Brevet FR2523181A1 — publié le 19830916

La présente invention concerne des éléments standardisés, un procédé d'assemblage de tels éléments et les constructions obtenues Dar assemblage de tels éléments. On sait que les normes de construction actuelles conduisent pour avoir des constructions suffisamment résistantes à utiliser des murs porteurs en béton armé dont l'épaisseur doit être d'au moins neuf centimètres. I1 en résulte un poids nrohibitif pour le transport de murs fabriqués en usine et la nécessité de disDoser d'engins de levage puissants sur le chantier. On a , par ailleurs proposé et réalisé des constructions dites à "murs-rideaux" dans lesquelles la fonction de résistance mécanique de la construction est confiée à une structure portante, généralement en acier, les murs,dont dans ce cas la seule fonction est d'assurer la fermeture de la construction et de protéger celle-ci des intempéries, étant en quelque sorte suspendus sur ladite structure. Ainsi, l'épaisseur des murs peut être très réduite car ils n'ont pas à soutenir d'efforts permanents autre que celui de leur propre poids. La présente invention se rapporte à une construction de ce deuxième type. Toutefois, le problème du transport des éléments préfabriqués se trouve compliqué puisqu'il faut alors transporter non seulement les murs ou Danneaux qui bien que beaucoup plus légers restent encombrants mais aussi les éléments de la structure portante ou ossature. La présente invention se propose d'apporter une solution à ce problème et de permettre la construction de bâtiments sans avoir à faire appel à une main d'oeuvre qualifiée et sans nécessiter d'engins de levage puissants. Selon la présente invention, la construction par assemblage d'éléments préfabriqués , comprenant une ossature et des murs rideaux est caractérisée en ce que l'ossature est assemblée par boulonna d'éléments encastrables, les murs étant fixés sur l'ossature également par boulonnage. L'assemblage par boulonnage, extrêmement classique, s'est avéré être le plus simple et le plus facilement contrôlable, les outils mis en oeuvre étant eux-mêmes très simples et courants. On est ainsi sûr que chaque point de fixation donnera la résistance escomptée ce qui n'est pas toujours le cas avec une soudure ou un rivet. Néanmoins,il est possible d'utiliser ces assemblages. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ossature est constituée d'éléments creux dont chacun résulte de l'assemblage de deux demi profilés dont la section est sensiblement en forme d'auge, ces deux demi profilés étant assemblés par boulonnage et de même section. Ainsi, il est possible de les gerber en vue du transport d'une part et, d'autre part, ils peuvent être fabriqués à l'aide d'un galet par profilage à froid, ce qui conduit à un prix de revient particulièrement avantageux. Les murs eux-memes sont avantageusement constitués par un assemblage composite d'une couche extérieure en ciment armé de fibres de verre du type connu sous la Marque "G.R.C." de la Société PILKINGTON BROTHERS, d'une couche intermédiaire de, béton allégé à l'intérieur duquel sont incluses des billes de polystyrène et d'une couche intérieure en plâtre. Ces panneaux sont fabriqués en usine comme celà sera décrit par la suite. D'autres caractéristiques et avantages de 1'invention apparattront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des figures qui représentent - La Fig.1, une vue de deux demi profilés; - La Fig.2, le gerbage des profilés au cours de leur transport; - La Fig.3, un élément d'ossature après assemblage constituant une poutre ou un pilier selon sa position; - La Fig.4, I'extrêmité supérieure d'un pilier; - La Fig.5,le montage d'une poutre sur un pilier central; - La Fig.6, en vue par dessus, un assemblage sur pilier de poutres de chaînage et d'une poutre porte-plancher; - La Fig.7 représente une partie de la construction après assemblage des murs et planchers;; - La Fig.8, une modalité d'assemblage des éléments d'ossature; - La Fiv.9 une modalité de vissage "noyé"; - is Fig.10 et 11, des moyens d'assemblage Sur la-Fig.l, on voit qu'un élément d'ossature se compose de deux demi profilés 1 et 2, Chaque demi profilé a une section en forme d'auge, c'est à dire qu'il comprend un fond 5, deux parois latérales inclinées 6 et deux lèvres 4 parallèles au fond 5. Comme celà apparatt sur la Fig.2, ces demi profilés sont