Brevet FR2540917A1 — publié le 19840817

Procédé de couverture d'un bâtiment par des composants autoporteurs à tôle cintrée L'invention concerne un procédé de couverture d'un bâtiment par des composants autoporteurs à tôle cintrée. On connais un tel procédé de couverture utilisant des tôles "de couverture" allongées qui présentent chacune deux bords "longitudinaux11 rectilignes. Ce procédé connu comporte les étapes suivantes - une étape de formation de composants au cours de laquelle chaque tôle de couverture est cintrée sensiblement en forme de cylindre à génératrices longitudinales sur un arc compris entre 80 et 200 degrés de manière à constituer un composant autoporteur capable de travailler en poutre longitudinale rigide en appui entre deux points, - une étape de montage au cours de laquelle ces composants autoporteurs sont juxtaposés en appui sur deux murs d'un bâtiment à couvrir, ces composants se succédant alors selon une direction "transversale", - et une étape d'étanchéification au cours de laquelle on dispose des moyens d'étanchéité entre les composants autoporteurs adjacents. Dans ce procédé connu les tôles cintrées sont posées avec leurs concavités dirigées vers le haut, et elles présentent une forte épaisseur, supérieure à 10 mm, de manière à rendre leur cintrage permanent et à assurer ainsi la rigidité nécessaire à la poutre longitudinale ainsi constituée. La tôle est généralement galvanisée pour éviter sa corrosion. Ce procédé connu est par exemple décrit pages 12 et 13 et figure 28 dans le document "Bardages et couvertures industrialisés" au chapitre "couvertures monoblocs autoportantes" (Documentation française du bâtiment, Editions du Moniteur, mai 1979). Il présente les inconvénients de consommer une grande quantité d'acier par mètre carré couvert et d'exiger des moyens de transport et de manutention importants. Il est donc notamment mal adapté à la couvérture d'habitations économiques dans les pays en voie de développement. La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'une couverture de bâtiment à l'aide de tôles d'acier en consommant une quantité plus faible d'acier et en facilitant d'abord le transport des éléments de cette couverture jusqu'au chantier, puis le montage de cette couverture. Elle a pour objet un procédé de couverture d'un bâtiment par des composants autoporteurs à tôle cintrée, ce procédé utilisant des tôles de couverture allongées présentant chacune deux bords longitudinaux reetilignes, ce procédé comportant les étapes suivantes - une étape de formation de composants au cours de laquelle chaque tôle de couverture est cintrée sensiblement en forme de cylindre à génératrices longitudinales sur un arc compris entre 80 et 200 degrés de manière à constituer un composant autoporteur capable de travailler en poutre longitudinale rigide en appui entre deux points, - une étape de montage au cours de laquelle ces composants autoporteurs sont juxtaposés en appui sur deux murs d'un bâtiment à couvrir, ces composants se succédant alors selon une direction transversale, - et une étape d'étanchéification au cours de laquelle on dispose des moyens d'étanchéité entre les composants autoporteurs adjacents, - ce procédé étant caractérisé par le fait que lesdites tôles de couverture sont des tôles minces d'épaisseur inférieure à 1,5 mm et sont munies chacune, au cours de ladite étape de formation de composants, de deux membrures longitudinales métalliques rigides fixées tout le long des deux bords longitudinaux de la tôle,respectivement, - ces tôles étant munies en outre après cintrage chacune de plusieurs membrures de liaison métalliques réunissant ces deux membrures longitudinales pour constituer un réseau triangulé rigide dans un plan de base défini par ces deux membrures longitudinales, et pour que ce réseau plan associé à la tôle cintrée constitue un composant autoporteur rigide, - ces composants étant juxtaposés au cours de l'étape de montage avec la convexité des tôles cintrées dirigée vers le haut et les membrures de liaison disposées sous les tôles, de manière que ces membrures soient protégées de la pluie par ces tôles, - les moyens d'étanchéité étant disposés entre les bords longitudinaux des tôles cintrées adjacentes, au fond des sillons formés entre ces tôles cintrées. La présente invention permet ainsi en partant de demi-produits (tôle ondulée, profilés à froid, goupilles, dans certains cas boulons, recevant une protection par galvanisation) de réaliser, avec une main-d'oeuvre non spécialisée, un composant de toiture autoporteur léger et économique. Il est en effet facile, à partir d'un élément de très faible rigidité, une tôle mince de préférence ondulée, de réaliser un composant de forme de préférence sensiblement demi-cylindrique. En raison de cette très faible rigidité cette réalisation se fait sans déformation irréversible de la tôle, ce qui nécessite, pour maintenir définitivement la forme ainsi obtenue, l'insertion des bords longitudinaux du demi-cylindre dans des membrures sous-tendant l'ensemble. Le - composant ainsi réalisé est bien adapté à la couverture des habitations économiques dans les pays les moins favorisés, et à la couverture de hangars, entrepôts et abris légers dans les pays occidentaux. Il présente en effet de nombreux avantages - il supprime la charpente dans le cas de portée de tordre de 8 m, - il consomme