Brevet FR2521617A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne une onde métallique autoporteuse pour couverture de bâtiment et son procédé de fabrication. On a déjà réalisé divers bâtiments industriels, tels que magasins de stockage de pièces, grandes surfaces, ateliers, etc..., à partir d'une charpente métallique supportant une couverture réalisée par un ensemble d'ondes métalliques autoporteuses adjacentes les unes aux autres. Dans une telle technique, chacune de ces ondes métalliques est constituée par un tronçon de tale qui est cambré transversalement de manière à présenter une section droite arquée, les deux bords longitudinaux de ce tronçon de tale étant pris dans des profilés et fixés aux extrémités de ceux-ci, après avoir subi de préférence une précontrainte dans le sens longitudinal. La présente invention concerne des améliorations apportées à une onde métallique autoporteuse de ce type dans le but d'accroltre principalement se rigidité et ses propriétés d'isolation thermique. A cet effet, cette onde métallique autoporteuse pour couverture de bâtiment, en tOle raidie latéralement par deux profilés longitudinaux et présentant une section droite arquée, est caractérisée en ce qu'elle comprend deux tronçons de tale cambrée transversalement, sensiblement parallèles l'un à l'autre et situés l'un au-dessus de l'autre, et en ce que les bords longitudinaux de ces deux tronçons de tôle sont fixés aux deux profilés latéraux. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, le volume délimité par les deux tronçons de tôle et les deux profilés latéraux est rempli d'une matière isolante, qui est avantageusement constituée par une mousse de matière plastique. De préférence, les deux tronçons de tale sont soumis à une précontrainte de tension longitudinale avant leur fixation aux extrémités des deux profilés. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une onde métallique autoporteuse pour couverture de bâtiment, en tôle raidie latéralement par deux profilés longitudinaux et présentant une section droite arquée; caractérisé en ce que successivement on dévide, à partir d'une bobine, une première bande de tôle, on la cambre transversalement pour lui donner une section droite arquée, on engage ses bords longitudinaux dans deux profilés longitudinaux parallèles, on dévide la bande de tBle sur toute la longueur des profilés longitudinaux, on exerce une traction sur le tronçon de tôle compris entre les deux profilés longitudinaux, on fixe le tronçon de tale ainsi prêcontrainte en tension aux extrémités des deux profilés, on coupe transversalement le tronçon de tôle précontrainte pour le séparer du reste de la bobine de tale, et on répète les 6es opérations avec une seconde bande de tale dévidée, tirée, mise en précontainte et fixée aux profilés, au-dessus de la première bande de tôle, pour obtenir finalement une onde métallique autoporteuse constituée de deûx tronçons de tOle précontainte superposés, distants l'un de l'autre et maintenus latéralement par les deux profilés longitudinaux. Londe métallique autoporteuse suivant l'invention offre l'avantage qu'elle peut être mise en oeuvre, du fait de sa très grande rigidité, sur une ossature légère et avec un personnel très réduit. Du fait de sa propre rigidité et de l'importanee des profilés longitudinaux qui en font partie, elle assure la stabilité transversale d'un bâtiment dans lequel elle est utilisée pour constituer la couverture. Du fsit de cette stabilité transversale, qui est assurée par les ondes métalliques autoporteuses elles-mêmes, il est possible de réaliser un gain important sur l'ossature métallique porteuse elle-mme. L'onde métallique autoporteuse suivant l'invention offre également l'avantage de permettre de réaliser une isolation de très bonne qualité grâce à l'injection d'un produit isolant dans son volume interne. Enfin, cette onde autoporteuse peut être fabriquée à cadence élevée et elle peut de ce fait avoir un prix de revient particulièrement bas. On décrira ci-après, à titre d'exemples non-limitatifs, divers formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin anexé sur lequel La figure 1 est une vue en plan schématique d'une installation permettant de fabriquer une onde métallique autoporteuse suivant l'invention, en cours de dévidage de la tôle supérieure La figure 2 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, faite par les postes de poinçonnage de la tôle ; La figure 3 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, faite suivant la ligne III-III de la figure 1 ; La figure 4 est une vue en coupe transversale partielle, b plus grande échelle, faite suivant la ligne IV-IV de la figure 1 La figure 5 est une vue en plan schématique de l'installation illustrant la phase de mise en tension de la tôle ;; La