Brevet FR2523175A1 — publié le 19830916

L'invention concerne un mode de construction de logements individuels ou collectifs, particulièrement un procédé d'assemblage d'ossature en bois composée d'éléments tels que lambourdes, solives et poteaux pour maisons contemporaines a colombage. Afin de satisfaire aux normes d'isolation imposées par le coût de l'énergie, il est nécessaire de revenir a une technique datant du début de la Renaissance en utilisant le bois comme élément de structure des habitations. En effet, grâce de nouveaux matériaux de construction, il est devenu possible de s'affranchir presque totalement des ouvrages nécessitant des liants hydrauliques, pour arriver à un système de construction intégralement réalisé à sec. Les bois d'ossature sont maintenant livrés par les scieries industrielles dans des sections exactement calculées en fonction de normes de résistance standardisées, alors que dans les siècles précédents ils étaient surdimensionnés. Une autre évolution a porté sur le mode d'assemblage - les clous ont remplacé les assemblages chevillés - et sur la façon de réaliser la rigidité de la structure porteuse, c'est-a-dire le contreventement. Les pièces de bois chevillées - écharpes, guettes, etc. - qui assuraient le contreventement des maisons d'autrefois, ont été remplacées par des panneaux dérivés du bois, d'une épaisseur appropriée, cloués sur la structure. De ce fait, la rigidité de la carcasse est aussi bonne que dans les maisons du passé. Une autre amélioration a porté sur les matériaux de remplissage et de revêtement qui n'existaient pas au début du siècle. Maintenant, pour le remplissage on utilise essentiellement des isolants fibreux - laine de verre ou de roche - qui peuvent s'imbriquer dans les différentes pièces du colombage ou du solivage et donner aux parois des caractéristiques thermiques exceptionnelles. En revêtement intérieur, l'utilisation de plaques de parement en plâtre permet des finitions sans discontinuité. Les revêtements extérieurs de ces maisons - murs et toitures - sont adaptés au "style du pays". Les ossatures bois sont généralemeqt organisées selon trois plans - un plan est horizontal, celui des planchers et plafonds; - un plan est vertical, celui des parois; - les autres plans au niveau du toit, étant le plus souvent obliques. Les ossatures sont soumises à deux catégories de sollicitations - les charges verticales, en partie permanentes, qui sont les charges de gravité, - les charges obliques constituées essentiellement par les efforts du vent, accessoirement et temporairement par des sollicitations inertielles. Les charges verticales étant normalement les plus importantes tant par leur intensité que par leur permanence, c'est en fonction de leur évaluation qu'est organisée l'ossature primaire de la maison. Cette ossature primaire est constituée, d'une part, de pièces horizontales ou obliques - lambourdes, solives, poutres, linteaux, entraits, arbalétriers, pannes, che vêtres, sablières, etc.- et d'autre part, de pièces verticales de descente des charges - les poteaux - fonctionnant en compression. Les charges obliques auraient pour effet, si l'on n'y prenait garde, une déformation en parallélogramme des parois, selon une ou plusieurs directions. Le maintien' d'une résistance et d'une rigidité satisfaisantes sous l'effet des charges obliques est dévolu à la fonction de contreventement, fonction qui fait appel à une structure secondaire et à des liaisons complémentaires. En bref, le contreventement doit être assuré selon chacun des trois plans principaux de l'ouvrage. I1 est également indispensable de vérifier que, pendant la période d'édification, l'ouvrage sera, à tous moments, -a l'abri de déformations anormales qui risqueraient d'être "figées" par la mise en place de contreventements définitifs tels que les panneaux de bois reconstitué ou de contreplaqué. En outre, le contreventement de l'ossature au cours de la construction et le maintien de son efficacité pendant toute la durée de l'habitation pose un problème de coût car les panneaux dérivés du bois sont onéreux. L'invention a pour objectif d'apporter un procédé d'assemblage de l'ossature bois qui supprime l'emploi des clous, ferrures etc., d'une part, qui assure la fonction de