gerbables, c'est-à-dire qu'ils peuvent être empilés de sorte que le volume de la pile soit inférieur à la somme des volumes de chacun des objets de la pile. cette caractéristique provient de l'inclinaison des parois 6. Comme il sera vu par la suite, les lèvres 4,constituent non seulement une surface de joint entre deux demi profilés, mais également une surface de portée. Sur la Fig.3, un élément 12 est constitué par l'assemblage, de préférence par boulonnage aux points 3 dont le pas est défini par des calculs de résistance des matériaux, de deux demi profilés 1 et 2. En fonction de sa position dans la construction, cet élément formera soit un pilier si il est vertical, soit une poutre ou tolus généralement un maillon de chassage. Toutefois, et selon une caractéristique de l'invention, les éléments de l'ossature sont encastrables, c'est à dire qu'ils peuvent être assemblés par simples portées des uns sur les autres. Celà conduit à une forme particulière et "spécialisée" des extrêmités des piliers à leut partie supérieure, forme qui est représentée sur la Fig.4. Cette figure représente en perspective l'extrêmité supérieure d'un poteau ou pilier qui peut recevoir comme représenté sur la Fig.6, deux élément de chaqnaqe 71,72 bout à bout le long de la façade et une poutre transversale 73 perpendiculaire à la façade.Cette extrémité norte une série d'échancrures désignée d'une manière générale par 7 et qui comprend, sur la face avant de la Fia, une découpe 8 qui supporte l'extremité de la poutre 73 et deux découpes latérales 9 et 10 supportant les bouts des éléments 71 ct 72. Comme celà apparait sur la Fig. 6, les extremités des éléments 71,72 et 73 sont elles-mêrnes découpées de façon à ce que l'ensemble de l'assemblage constitue un cube, la moitié inférieure des éléments horizontaux étant enveloppée par le piller. Les éléments tiennent sur le pilier par leur propre poids . On peut, à titre de sécurité assurer l'ensem- ble des éléments horizontaux l'un avec l'autre par un boulonnage réalisé aux points 3 (Fig. 6) en vue de rigidifier l'ensemble. Un cas plus simple est représenté sur la Fig.5 sur laquelle une poutre horizontale 73 est assemblée avec un pilier 12. Une échancrure 7 est formée à la partie supérieure du pilier 12 et la poutre repose sur le pilier par ses faces latérales inclinées 6, son fond 5 et ses lèvres 4. La découpe forme dom siège pour la poutre 73. On notera que dans le cas d'un pilier à embranchement, (Figs 4 et 6), les éléments horizontaux ne sont maintenus que par leurs fonds 5 et sur une partie seulement de leur hauteur pour dégager les coins 13 et 23. Les éléments d'ossature sont avantageusement réalisés par profilage à froid de tôle d'acier et les extrêmités sont découpées comme indiqué ci-dessus afin d'en permettre l'assemblage.L'épaisseur de la tole peut-etre de 2mm. environ, les plis constitués lors du profilage conférant à leur section une bonne rigidité. I1 est néanmoins possible d'augmenter cette rigidité en incorporant dans les piliers du béton coulé après assemblage. D'autre part, en vue de contrebalancer les couples de torsion pouvant s'appliquer sur les éléments horizontaux en introduisant, à l'intérieur de ceux-ci des raidisseurs, plaques d'acier dont la section est égale à la section intérieure des profilés. Enfin, l'une des critiques qui ont été faites aux structures Dortantes métalliques est leur mauvaise résistance au feu, ces structures s'affaissant dès qu'une certaine température est atteinte. Ce défaut peut autre pallié par projection sur-la structure métallique d'un matériau ignifuge (laine de roche + résine, par exemple). Après montage de l'ossature comme indiqué ci-dessus, l'habillage de la construction est réalisé. Cet habillage est réalisé, de préférence conformément au Brevet Français NO 81 21130 du 12 Novembre 1981 pour "Construction préfabriquée" qui prévoit d'établir un coconage c'est à dire une discontinuité thermique entre la paroi extérieure et la paroi intérieure pour assurer la meilleure isolation possible contre les variations de températures. La Fig.7 est une coupe verticale d'une construction réalisée selon la présente invention, au niveau d'un étage. On y distingue en section transversale une poutre 71 sur laquelle sont fixés deux panneaux de mur 11 et 14 superposés. Chacun des panneaux est composé d'une couche externe 15 de ciment ou de résine de préférence armé