Brevet FR2531988A1 — publié le 19840224

La présente invention concerne un ensemble d' éléments modulaires pour la construction de parois à l'aide de coffrages isolants. On connaît déjà des éléments modulaires isolants présentant deux parois latérales entretoisées qui définissent entre elles un espace apte à recevoir un matériau de remplissage, tel que du béton. Ces éléments modulaires creux, réalisés en une matière isolante, telle que du polystyrène expansé, sont assemblés entre eux à la manière d'un mur en briques pour construire un coffrage creux apte à recevoir le matériau de remplissage. Lorsque le matériau de remplissage est durci, le coffrage formé par les éléments modulaires n'est pas retiré, mais reste en place en formant deux parois isolantes de part et d'autre du mur proprement dit constitué par le matériau de remplissage durci. On obtient ainsi un mur doublé sur chacune de ses faces d'une paroi isolante et, par conséquent, un mur aux qualités d'isolation thermique améliorées. Les éléments modulaires de coffrage isolant proposés jusqu'à présent sont en général constitués d'éléments d'un seul type qui doivent être découpés aux dimensions voulues. I1 en résulte que ce tels éléments ne peuvent être correctement mis en place et alignés qu'en utilisant des cordeaux ou des règles d'alignement. En fait, le principal inconvénient de ces éléments modulaires connus est qu'ils ont tendance à créer des ponts thermiques du fait qu'ils ne s'emboitent qu'imparfaitement. La création de ponts thermiques est également augmentée par le fait que ces éléments modulaires connus ont des entretoises d'extrémité qui peuvent venir en contact avec une entretoise ou une paroi verticale d'un autre élément modulaire. La présente invention vise à éviter ces inconvénients en proposant un ensemble d'éléments modulaires com prenant des éléments spécifiques de types différents qui s'emboîtent parfaitement entre eux en permettant des alignements et des raccordements précis et qui, en outre, empêchent l'apparition de ponts thermiques. L'ensemble d'éléments modulaires de l'invention comprend des éléments spécifiques, de même largeur et de même hauteur, d'au moins quatre types différents, à savoir un module de base, un demi-module de base, un module d'angle et de liaison en T, et un module d'extrémité. Les deux premiers modules précités présentent des emboîtures verticales d'extrémité, tandis que les deux derniers modules présentent des emboîtures verticales d'extrémité et des em emboîtures verticales de liaison angulaire, lesdites embot- tures verticales étant constituées par des ouvertures mâles à languette et femelles à rainure. Les emboîtures ont avantageusement une largeur égale au moins à 40 % de l'épaisseur de paroi latérale du module et une profondeur égale au moins à 25 % de ladite épaisseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le module de base et le demi-module de base comportent à chaque extrémité une emboîture mâle et une emboîture femelle disposées de telle sorte que chacune des deux parois la térales du module est pourvue d'une emboîture mâle à une extrémité et d'une emboîture femelle à l'autre extrémité. Ces emboîtures permettent de réaliser un alignement immédiat des modules entre eux sans faire appel à des tracés ou à des cordeaux. Le module d'angle et de liaison én T ainsi que le module d'extrémité comportentchacun, à une extrémité une emboîture mâle et une emboîture femelle et, à l'autre extrémité, une paroi d'extrémité perpendiculaire aux deux parois latérales et munie d'une emboîture femelle. Les deux modules précités comportent chacun en outre deux autres emboîtures femelles ménagées dans les faces extérieures respectives des deux parois latérales. Ces deux modu les permettent ainsi non seulement une liaison-en alignement avec un autre module, mais aussi une liaison à angle droit avec encore un autre module Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les modules comportent des entretoises disposées à distance des extrémités de module, évitant ainsi tout risque de création de ponts thermiques. Outre les quatre modules précités, l'ensemble de l'invention peut comporter un module de reprise de plancher présentant une base horizontale destinée à être mise en place sur l'un ou l'autre des quatre modules précités et une face verticale apte à venir dans le prolongement de l'une des parois latérales du module précité. Ensemble peut comprendre en outre des précadres de coffrage pour réaliser des ouvertures. Autres caractéristiques et avantages de lUin vention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre illustratif de l'invention, et sur lesquels: les