer une entretoise verticale (26 ou 28) dans le module de mur afin qu'elle porte une charge entre une surface de support et un bord de la section de plancher. 12. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les étapes (A) , (B) et (C) sont exécutées de façon répétée avant l'étape (D) pour former plusieurs murs sur lesquels repose un plancher continu.