de fibres de verre, dont l'épaisseur est de l'ordre de lem par exemple et qui a pour but de résister aux attaques des agents atmosphériques, d'une cquche intermédiaire d'environ 18 cm. réalisée en béton cellulaire, du type comprenant des billes de polystyrène par exemple, et qui assure une bonne isolation bien que de poids volumique réduit; d'une couche interne de plate par exemple d'environ 2 cm qui se prête très bien à la décoration intérieure tout en constituant une résistance efficace au feu. A l'intérieur de chaque panneau est formée une dent 18 qui est susceptible de s'insérer dans une cavité 19 de même forme du panneau adjacent afin de permettre un guidage lors du montage des panneaux. Les panneaux 11 et 14 sont vissés ou boulonnés d'une part eri 21 et 22 sur la poutre 71, et, d'autre part entre eux en 24. Le joint entre les deux panneaux adjacents est de préférence recouvert par un cache profilé 25 qui protège les boulons et écrous contre la corrosion qui peut être agressive, notamment en milieu marin. Une dalle plancher 26 repose sur la poutre 71 et s'appuie sur le fond 5, sur les parois latérales 6 et sur les lèvres 4 de la moitié supérieure du demi profilé constituant la poutre. Cette dale 26 est elle-même formée de deux couches parallèles de béton armé à l'intérieur desquelles et entre lesquelles s'détend un système d'armatures, du béton cellulaire étant disposé entre les deux couche externes de béton.Bien entendu la configuration des bords de la dalle 26 est telle qu'ils viennent reposer sur la poutre par la plus grande surface possible de sorte qu'il affectent la forme de la moitié d'un demi profilé 1 (Fig.1). Comme représenté sur la Fig.8, et selon le même principe que pour les panneaux, les éléments de l'ossature 12 et 121 présentent des lèvres 4 découpées de sorte que d'un coté le niveau supérieur des lèvres soit inférieur en 42 à celui de l'extrêmité de l'élément alors que du côté opposé 43 le profil est inverse ce qui permet un autoassemblage des éléments les uns sur,ou à côté,des autres. Comme celà apparatt sur la Fig.7, les lèvtes 4 constituent une surface d'appui pour une dalle plancher 26. il en résulte qu'il est hautement souhaitable que les têtes des boulons ou des vis utilisées soient noyées de manière à ce que la surface d'appui soit plane. Ce résultat peut être obtenu en utilisant des moyens d'assemblage tels que ceux représentés sur la Fig. 9. Dans ce cas, la vis 27 est une vis à tête fraisée et l'écrou 28 est constitué par un corps pyramidal qui peut s'insérer dans un orifice 29. Le résultat obtenu après vissage est représenté en 30 sur la Fig.9.Bien entendu, on pourrait simplement fileter l'un des trous qui viennent en regard l'ùn de l'autre mais la la qualité de l'acier risque d'être insuffisante. La Fiv.10 représente un cache joint 25 protégeant l'ensemble boulon-écrou 24, en particulier contre l'humiditi, et formant cache-boulon. Les panneaux constituant les murs et cloisons sont manufacturés en usine. On commence par mouler la couche intermédiaire de béton allégé à l'intérieur de laquelle on incorpore, éventuellement, une menuiserie du type de celle qui est décrite dans le Brevet NO 81 24067 du 23 Décembre 1981, au nom du demandeur pour : " bloc fenêtre, puis, on étale sur la face interne une couche de plâtre et enfin, on projette une couche superficielle de ciment ou résine armée de l'autre côté. Les dalles-planchers sont réalisées de façon classique. En cas de difficultés de montage, notamment en ce qui concerne le vissage des boulons se trouvant à l'intérieur des profilés, il est possible de monter l'ossature d'un étage après que les panneaux de l'étage inférieur aient été fixés sur l'ossature intérieure. Il est bien entendu possible de remplacer, à l'intérieur des panneaux la couche 16 de béton cellulaire par une couche de mousse polyuréthane injectée dont l'épaisseur peut être de 10 cm, par exemple. Sur la Fig.10, le joint 25 est en néoprène ou en toute autre matière présentant des caractéristiques analogues. La Fig.l1 représente un autre mode d'assemblage dans lequel les bords 4a des ailes 4 sont repliées vers l'intérieur de l'élément. Le couvre-joint 3a, en acier, contribue dans ce cas à l'assemblage par son élasticité. Il est en effet placé à force sur les bords 4a de manière à venir s'enclipser sur ceux-ci et être maintenu ne position par les faces avant des bords 