Brevet FR2514801A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un système d'assemblage d'éléments, en bois notamment, pour la construction de structures de bâtiments et plus particulièrement de charpentes. Traditionnellement l'assemblage de deux éléments de bois se fait par tenon et mortaise, par embrèvement, par oulice, par enture ou queue d'aronde, renforcées éventuellement par des chevilles ou des boulons. Ces différents types d'assemblages ne peuvent être réalisés correctement que par des hommes de métier qualifiés, comme le charpentier ou le menuisier, car ces assemblages necessitent un savoir faire et des outils appropriés comme les gouges, les bédanes et autres ciseaux à bois. Ces assemblages traditionnels ont subi des modifications avec le développement du machinisme, de l'emploi des colles et des pièces d'assemblages comme les goussets métalliques, les rondellés à crampons etc..., mais leur usinage et assemblage necessitent aussi des outils et des conditions de travail (Collage des éléments entre eux)spécifiques ainsi qu'une main d'oeuvre spécialisée travaillant dans des conditions particulières. La présente invention vise à permettre l'assemblage d'éléments de construction par un système qui consiste, à partir de bois équari, bastaings ou planches et de trois outils utilisés simplement, marteau, scie et chignolle à mains, à assembler des éléments de bois, notamment, par une technique et une mise en oeuvre simple, ne necessitant qu'une main d'oeuvre de faible qualification sans conditions particulières de travail. L'invention est essentiellement caractérisée par le fait que le système d'assemblage permet, à partir d'un seul élément, bastaing et/ou planche, variant seulement en longueur et des trois outils cités plus haut, d'assembler entre eux par leurs champs les différents éléments composant la structure d'un bà- timent, entrait et poteau, arbalétier et entrait, arbalétier et poinçon, panne faitière et ferme... L'assemblage est réalisé en mettant en contact deux éléments par au moins une de leurs faces d'appui, sur l'une des faces d'appui d'un des éléments l'on pratique une entaille en vé à l'aide de deux traits de scie, sur l'autre élément l'on ajuste ses faces de contact de façon à ce qu'elles viennent stem- ter dans entaille pratiquée dans le premier élément.Le main tient des deux éléments entre eux est assuré d'une part par l'adjonction d'une planche ou planchette, ou meme d'un élément métallique;sur chacune de leur face latérale, les deux planches ainsi positionées sont reliées entre elles par deux axes traversant chacun des éléments assemblés, bloquant ainsi les quatre éléments entre eux en empêchant tout déboitement et rotation de l'un d'eux. Ces axes traversent les planches latérales perpendiculairement à leur face de contact avec les deux éléments emboités et traversent de fait chacun des éléments emboités parallèlement à leurs faces de contact, ces axes sont des chevilles métalliques à clavette triangulaire, figure 9.Au préalable des trous cylindriques réalisés à l'aide d'une chignole à main ont été pratiqués dans chacun des éléments pour permettre le passage des axes. Le marteau sert à enfoncer ces axes qui doivent être ajustés légèrement serrés. Les planches latérales permettent l'assemblage de deux éléments entre eux, tel que l'assemblage d'une contre fiche et d'un arbaletrier,figures 6,7,8, la fonction de celles-ci est remplacée dans le cas d'un assemblage entre arbaletier, entrait et poteau par les éléments latéraux 2,3, de l'élément central 1, soutenant la ferme, figure 2. Les différents éléments composant la structure peuvent être façonnés sur place à la demande ou façonnés en usine et livrés pret à assembler sous forme de Kit, suivant un principe de coordination modulaire. La description de l'invention à l'aide des dessins suivants permettra de présenter le système d'assemblage et de bien en démontrer son originalité. La figure 1 est une vue d'ensemnle schématique d'une structure et notamment de sa Eharpente. La figure 2 est une vue axonométrique de l'assemblage en tre un arbaletrier, un entrait, une panne sablière et un po teau. La figure 3 est une coupe horizontale de l'assemblage de la figure 4 suivant l'axe B-E La figure 4 est une coupe verticale correspondant à l'as semblage de la figure 2 suivant l'axe A-A de la figure 3 La figure 5 est une élévation suivant la vue C de la fi gure 3. La figure 6 est une vue de dessus de l'assemblage entre l'arbaletieret contre fiche ou contre fiche et poinçon par ex..p. La figure 7 est une coupe suivant l'axe D-D de la figure 6 La figure 8 est une élévation de l'assemblage de la figure 6 suivant la vue E La'figure 9 est une élévation représentant la cheville à clavette triangulaire en position définitive. La figure 1 représente la structure d'un bâtiment classique incluant: les poteaux porteurs 1,2,3,4, la charpente proprement dite composée des 4 arbalétriers 