peu d'acier au m2 (environ 15 kg), - il ne nécessite pas de moyen de levage important, il est portable à la main, - ses éléments sont transportables à grande distance sous un très faible volume, les tôles étant transportées empilées à plat, - il est réalisable par construction sur place par une main-d'oeuvre non spécialisée à l'aide d'un outillage simple et peu coûteux, - il ne necessite pas des supports compliqués, - il permet d'assurer facilement, par simple assemblage des composants juxtaposés, le contreventement horizontal des bâtiments qu'il coiffe, - il permet le support facile d'un éventuel faux plafond, fixé sous les membrures, - il assure alors une section de ventilation importante entre ce faux plafond et la tôle cintrée, ce qui est important dans un pays chaud. Ces avantages apparaissent par rapport à l'ensemble des composants autoporteurs connus concurrents de ceux de la présente invention et qui sont fondés sur le même principe de l'onde autoportante. Ce sont - des bacs en amiante ciment demi-cylindrique, - des bacs en béton précontraint demi-cylindrique, - et les bacs en tôle d'acier épaisse cintrée demi-cylindrique précé demment décrits. Tous ces composants concurrents sont préformés de manière irréver sible et rigide et sont donc généralement beaucoup plus lourds à portée égale. Ils sont tous posés avec la concavité vers le haut. De ce fait les bords longitudinaux hauts sont nécessairement recouverts de chapeaux plus ou moins rigide à mettre en place sur la toiture déjà montée. Ils nécessitent de plus des assemblages complexes. A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire ciaprès, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacé par d'autre éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. Les figures 1 à 4 représentent des vues d'une tôles en cours de cintrage à des instants successifs de la formation d'un composant autoporteur selon l'invention, l'ondulation de la tôle n'étant pas représentée. La figure 1A représente un détail A de la figure 1 à échelle agrandie pour montrer l'ondulation de la tôle. La figure 5 représente une vue en section de deux composants autoporteurs ainsi formés puis juxtaposés en couverture d'un bâtiment. La figure 6 représente une vue partielle de dessous des deux composants de la figure 5. La figure 7 représente une vue de l'un de ces composants en coupe par un plan transversal VII-VII de la figure 6. La figure 8 représente l'un de ces composants en coupe selon la ligne brisée VIII-VIII de la figure 6. La figure 9 représente un détail IX de la figure 5 à échelle agrandie après assemblage des deux composants et mise en place de moyens d'étanchéité. Le procédé selon l'invention comporte d'abord, comme déjà indiqué une étape de formation de composants au cours de laquelle chaque tôle de couverture T est cintrée sensiblement en forme de cylindre à génératrices longitudinales sur un arc compris entre 80 et 200 degrés par exemple 1800 environ, dans le but de constituer un composant autoporteur capable de travailler en poutre longitudinale rigide en appui entre deux points. Les tôles utilisées sont plus longues que larges et présentent chacune deux bords longitudinaux rectilignes TG, TD. Elles sont choisies de préférence comme suit Elles sont suffisamment larges et suffisamment minces pour être cintrée par déformation élastique reversible au cours de ladite étapes de formation de composants. Elles ont été ondulées de manière permanante avant cintrage avec des lignes d'ondes longitudinales et un pas d'ondulation inférieur au quart de leur largeur après ondulation. Plus précisément, et encore de préférence, l'épaisseur des tôles de couverture utilisées est comprise entre 0,5 et 1,5 mm, leur longueur entre 0,60 m et 12 m, leur largeur avant cintrage entre 0,50 et 2 m, leur angle de cintrage entre 150 et 180 degrés, leur pas d'ondulation entre 6% et 12% de leur largeur après ondulation et leur amplitude d'ondulation entre 15% et 30% de leur pas d'ondulation. L'opération de cintrage est réalisée très simplement la tôle ondulée est posée sur un cintre creux 2 sensiblement demi-cylindrique, comme représenté sur la figure 1 sur laquelle les bords longitudinaux TG, TD de la tôle,ses lignes d'ondulation et les génératrices du demi-cylindre formé par le cintre sont perpendiculaires au plan de la feuille. On fixe ensuite les membrures longitudinales gauche MG et droite MD sur les bords TG et TD respectivement (voir fig.2). La forme des sections de ces membrures sera décrite plus loin. On appuie ensuite verticalement au milieu de la largeur de la tôle, par exemple en y posant des sacs de sable, et on rapproche ses deux bords longitudinaux pour assurer le cintrage (fig.3) jusqu'à obtention d'un arc de 180 degrés. Les forces appliquées pour cela sont représentées par des flèches F. On fixe ensuite les membrures de liaison telles que MT qui réunissent les deux membrures longitudinales de manière rigide. Ces membrures de liaison sont les unes transversales MT et les autres obliques MB de manière à réaliser un réseau triangulé (voir fig.6). Ce réseau s'étend dans le plan défini par les deux membrures longitudinales, qui peut être appelé "plan de base" du composant. Chaque membrure longitudinale MG, MD présente en section une partie principale ouverte avec deux branches sensiblement parallèles en regard MGl, MG3, MD1, MD3 