figures 1A, 1Be 1C et ID représentent en perspective les quatre types de modules de linvention, à savoir le module de base le demi-module de baseD le module d'angle et de liaison en T et le module d'extrémité; les figures 2;3R4 et 5 sont des vues de dessus des modules représentés respectivement aux figures 1Ae 1BD 1C et 1D;; la figure 6 est une vue en perspective dCune construction réalisée à partir des quatre types de modules représentés aux figures précédentes; la figure 7 est une vue partielle de la figure 4 montrant lentretoise du module correspondant; la figure 8 est une vue en coupe prise suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 représente un élément de reprise de plancher selon l'invention; les figures 10, 11 et 12 représentent des précadres de coffrage utilisable avec les modules de l'invention; et la figure 13 est une courbe représentant les variations du coefficient X de paroi d'un module conforme à l'invention en fonction de l'épaisseur des deux parois la latérales. L'ensemble d'éléments modulaires de l'invention comprend quatre modules de types différents: un module de base 1 (Fig. 1A et 2), un demi-module de base 2 (Fig. 1B et 3), un module d'angle et de liaison en T 3 (Fig. 1C et 4) et un module d'extrémité 4 (Fig. 1D et 5). Tous ces modules ont une forme généralement parallélépipédique et ont la même largeur (profondeur) et la même hauteur. Les modules 1 et 3 ont la même longueur, tandis que les modules 2 et 4 ont une longueur moitié de celle des modules 1 et 3. Le module 1 comprend deux parois latérales 5 et 6 maintenues espacées entre elles par deuxentretoises 7 et 8 disposées à distance des deux extrémités du module 1. Le module 1 comporS àune-extrémité une emboîture verticale mâle 9 et une emboîture verticale femelle 10 et à l' autre extrémité une emboîture verticale mâle 11 et une embouture verticale femelle 12, en sorte que chacune des parois 5 et 6 est pourvue d'une emboîture mâle à une extrémité et d'une emboîture femelle à l'extrémité opposée. En dehors de ces emboîtures verticales, le module 1 comprend sur la face supérieure des parois 5 et 6 des emboîtures horizontales mâles 13 et 14 et, sur la face inférieure des parois 5 et 6, des emboîtures horizontales femelles 15 et 16. Ces emboîtures horizontales sont-des emboîtures à languette et rainure en forme de croix permettant une mise en place précise des modules les-uns au-dessus des autres. Le module 2 reprend les caractéristiques générales du module 1, si ce n'est que ses deux parois latérales 5 et 6ne sont rattachées que par une seule entretoise 7. Le module 3 comprend à une extrémité des embot- tures mâleset femelles 10 et 9 analogues à celles des modules 1 et 2 et à son autre extrémité une paroi d'extrémité perpendiculaire aux deux parois latérales 5 et 6. Le module 3 ne comporte qu'une seule entretoise 7 disposée à distance de l'extrémité du module, l'autre extrémité étant fermée par la paroi 17. Le module 3 comporte des emboîtures horizontales analogues à celles du module 1. Le module 3 comporte en outre trois autres emboitures femelles verticales 18, 19 et 20. L'emboîture femelle 18 est prévue sur la paroi 17 et dans l'angle de la paroi 6, tandis que les emboitures 19 et 20 sont ménagées dans les faces extérieures respectives des parois latérales 5 et 6. Le module 4 reprend les caractéristiques générales du module, si ce n'est qu'il ne comprend qu'une demi entretoise 7 disposée écartée de l'extrémité du module. Les modules des quatre types précédents peuvent être assemblés ensemble pour former un coffrage tel que celui représenté sur la figure 6 où les différents modules sont identifiés par les références 1, 2, 3 et 4 correspondant aux quatre types en question. On remarquera que les modules 1 et 2 permettent des assemblages en ligne et les modules 3 et 4 des assemblages en ligne et en angle. Le coffrage ainsi constitué est destiné à recevoir un matériau de remplissage, tel que par exemple du béton traditionnel ou du béton léger, qui viendra remplir l'espace vide ménagé entre les deux parois latérales'de chaque module. La structure particulière des emboîtures verticales mâles et femelles permettant des liaisons en ligne ou des liaisons en angle évite toute apparition de pont thermique susceptible de nuire aux qualités d'isolation thermique de l'ensemble. On-obtient des résultats particulièrement avan tageux, tant au niveau de la liaison mécanique que de 1' isolation thermique, en prévoyant des emboîtures verticales mâles et femelles de largeur égale au moins à 40 % de l'épaisseur de paroi latérale du module et de profondeur égale au moins à 25 z de ladite épaisseur. Les entretoises