5,6,7,8, des deux entraits 9,10, des deux poinçons 11, 12, des quatre contre-fiches 13,14,15,16, des deux pannes sablières 17, 18, et de la panne fattière 19. Une ferme est composée des éléments 6,5,10,11,15 16. Il est possible avec ce système d'assembler plusieurs structures ensemble, tel que représenté figure 1, sur chacune de ses quatres faces, la partie haute de la structure(charpente) peut être composée d'une ou plusieurs charpentes suivant les dimensions de l'ensemble, à ce titre les fermes peuvent êtr doublées. Il est aussi possible de réaliser des charpentes sur une base cylindrique (toitures coniques). Le système d'assemblage selon l'invention permet d'assembler entre eux de façon rigide, de manière définitive ou provisoire, les différents éléments composants la structure, tel que: une ferme simple ou double, suivant les portées et les surcharges, prenant appui sur un ou plusieurs poteaux porteurs composés de plusieurs bastaings accolés les unsaux autres par les axes d'assemblages. La figure 2 et ses différentes vues(figures 3,4,5,) représente l'assemblage d'une ferme simple à un poteau,-à savoir: l'élément central 1 du poteau porteur formé par un bastaing, traversé de deux trous cylindriques transversaux 11, 12 et d' un autre trou 13 perpendiculaire à l'axe des trous précédants et situé sur le champ vertical entre les deux trous 1 et 1 Ce poteau central est jouxté latéralement de part et d'autre sur ses faces 1C et 1D, des poteaux 2 et 3 de même section, chacun de ces poteaux comportent des trous cylindriques transversaux 21 , 22, 23, 24 eut 31 , 9 , 33 , s perpendiculaires à leur face de contact avec le poteau 1 et coincident pour les deux trous inférieurs 21, 28et 31 ,32avec ceux il et 12du poteau central 1 lorsque ceux-ci sont assemblés par les axes dans leur position définitive. Les éléments latéraux 2 et 3 du poteau central 1 contribuent à l'effort de compression du poteau 1 en l'empêchant éventuellement de flamber , pour cela ils sont fortement maintenus de part et d'autre de celui-ci par les axes 8 ,8 passant respectivement dans les trous 2,1, 3-2, 1, notamment et d'autres trous non décrits situés sur le même axe vertical mais dans la partie inférieure de ces poteaux, ces derniers sont espacés environ tous les 0,60m. Les éléments latéraux 2 et 3 assurent aussi le blocage de l'entrait 4, de l'arbaletrier 5 et avec l'élément 7 celui de la panne sablière 6, le blocage définitif des trois éléments 4,5,6 est assu 3 4 5 6 7 ré par les axes 8 , 8 , 8 , 8 , 8 , traversant respectivement 3 3 3 4 4 4 1 1 5 les trous cylindriques 2 , 4 , 3 ,-2 , 5 , 3 - 7 , 6 , 3 - 2 5 3 3 7 , 2 ,- 7 , 1 . Il est à noter que les trous recevant les axes sont toujours percés horizontalement par rapport au sol. L'ex- trémité de la ferme en appui sur le poteau central 1 est composé de l'entrait 4 et de ltarbaletrier 5, de mêmes sections que les éléments composants le poteau.Sur le champ supérieur 4A de entrait 4 est pratiqué à l'aide de deux traits de scie B C à main, une entaille en Ué formant les faces d'appui 4 , 4 , qui recevront l'extrémité de l'arbaletrier 5 entaillé aussi a b par deux traits de scie à main, les faces d'appui 5 , 5 ainsi crées et l'about 5c de l'arbaletrier 5, viendront respectivement en contact des faces 4a, 4b, 4c de l'entrait. Les dimensions des entailles et leur position varient suivant la portée de la ferme et les différents efforts reçus.L'extrémité de l'entrait et de l'arbaletrier situés entre les éléments 2 et 3 sont traversées respectivement par un trou cylindrique 3 4 3 4 4 , 5 coïncidant avec le trou 2 , 2 de l'élément 2 et les trous 3 , 34 de l'élément 3, permettant ainsi aux axes 8 , 84 d'assurer le blocage de la ferme avec le poteau. Il est à no a a ter que l'arase supérieure 2 , 3 des éléments 2 et 3, est au d même nu et a le même profil que le champ supérieur 5 de l' arbaletrier 5 et que l'angle ainsi formé avec l'axe horizontal représenté par l'entrait 4 est identique à l'angle d'inclinaison de ltarbaletrier, soit entre 25 et 45 degrés environ suivant le type de toiture. La panne sablière 6 est un bastaing dont l'une des extré- mités vient en appui sur les éléments 3 et 1 du poteau, pour cela entrait en appui sur l'élement 1 est en retrait par rapport au champ vertical 1 de l'épaisseur de la panne sablai8 re; l'élément 3 est entaillé par deux traits de scie à 90 degrés, formant ainsi les faces de contact 3b, 3c les deux faces ainsi crées correspondent au nu des faces formées par l'about 4d de l'entrait et par la face d'appui 1b de l'élément 1 . Ces quatre faces 3b, 3c, et 4d, 1b reçoivent les faces 6a, 6b de c la panne sablière, l'about 6 venant en butté contre l'élément 2.Le blocage définitif de la panne sablière est assuré par la mise en place de l'élément 7, planche ou morceau de bastaing, et des axes 85, 86,87 perpendiculaires à la face de contact 7a, traversant respectivement les trous 71, 61, 5 72, 25- 73, 13 Les