figure 6 est une vue en plan schématique de l'installation au cours du dévidage de la tôle supérieure La figure 7 est une vue en coupe transversale d'une onde métallique autoporteuse suivant l'invention, pourvue d'une isolation interne La figure 8 est une vue en coupe verticale et transversale d'une couverture de bâtiment réalisée à partir d'onde métallique autoporteuse suivant l'invention La figure 9 est une vue en coupe verticale partielle illustrant la mise en place d'un dôme dans la couverture. a figure 10 est est vue en coupe transversale d'une variante d'exécution d'un profilé longitudinal Sur la figure 1 est représenté schématiquement, en 30 plan, l'ensemble du banc sur lequel est mis en oeuvre le procédé suivant 1' invention, Les ondes métalliques autoporteuses destinées à constituer une couverture d'un bâtiment sont réalisées à partir d'une bande de tôle 1 dévidée à plat à partir d'une bobine 2 montée sur un dérouleur. Ce dérouleur est unique lorsque la même tôle 1 est utilisée pour constituer les deux tronçons de tôle supérieur et inférieur, comme on le verra plus loin, ou bien l'installation peut comporter un second dérouleur, ces deux dérouleurs étant mobiles et pouvant être utilisés alternativement pour dévider la tôle inférieure en premier, puis la tôle supérieure. La bande de tôle est tirée horizontalement sur un banc 3 au moyen d'une pince 4 tenant fermement le bord antérieur la de la tôle 1 et qui est entraînée longitudinalement par une channe 5 déplacée par un moteur 6 disposé au bout du banc 3. Deux postes de poinçonnage 7 sont prévus pour former, dans les deux bords longitudinaux du tronçon de tôle inférieur 1, des bossages 8 répartis le long des bords de cette tôle, à intervalles réguliers. Ces bossages 8 peuvent présenter, par exemple, une section droite en forme de triangle rectangle, comme il est représenté sur la figure 2. L'hypothénuse 8a de ce triangle rectangle se raccorde au bord longitudinal lb de la tôle 1 et elle est inclinée vers le bas et vers l'intérieur, tandis que le petit côté 8b du triangle rectangle s'étend verticalement à partir de l'hypothénuse 8e, pour se raccorder au plan de la tôle 1. Chacun des bossages B présente ainsi une forme en dents de scie et ces bossages sont disposés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal et vertical z-z' de la tôle 1. Après la formation des bossages 8, la tôle 1 est cambrée progressivement de manière à présenter une forme en arc de cercle, comme il apparat sur la figire 3. a tôle 25 ainsi cambrée est engagée entre deux profilés longitudinaux 9 disposés symétriquement par rapport au plan médian vertical et longitudinal z-z'. Chacun de ces deux profilés 9 qui sont portés par le banc 3, présente une section droite sensiblement en forme de C dissymétrique et il comporte plus particulièrement une âme verticale 9a de laquelle partent, en direction du plan z-z', d'une part une aile horizontale inférieure 9b, de petite largeur, et, d'autre part, une aile supérieure 9c de plus grande largeur que l'aile inférieure 9b et inclinée légèrement de bas en haut en direction du plan 35 z-z'.L'aile horizontale inférieure 9b se termine par une aile extrême 9d, de petite hauteur, laquelle est repliée légèrement en direction de l'âme 9a. Quant à l'aile supérieure 9c, elle se termine par une aile extrême 9e, de faible hauteur, et qui est inclinée légèrement de haut en bas en direction du plan z-z'. te tronçon de tôle inférieur est ainsi retenu et accroché, le long de ses bords longitudinaux, par les bossages 8 en forme de dents qui viennent se verrouiller sur le bord supérieur de l'aile extrême inférieure 9d, comme on le voit plus particulièrement sur la figure 3. Ces bossages 8 coulissent le long de ce bord, tandis que la tôle 1 est tirée avec sa forme arquée. Les deux profilés 9 sont maintenus parallèles l'un à l'autre par des entretoises transversales ou cerces 11 qui sont constitués par des arcs de cercles rigides situés dans dE plans verticaux et transversaux distants les uns des autres. Ces cerces Il sont fixés, à leurs deux extrémités, aux deux profilés 9 et ils servent d'appui, par leurs faces inférieures et supérieures, aux tronçons de tôle constituant l'onde métallique autoporteuse, comme on le verra plus loin. Chacun des cerces 11 a avantageusement une section droite en forme de I. lorsque le tronçon de tôle déroulé a atteint une longueur suffisante pour constituer une onde autoporteuse, c'est-à-dire lorsque son bord antérieur la a atteint les extremités des profilés 9 opposées à la bobine 2, on arrête le déroulage de la tôle, on bloque le dérouleur portant la bobine 2 puis on exerce sur le bord antérieur la une traction, au moyen d'un vérin 12 par exemple, de manière à créer dans la tôle inférieure 1 une tension limitée. Ensuite, on