des modules 1 à 4 sont réalisées de manière à permettre au matériau de remplissage de remplir parfaitement la cavité du coffrage et à minimiser 1' apparition de ponts thermiques. Comme représenté sur les figures 7 et 8, l'entretoise 7 du module 3 présente en coupe transversale une forme effilée vers le haut et vers le bas qui affecte un contour polygonal pratiquement inscriptible dans une ellipse. En outre cette entretoise est raccordée'par des arrondis 21, 22, 23 et 24 aux faces intérieures respectives des deux parois latérales du module. En plus desquatre modules fondamentaux 1,2,3 et 4 formant l'ensemble selon l'invention, ce dernier peut comprendre d'autres modules et notamment un module de reprise de plancher 25 représenté sur la figure 9. Ce module 25 présente une base horizontale 26 destinée à être mise en place sur l'un ou l'autre des modules 1 à 4 et une face verticale 27 apte à venir dans le prolongement de 1' une des parois latérales du module sous-jacent, en l'occu- rence dans le prolongement de la paroi latérale extérieure du module sous-jacent. Le module 25 comprend des emboîtures verticales et horizontales analogues à celles des modules 1 à 4 et peut être réalisé en différentes longueurs et avec des onglets pour les angles. L'intérêt d'un tel module est de permettre de couler une dalle de plancher 28 une fois que le coffrage sous-jacent à été garni d'un matériau de remplissage et que ce dernier a durci. Une fois que la dalle est durcie ont peut remonter un autre coffrage sur la dalle et recommencer l'opération , si besoin est. Les modules de l'ensemble de l'invention permettent l'utilisation de précadres de coffrage pour la réalisation d'ouvertures. Trois exemples de précadres sont représentés sur les figures 10, 11 et 12. La figure 10 représente un précadre 29 placé horizontalement au-dessous d'un linteau 30. Ce précadre comprend deux rails intérieurs 31 et 32 formant appui pour les deux parois latérales 5 et 6 d'un module qui peut être garni d'un matériau de remplissage, le précadre 29 formant base de coffrage. La figure 11 représente un précadre 33 destiné à être placé horizontalement au-dessus de modules et à servir de base à un appui horizontal 34. Le précadre 33 comporte deux rails intérieurs 35 et 36 destinés à s'in sérer entre les parois latérales 5 et 6 des modules La figure 12 montre deux précadres destinés à - être placés verticalement pour délimiter les deux tableauxverticaux d'une ouverture - Ces deux précadresçom= prennent des rails 39, 40 et 41 et 42 destinés à s'insérer entre les paroir latérales 5 et 6 des modules disposés de part et d'autre de louvertureO Les précadres 37 et 38 servent également d'éléments de coffrage pour la coulée ultérieure du matériau de remplissage. Les précadres de coffrage sont avantageusement réalisés dans une matière métallique ou autre et resteront a demeure après durcissement de la matière de remplissage. Ces précadres peuvent être réalisés sur des formes et des dimensions différentes mais doivent toujours pouvoir s'adapter aux modules pour constituer les bords verticaux et horizontaux des ouvertures. Ces précadres repondent à six objectifs principaux: - assurer le coffrage du matériau de remplissage, - habiller l'appui, les tableaux et la sous-face du linteau de l'ouverture, - permettre d'utiliser le module de base pour la réalisation des linteaux, en évitant ainsi l'emploi d'une pièce spécifique, - recevoir des menuiseries réalisées dans différentes matières, - assurer la rupture des ponts thermiques, et - éliminer les risques d'infiltration d'air pa sasses susceptibles d'affecter les performances thermiques. Les modules 1,2,3,4 peuvent avoir,-par exemple, une largeur (profondeur) de 30 cm, une hauteur de 25 cm et une longueur de 60 cm(modules 1 et 3) ou de 30 cm (modules 2 et 4). Les modules sont avantageusement réalisés en polystyrène expansé d'une densité de 20 à 30 grammes par litre. La figure 13 représente la courbe thermique obtenue avec l'ensemble modulaire de l'invention, dont les différents modules sont-réalisés en polystyrène d'une-densité de 25 g/l. Cette courbe montre les variations du coefficient Kde paroi, exprimé en W/m20C, en fonction de 1' épaisseur de paroi du module (épaisseur des deux parois latérales), exprimée en cm. Cette courbe montre que pour une épaisseur totale d'isolant de-14 cm, le coefficient K est de 0,244 W/m20C et donc inférieur à la valeur de 0,27 W/m20C qui permettre satisfaire aux exigences optimisées d'économies d'énergie. Sur la base-de ces résultats on peut réaliser des modules dont-les parois latérales présentent chacune une épaisseur de 7 cm. Avec une telle épaisseur