figures 6 à 8 illustrent surtout le principe du système d'assemblage faisant l'objet de l'invention, qui consiste à remplacer avantageusement les assemblages par tenon et mortaise par enture ou par gousset métallique et collage, par un assemblage, réalisé seulement à l'aide destrois outils déjà cités, qui donne le même résultat grâce à la conjugaison des trois types de blocage suivants: - L'entaille en Vé remplace la mortaise, elle équivaut à la partie femelle d'un embrèvement à simple languette avant. - Les planches latérales( ou éléments des poteaux) remplacent le tenon, les goussets métalliques et équivaut au bou- lon d'un embrèvement à simple languette avant. - Les axes jouent le rôle de la cheville en bois, du boulon, des pointes du gousset métallique, ce sont les liens complémentaires de l'entaille en vé et de la paire de planches et par là même, l'élément de blocage de l'ensemble, ils empêchent toute rotation et rendent à l'assemblage les mêmes propriétés de résistance que les autres types d'assemblages classiques. Les sections des éléments, leurs longueurs, leurs formes et leurs découpages peuvent varier de celles décrites, les fermes peuvent être double ainsi que les poteaux, dans tous les cas le principe à respecter pour mettre en oeuvre ce système d'assemblage est de réunir les trois types de blocage décrits ci dessus et d'assembler les éléments dans un ordre approprié pouvant varier suivant le type de mise en oeuvre. La figure 9 représente le type de cheville utilisé, composé de deux éléments, l'axe 1 et la clavette triangulaire 2, ce type de cheville présente les avantages suivants: -Il necessite pour sa mise en oeuvre que l'emploi d'un seul outil, le marteau. -La clavette 2 par sa forme triangulaire assure le serrage des éloments de la structure entre eux, de fait que l'angle A de la clavette triangulaire est toujours orienté vers le bas, que l'hypoténuse 22 vient en contact de la partie biai sÉe 11, de la lumière 12 pratiquée dans l'axe, et que la force F exercée par les coups de marteau sur la base 21 de la clavette se transforme en force F1 qui assure le serrage des éléments situés entre le coté 23 de la clavette et la tête 13 de l'axe. Le blocage définitif est assuré en courbant, à l'aide d'un marteau, la pointe 24 de la clavette perpendiculairement à l'axe pour éviter à celle-ci de remonter par la réaction des forces décrites. Ce blocage simple permet aussi un déblocage aussi simple en redressant la pointe 2 de la clavette, et de ce fait rend les assemblages facilement démontable, rendant ainsi possible la réutilisation d'une structure. Les trous cylindriques, réalisés à laide d'une chignolle à main, dans lesquels passent les axes des chevilles doivent coincider entre eux, être de me me diamètre et étre légèrement inférieur au diamètre des axes pour réaliser un ajustage légèrement serré. REVENDIC4TIONS. 1?système d'assemblage par lequel l'on assemble deux éléments, notamment de construction, en bois équarri, bastaings ou planche par exemple, en les mettant en contact par au moins une de leurs faces, les faces en contact sont caractérisées par le fait que l'won y pratioue une taille ou entaille en vé( fig 8), et en les rendant solidaire en faisant passer au moins un axe dans chacun d'eux sarallèlement à leurs faces de contact, le blocage des deux oléments entre eux est caractérisé par l'adaonction sur leur face latérale(fig 7) d'une planche qui empêche la rotation et le glissement d'un des élXments par rapport à l'autre, mais aussi la rotation d'un des axes par rapport à l'autre 2)Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les axes sont matérialisés par des chevilles à clavette triangulaire traversant les trous cylindriques pratiqués à cet effet dans chacun des éléments par une chignolle. 3) Système selon la revendication 1ç caractérisé par le fait que les axes sont rendus solidaire l'un de l'autre du fait qu' ils traversent au moins une planche accolée sur les faces latérales des deux éléments à assembler. 4) Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la planche ou paire de planches peut-être remplacée par des élé- ments de la structure comme représentés sur la figure 2 par les éléments 2 et 3, ou par des éléments de liaison métalliques 5) Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on pratique sur une des faces en contact des éléments à assembler une taille ou entaille en vé, à l'aide d'une scie à main, pour former les faces de contact dans lesquelles s'emboiteront les faces ajustes de l'extrémité de l'autre élément. 6! Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'axe traversant l'élément non entaillé est situé dans l'angle formé par l'entaille en vé. 7) Système selon les revendications 1,2,3,6, caractérisé par le fait oue l'axe est une cheville à clavette triangulaire, figure 8, qui permet d'assurer le blocage et le serrage des éléments à assemble entre eux avec un seul outil, le marteau.