fixe le tronçon de tôle inférieure 1 ainsi tendu aux deux profilés 9, aux extrémités de ceux-ci, au moyen d'organes de fixation appropriés 13, qui peuvent être constitués par exemple par des vis autoperceuses et autotaraudeuses engagées à la fois dans les parties marginales et longitudinales du tronçon de tôle inférieur I et dans les ailes extrêmes inférieures 9d des profilés 9. Une fois le tronçon de tôle inférieur 1 fixé au quatre extrémités des deux profilés 9, au moyen des vis 13, on coupe transversalement le tronçon de tôle à proximité immédiate des extrémités des profilés 9 proches de la bobine 2, suivant une ligne de coupe 14 indiquée en trait mixte sur le figure 5. On enlève également le vérin de traction 12 et on obtient ainsi un tronçon de tôle 1 précontrainte maintenue cambrée entre les deux profilés latéraux 9. Une fois le tronçon de tôle inférieur découpé, cabré et précontraint, on procède de même pour un second tronçon de tôle supérieur 15 qui est dévidé soit à partir de la Ee bobine de tôle 2, soit à partir d'une autre bobine de tale présentant des caractérisiques mécaniques différentes Le dévidage du tronçon de tôle supérieur 15 (figure 6) peut avoir lieu sur le même banc 3 ou sur un banc jumelé disposé à côté du premier.Ce tronçon de tôle supérieur 15 n'est toutefois pas poinçonné le long de ses bords et il est simplement cambré avant son engagement entre les deux profilés 9, au-dessus du tronçon de tôle inférieur 1. ta tôie supérieure 15 est tirée au moyen de la pince 4, de la channe 5 et du moteur 6 et elle est préalablement cambrée, avant d'8tre engagée entre les profilés 9, pour lui donner une forme transversale arquée, à concavité tournée vers le haut, comme il est illustré sur la figure 7. La tôle supérieure 15 ainsi cambrée passe sur les surfaces supérieures des cerces 11 et ses parties marginales longitudinales glissent sur les ailes extrêmes supérieures 9e des profilés 9.Lorsque la longueur totale des profilés 9 est atteinte, on arrête le déroulement, on bloque le dérouleur, on exerce une traction au moyen du vérin 12, comme dans le cas de la tôle inférieure, et on fixe en position le tronçon de tôle superieur 15 mis ainsi en précontrainte. Cette fixation est réalisée au moyen d'organes tels que des vis autotaraudeuses traversant les parties marginales longitudinales du tronçon de tôle 15 ainsi que les ailes extrêmes supérieures 9e des profilés 9. On procède ensuite à une coupe transversale pour séparer le tronçon de tale 15 du reste de la bobine 2. On obtient alors une onde autoporteuse métallique constituée par les deux profilés longitudinaux 9 entretoisés par les cerces Il et entre lesquels s'étendent les deux tronçons de tôle arqués et superposés 1 et 15. Cette onde autoporteuse présente une très grande rigidité et elle offre l'avantage de permettre de réaliser également une très bonne isolation thermique. A cet effet, on peut injecter, dans le volume interne délimité entre les deux tronçons de tôle superposés I et 15 et les profilés longitudinaux 9 une mousse de matière plastique 16. Cette injection de mousse peut être effectuée, d'un côté, à travers des trous 17 prévus dans l'un des profilés 9 et plus particulièrement dans son âme supérieure 9c, l'air se trouvant à l'intérieur étant évacué par des trous similaires 17 prévus dans l'autre profilé 9.La mousse ainsi injectée remplit complètement l'intervalle entre les deux tronçons de tôle 1 et 15. L'onde métallique autoporteuse suivant l'invention peut être utilisée pour réaliser une couverture de bâtiment telle qu'illustré sur la figure 8. Chaque onde métallique autoporteuse 18 constituée des deux tronçons de tôle superposés 1, 15, des deux profilés longitudinaux 9 et de l'isolation 16, repose sur une ossature légère qui comprend des poteaux 19 et des poutres porteuses horizontales 21. Les profilés 9 reposent sur les poteaux 19 ainsi que sur des baionnettes verticales 22 soudées à leur base aux poutres 21. Des coiffes de couronnement ou couvertines de liaison 23, réalisées en tôle pliée, recouvrent chaque paire de profilés 9 adjacents. Les couvertines 22 sont avantageusement clipsées sur les profilés 9. La figure 9 illustre la mise en place d'un dôme 24 reposant sur deux profilés 9 distants l'un de l'autre et servant soit à l'éclairage, soit à une protection contre l'incendie. Le dôme 23 s'intègre parfaitement, du point de vue esthétique, aux caractéristiques des ossatures métallique autoporteuses suivant l'invention. La figure 10 illustre une variante d'exécution d'un profilé longitudinal 25 sur lequel sont fixés les tronçons de tôle inférieur I et supérieur 2. Ce profilé est destiné à être utilisé aux endroits où sont mis en place les dômes 24. Ce profilé 25 comporte une aile horizontale inférieure 25b, une aile extrême inférieure 