de paroi, la largeur des- emboîtures devra être d'au moins 2,8 cm et la profondeur de ces boutures d'au moins 1,75 cm pour satisfaire aux exigences indiquées plus haut. Les éléments modulaires de l'invention sont réalisés avantageusement par moulage en une matière plastique expansée, telle que le polystyrène expansé. Pour réaliser cette opération de moulage, on peut utiliser tout procédé de moulage de matière plastique expansée. On peut ainsi faire appel au procédé traditionnel qui consiste à remplir un moule avec des billes de matière plastique préexpansées et à injecter-de la vapeur d'eau pour provoquer l'expansion des billes et leur fusion. On peut également faire appel à des procédés plus sophistiqués dans lesquels la pièce moulée est ensuite réintroduite dans un moule préalablement refroidi. L'ensemble d'éléments modulaires de l'invention permet de réaliser un coffrage permanent qui restera en -place après coulée du matériau de remplissage. Les faces intérieure et extérieure du coffrage pourront être ensuite habillées de toute manière appropriée. L'ensemble d'éléments modulaires de l'invention trouve une application à la construction de bâtiments, tels que des maisons et immeubles d'habitation , doués de propriétés d'isolation thermique remarquables. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'éléments modulaires pour la cons truction en coffrage isolant, comprenant des éléments mo dulaires isolants présentant deux parois latérales entretoisées qui définissent entre elles un espace apte à recevoir un matériau de remplissage, caractérisé par le fait qu'il comprend des éléments modulaires spécifiques, de même largeur et de même hauteur, d'au moins quatre types différents, à savoir un module de base (1), un demi-module de base (2), un module d'angle et de liaison en T (3), et un module d'-extrémité (4), les deux premiers modules (1,2) présentant des emboitures verticales d'extrémité (9,10,11, 12) et les deux derniers modules (3,4) présentant des emboutures verticales d'extrémité (9,10)et des emboitures verticales (18,19,20) de liaison angulaire,ilesdites emboîtures verticales étant constituées par des emboîtures mâles à languette et femelles à- rainure. 2. Ensemble d'éléments modulaires selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les emboîtures (9,10,11,12,18,19,20) ont une largeur égale au moins à -40 % de l'épaisseur de paroi latérale du module et une pro fondeur égale au moins à 25 % de ladite épaisseur. 3. Ensemble d'éléments modulaires selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le module de base (1) et le demi-module de base (2) comportent à chaque extrémité une emboîture mâle (10F11) et une emboitu- re femelle (9,12) disposées de telle sorte que chacune des deux parois latérales (5,6) du module est pourvue d' 'une emboîtures mâle à une extrémité et d'une emboîture femelle à l'autre extrémité. 4. Ensemble d'éléments modulaires selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le module d'angle et de liaison en T (3) ainsi que le module d'extrémité (4) comportent chacun, à une extrémité, une emboîture mâle (10) et une emboîture femelle (9) et, à l'autre extrémité, une paroi d'extrémité (17) perpendiculaire aux deux paroiS latérales et munie d'une emboîture femelle (18). 5. Ensemble d'éléments modulaires selon là revendication 4, caractérisé par le fait que le module d' angle et de liaison en T (3) ainsi que le module d'extrémité (4) comportent chacun en outre deux autres emboîtures femelles (19,20) ménagées dans les faces extérieures respectives des deux parois latérales (5,62. 6. Ensemble d'éléments modulaires selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé paor le fait que les modules (1,2,3,4) comportent des entretoises (7,8) dispo-sées à distance des extrémités de' module. 7. Ensemble d'éléments modulaires selon la revendication 6, caractérisé par le fait quelles entretoise ses (7,8) présentent en coupe transversale une forme effilée vers le haut et vers le bas et sont raccordées par des -arrondis aux faces intérieures respectives des deux parois latérales du module. 8. Ensemble d'éléments modulaires selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les parois latérales t5,6) ont chacune une épaisseurs de 7 cm pour une largueur totale du module de 30 cm. 9. Ensemble d'éléments modulairès selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un module de reprise plancher (25) présentant un base horizontale (26) destinée à être mise en place sur l'un ou l'autre des quatre modules (1,2,3,4) précités et une face verticale (27) apte à venir dans le prolongement de l'une des parois latérales du module précité.