contreventement d'autre part. A cette fin, ce procédé d'assemblage est caractérisé par le fait qu'on prépare sur chaque face des éléments constituant l'ossature au moins une rainure rectiligne longitudinale, de section rectangulaire, taillée dans l'épaisseur du bois, qu'on prépare des goussets d'assemblage d'épaisseur sensiblement égale à la largeur de la rainure, qu'on place ces goussets dont au moins deux chants ont été préalablement enduits de colle dans les rainures desdits éléments, a l'angle de leur jonction, de façon que chaque gousset s'insère dans l'angle formé par les assemblages de ces éléments, chaque portion de rainure contenant un côté du gousset, lesdits côtés formant entre eux un angle correspondant à l'angle formé par les éléments aboutés. Les principaux avantages apportés par le procédé résident dans le fait que les goussets collés dans les rainures confèrent une grande rigidité à l'ossature en bois et autorisent la suppression des panneaux de contreventement qui deviennent inutiles, suppression qui apporte une importante économie. Les éléments composant l'ossature sont rainurés la scierie avec des machines qui peuvent réaliser, en un seul passage, sur des bois aux dimensions normalisées, autant de rainures qu'il est nécessaire sur chacune des faces desdits bois. Quant aux goussets, ils sont découpés dans des feuilles de contreplaqué à plis croisés sans aucune perte.L'assemblage de 11 ossature devient facile, par simple aboutage des bois coupés a bonne longueur et mise en place des goussets collés dans les angles au fond des rainures. I1 peut être réalisé soit en usine, soit sur place, sans clous qui font éclater le bois et qui sont difficiles a enfoncer dans certaines positions, ni ferrures qui rouillent. D'autres autre avantages ressortiront de la description ci-après et du dessin dans lequel -- la figure 1 est une vue de profil d'un assemblage en T de deux éléments d'ossature, - la figure 2 est une vue de face de la figure 1, - la figure 3 est une vue des goussets avant découpage, - la figure 4 est une coupe éclatée d'un élément d'ossature, - la figure 5 est une vue de trois quart d'éléments assemblés en colombage, - la figure 6 est une vue a plat d'un assemblage avec l'emplacement d'une ouverture, - la figure 7 est un schéma d'assemblage en T par tenon et mortaise. Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la réalisation d'un assemblage d'éléments d'ossature est décrite ainsi qu'il suit. Les figures 1 et 2 représentent un assemblage en T de deux éléments 1,3 d'ossature au moyen d'un gousset 2. Chaque élément 1,3 comporte au moins une rainure 4 rectiligne tracée å une distance (d) égale d'une de ses arêtes 10,30. La section des rainures 4 est rectangulaire de façon que la surface du fond 40 soit plane et équivalente a la surface du chant 20 du gousset 2. La largeur (1L de chaque rainure 4 est légèrement supérieure à l'épaisseur jq des goussets 2. La profondeur (p) des rainures 4 est proportionnelle à l'épaisseur des éléments de l'ossature. Par exemple, dans le cas de lambourdes ayant une épaisseur standard de 27 mm la profondeur p des rainures 4 sera de 8 mm environ. Les goussets 2, représentés sur la figure 3 avant leur découpage dans une bande 5 de contreplaqué à plis croisés, forment, dans le cas décrit, un triangle rectangle isocèle. Les cotés 21,22 de l'angle droit ont une longueur de 10 mm correspondant a la largeur de la bande 5 dont l'épaisseur (e) est de l'ordre de 6 mm. Les chants 20 et les côtés 21,22 sont enduits de colle avant la mise en place des goussets 2 dans les rainures 4 au point (A) d'aboutage des éléments 1,3 de l'ossature. La surface de contact entre chaque gousset 2 et la portion des rainures occupée par les chants 20 et les côtés 21,22 de chaque gousset 2 est calculée comme suit - surface d'un chant 20 dans le fond 40 de la rainure 4 2 6 mm x 100 mm = 600 mm soit pour deux chants 20 d'un gousset : 1200 mm - surface d'un côté 21, 22 de chaque gousset 2 en contact avec les flancs 41,42 de la rainure 4 8 mmxlOO mm = 800 mm2 soit pour quatre côtés 21,22 par gousset une surface de contact de 3.200 mm2. La surface encollée de chaque gousset en contact avec les rainures 4 des éléments 1 et 3 sera, dans chaque 2 angle de l'aboutage A de 4.400 mm Un