25d, une aile supérieure 25c et une aile extrême supérieure 25e qui sont respectiveéent semblables aux ailes 9b, 9d, 9c et 9e.Par contre, l'me verticale du profilé 25 est réalisée en trois parties avec un décrochement intermédiaire à savoir une partie inférieure verticale 25f, raccordée à l'aile horizontale inférieure 25b, une partie formant décrochement intermédiaire 259 partant du bord supérieur de la partie inférieure 25f et légèrement inclinée vers le bas en direction du cerce 11, et une partie supérieure verticale 25h raccordée à l'aile supérieure 25c. Le décrochement intermédiaire 259 sert d'appui à une tôle en polyester inférieure 26 du dôme 24, tandis que la t81e en polyester supérieure 27 du dôme est en appui sur l'aile supérieure 25c. Une chape verticale 28 est fixée à la partie supérieure 25h de l'te du profilé 25 et cette chape sert à la fixation de l'entretoise intermédiaire 29. REVENDICATIONS 1.- Onde métallique autoporteuse pour couverture de bâtiment, en tôle raidie latéralement par deux profilés longitudinaux (9) et présentant une section droite arquée, caractérisée en ce qu'elle comprend deux tronçons (1,15) de tôle cambrée transversalement, sensiblement parallèles l'un à l'autre et situés l'un au-dessus de l'autre, et en ce que les bords longitudinaux de ces deux tronçons de tôle (1,15) sont fixés aux deux profilés latéraux (9). 2.- Onde métallique autoporteuse suivant la revendication I, caractérisée en ce que chaque profilé longitudinal (9) présente une aile inférieure sensiblement horizontale (9b) prolongée par une aile extrême inférieure (9d) repliée en direction de l'ôme verticale (9a) du profilé et le tronçon de tôle inférieur (11) présente, le long de ses bords longitudinaux, des bossages espacés (8) venant s'accrocher sur le bord supérieur de l'aile extrême inférieure (9d) du profilé. 3.- Onde métallique autoporteuse suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque profilé (9) comporte une aile supérieure (9c) terminée par une aile extrême (9e) inclinée de haut en bas en direction du plan de symétrie longitudinal (z-z') de l'onde métallique autoporteuse, la partie longitudinale marginale du tronçon de tôle supérieur (15) étant fixée sur cette aile extrême supérieure (9e). 4.- Onde métallique autoporteuse suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'âme verticale (25f),(25g),(25h) comprend deux parties inférieure (25f) et supérieure (25h) décalées transversalement l'une par rapport à l'autre et reliées entre elles par un décrochement (259) incliné de haut en bas vers le plan de symétrie longitudinal de l'onde métallique autoporteuse. 5.- Onde métallique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le volume délimité par les deux tronçons de tôle (1,15) et les deux profifés,latéraux (9,25) ést rempli d'une matière isolante. 6.- Onde métallique autoporteuse suivant la revendication 5, caractérisée en ce que chaque profilé longitudinal (9) est percé, dans son aile supérieure (9c), d'un trou (17) servant à l'injection d'une matière plastique moussante ou à l'évacuation d'air. 7.- Procédé de fabrication d'une onde métallique autoporteuse pour couverture de bâtiment, en tôle raidie latéralement par deux profilés longitudinaux (9) et présentant une section droite arquée, caractérisé en ce que successivement on dévide une première bande de tôle (1), on la cambre transversalement pour lui donner une section droite arquée, on engage ses bords longitudinaux dans deux profilés longitudinaux parallèles (9), on dévide la bande de tôle sur toute la longueur des profilés longitudinaux (9), on exerce une traction sur le tronçon de tôle compris entre les deux profilés longitudinaux (9), on fixe le tronçon de tôle ainsi précontrainte aux extrémités des deux profilés (9), on coupe transversalement (14) le tronçon de tôle précontrainte (1) pour le séparer du reste de la bobine de tôle, et on répète les inemes opérations avc une seconde bande de tôle (15) tirée et mise en place entre les profilés (9), au-dessus de la première bande de tôle (1), pour obtenir finalement une onde métallique autoporteuse constituée de deux tronçons (1,15) de tôle précontrainte superposés, distants l'un de l'autre et maintenus latéralement par les deux profilés longitudinaux (9). 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'avant d'engager les bords longitudinaux de la première bande de tôle (1) dans les deux profiés longitudinaux parallèles (9), on forme, dans ses bords, par poinçonnage, des bossages (8) espacés les uns des autres et servant à l'ancrage du tronçon de tôle inférieur (1) sur les profilés (9). 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'on fixe chaque tronçon de tôle (1,15) sur les profilés (9), après mise en précontrainte, au moyen de vis autotaraudeuses (13).