4a. Un simple coup de marteau suffit pour réaliser l'enclipsage. Il est également possible d'interposer entre les deux faces 4 une couche de colle, le maintien en position des pièces pendant le collage étant assuré par le clips 3a, celui-ci ne jouant pratiquement plus aucun rôle mécanique après polymérisation de la colle. En vue de contribuer à l'amélioration de la rigidité des poutres horizontales, il a été prévu plus haut, l'introduction d'éléments raidisseurs dont la section est égale à celle des poutres. Si cette disposition présente des difficultés trop importantes, il est également possible d'introduire, lors de l'assemblage des éléments de la poutre, une plaque parallèle à la direction longitudinale de la poutre qui est emprisonnée entre les bords 4 de celle-ci. Cette plaque qui peut, par exemple,être perforée afin de ne pas augmenter le poids d'une manière prohibitive,est schématisée en 4b sur la Fig.3, en traits pointillés. La présence de cette plaque s'oppose à un écrasement éventuel de la poutre sous le poids de la charge. Enfin, pour faciliter le montage de la construction, il est possible de prolonger l'une des ailes 4 d'une poutre soit en y fixant par boulonnage une rallonge, soit directement lors de la fabrication. Ce prolongement peut ainsi être directement solidarisé avec la partie extérieure du panneau adjacent. La présente invention permet donc- de réaliser une construction sans faire appel à une main d'oeuvre spécialisée, les éléments étant fabriqués en usine et transportés sans difficulté majeure. L'ossature est réalisée à partir de composantsgerbables et les panneaux, mêmes si ils sont encombrants sont peu lourds. Au demeurant, leur conception modulaire et assemblable permet de réduire leur surface en augmentant leur nombre ce qui se traduit, lors de la construction uniquement par des boulonnages ou assemblages supplémentaires. Les copstructions ainsi réalisées sont thermiquement isolées et l'épaisseur relativement importante des murs accrott le sentiment de sécurité des occupants. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 10 Construction par assemblage d'éléments standardisés du type comprenant une ossature sur laquelle sont fixés des murs rideaux, caractérisé en ce que l'ossature est assemblée par boulonnage d'éléments encastrables, les panneaux constituant les murs étant boulonnés et/ou vissés sur ladite ossature. 20 Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce quel'ossature précitée est constituée d'éléments (12) creux dont chacun résulte de l'assemblage de deux demi profilés (1,2) dont la section est identique et en forme d'auge (4,5 et6) les deux demi profilés (1,2) étant réunis par un boulonnage (3) effectué sur leurs lèvres (4). 30 Construction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrêmités des éléments verticaux présentent des découpes permettant l'appui des éléments horizontaux. 40 Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lèvres (4) font saillie (43) partir de l'une des extrêmités des éléments, l'autre extrémité desdits éléments présentant un dégagement (42) de même longueur. 50 Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce queles murs sont constitués par assemblage de panneaux (11,14) constitués par une couche mince (15) de ciment ou résine armé de fibres de verre, par une couche épaisse(16) de béton cellulaire et par une couche mince (17) de plâtre. 60 Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que sur au moins les parties des lèvres formant portées, les boulons sont remplacés par des vis à têtes fraisées, (27), les écrous étant formés par des blocs filetés pyramidaux (28) noyés dans des orifices(29) prévus dans les lèvres (4). 70 Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plans de joint et les boulons (24) sont protégés par un cache-joint (25) élastique. 80 Elément d'ossature métallique pour une construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est formé par un profilé en auge terminé par deux lèvres(4) dont l'une présente une extension. 90 Elément d'ossature métallique en forme d'auge dont les lèvres peuvent être assemblées, caractérisé en ce que lesdites lèvres 4 sont repliées sur elles-mêmes (4a) et assemblées par un clips élastique (3a) 100 Elément d'ossature selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une couche de colle est étendue entre deux lèvres 4 avant enclipsage.