assemblage par tenon et mortaise tel qu'il est représenté sur la figure 7 donnerait une surface de contact encollée entre lambourdes bien inférieure. En effet, si l'on prend des éléments d'ossature de dimensions identiques - épaisseur 27 mm largeur 60 mm - assemblés en T, il ne sera pas possible de faire plusieurs tenons et mortaises sauf à diminuer la résistance de ces éléments aux charges verticales et obliques. Le tenon T aura une longueur de 27 mm une épaisseur de 10 mm et une largeur de 27 mm auxquelles correspondront les dimensions de la mortaise M (27x10)2+(27x27)2 = 1998 mm . I1 faut ajouter à cette surface de contact entre le tenon T et la mortaise M la surface entourant le tenon, encore que cette surface n'offre qu'une faible résistance mécanique aux charges verticales et obliques (25x27) x 2 = 1350 mm2 La totalité des surfaces en contact dans le cas de cet asseblage classique sera de 3.348 L'assemblage par.tenon cotte cher, est difficile à réaliser sur le chantier et sa résistance aux contraintes subies par l'ossature est médiocre avec des bois de faibles dimensions. Il sera donc, dans ce cas, impérativement nécessaire, sinon suffisant, de mettre en place des panneaux bois reconstitué ou de contreplaqué afin qu'ils remplissent la fonction de contreventement. L'épaisseur des parois détermine, dans la majorité des cas, le coefficient d'isolation thermique du logement considéré. L'utilisation de plaques de laine, de verre ou de roche aux dimensions normalisées, en une ou plusieurs couches, pour le remplissage du colombage, conduiront le plus souvent le maître d'oeuvre à mettre en place deux ou trois goussets a chaque angle du colombage ainsi que le représente la figure 5. Par ce procédé la surface de contact encollée entre les goussets et les éléments de l'ossature sera multipliée par huit ou par douze a chaque angle renforçant ainsi la solidité de l'ossature et rendant inutile la mise en place d'un contreventement supplémentaire. Ce procédé permet, en outre, d'utiliser des éléments d'ossature constitués par de simples planches de 27 mm d'épaisseur dAment rainurées en usine, sur leur largeur qui peut sans inconvénient atteindre 300 mm ou plus. La figure 6 représente une ossature assemblée selon le procédé de l'invention. Une ouverture F pour porte ou entre ne diminue en aucune façon la rigidité de l'ossature grâce à la multiplication facile des goussets 2. Ce procédé autorise. l'emploi de "bois court" moins onéreux que les "bois longs" et même des bois légèrement voilés par un séchage effectué dans des conditions defec- tueuses. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'ossature en bois composée d'éléments tels que lambourdes, solives, poteaux, etc, pour maisons contemporaines a colombage, caractérisé par le fait qu'on prépare sur chaque face de ces éléments au moins une rainure rectiligne, longitudinale, de section rectangulaire, taillée dans l'épaisseur du bois, qu'on prépare des goussets d'assemblage d'épaisseur correspondant a la largeur de la rainure, quton place ces goussets dont au moins deux chants ont été préalablement enduits de colle, dans les rainures desdits éléments, à l'angle de leur jonction, de façon que chaque gousset s'insère dans l'angle formé par les assemblages des éléments de l'ossature, chaque portion de rainure contenant un côté du gousset, lesdits côtés formant entre eux un angle correspondant l'angle formé par lesdits éléments. 2. Gousset servant à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est découpé dans une feuille de contreplaqué a plis croisés. 3. Eléments d'ossature servant a la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils comportent sur chacune de leurs faces au moins deux rainures parallèles situées à proximité de chaque bordure, de profondeur et de largeur égales, la largeur des rainures correspondant a l'épaisseur des goussets. 4. Eléments d'ossature selon la revendication 3, caractérisés par le fait que les dimensions de la section intérieure rectangulaire des rainures sont calculées de façon que la surface intérieure de contact avec les côtés des goussets soit supérieure à la surface de contact d'un assemblage desdits éléments par des moyens tels que tenon et mortaise, queue d'aronde, enfourchement simple, mibois.