réunies par une base MG2, MD2 pour former un U. Le bord longitudinal TG, TD de la tôle T est introduit entre les deux branches du U puis lié à la membrure au cours de ladite étape de formation de composants (voir fig.7). Les membrures de liaison MT, MB présentent la forme de cornières à deux ailes, les deux extrémités de chacune de ces membrures étant liées respectivement aux deux membrures longitudinales MG, MD au cours de ladite étape de formation de composants après le cintrage de la tôle T. Pour lier les deux bords longitudinaux TG, TD de ta tôle T et les deux extrémités de chaque membrure de liaison MT, MB aux deux membrures longitudinales MG, MD, on utilise des pièces de liaison linéaires 4. Ces pièces s'étendent transversalement parallèlement au plan de base et traversent des trous percés dans les deux branches MG1, MG3, MD1, MD3 de chaque membrure longitudinale, dans les bords longitudinaux TG, TD de la tôle T et dans des portions d'extrémité pliées MTE, MBE d'une aile de membrures de liaison. Elles sont par exemple constituées par des goupilles fendues, mais on pourrait aussi utiliser des boulons. Les composants autoporteurs ainsi réalisés sont retournés sens dessus dessous, puis juxtaposés en couverture, comme représenté en fig.5 et 6, en appui entre deux murs 6 parallèles au plan de la figure 5. Ils sont fixés sur ces murs par des moyens connus simples non représentés. Il convient alors d'une part d'assurer l'étanchéité en les bords des tôles des composants adjacents, d'autre part de lier les composants les uns aux autres pour assurer un contreventement de la construction. On adopte donc, dé préférence et comme représenté, les dispositions suivantes Chaque membrure longitudinale MG d'un composant autoporteur présente en section une partie intérieure MG4, MG5 débordant transversalement de la partie principale et propre à coopérer avec une partie extérieure MD4, MD5, MD6 de forme complémentaire présentée par la membrure longitudinale adjacente MD d'un composant porteur précédent ou suivant de manière à permettre un déplacement transversal mutuel limité de ces deux composants tout en couvrant l'intervalle entre les parties principales de ces deux membrures adjacentes. Plus précisement la section de la partie extérieure de chaque membrure longitudinale MG forme un U avec une branche intérieure MG3 et une branche extérieure MG5 qui sont toutes deux parallèles à celles MG1, MG3 de la partie principale, et qui sont réunies par une base MG4, la branche extérieure MG5 étant.celle qui est plus éloignée de la partie principale. Les deux parties extérieures complémentaires MG3, MG4, MG5, MD4, MD5, MD6 de deux membrures longitudinales juxtaposées MG, MD lors de l'étape de montage ont cette base l'une en haut MG4 et l'autre en bas MD5 et la branche extérieure MG5, MD6 de chacune de ces deux parties extérieures est engagée entre les deux branches de l'autre partie extérieure. Lors du montage les membrures transversales de chaque composant sont disposées à la suite et dans l'alignement de celles du composant autoporteur précédemment posé- lors de l'étape de montage. Les deux composants autoporteurs adjacents sont ensuite assemblés. Les pièces d'assemblage utilisées pour cela comportent chacune une partie principale linéaire 8 s'étendant transversalement sous deux membrures transversales MT alignées en passant sous deux membrures longitudinales adjacentes MD, MG. Deux parties extrêmes 10, 12 de la pièce d'assemblage peuvent coulisser dans un premier temps sur les deux membrures transversales, et sont bloquées dans un deuxième temps sur ces deux membrures. Ce blocage est réalisé par un système à vis et écrou non représenté (voir fig.9). Il assure le contreventement horizontal de la construction constituée par les deux murs 6 et la couverture.Ce contreventement est particulièrement utile si ces murs sont minces, ce qui est souvent le cas dans des constructions économiques. L'étanchéité est ensuite obtenue par coulage d'un produit plastique 13 entre les deux tôles cintrées pour recouvrir la branche extérieure de. la partie principale et la partie extérieure des deux membrures longitudinales adjacentes des deux composants autoporteurs adjacents. L'étanchéité pourrait cependant être réalisée d'une autre manière non illustrée. Cette réalisation comporterait alors la mise en place d'un joint plastique entre chacun des deux bords TG, TD de chaque tole cintrée T et la branche extérieure MG3, MD3 de la partie principale de la membrure MG, MD dans laquelle ce bord est engagé, et d'un autre joint plastique dans la partie extérieure MD4, MD5, MD6 de membrure longitudinale ayant sa base MD5 en bas, ce dernier joint étant mis en place avant l'engagement de la branche extérieure MG5 de la partie extérieure MG4, MG5 de membrure complémentaire, de manière à permettre à cette branche extérieure de s'enfoncer ensuite dans ce joint. REVENDICATIONS 1/ Procédé de couverture d'un bâtiment par des composants autoporteurs à tôle cintrée, ce procédé utilisant des tôles de couverture allongées (T) présentant chacune deux bords longitudinaux rectilignes (TG, TD), ce procédé comportant les étapes suivantes - une étape de formation de composants au cours de laquelle chaque tôle de couverture (T) est cintrée sensiblement en forme de cylindre à génératrices longitudinales sur un arc compris entre 80 et 200 degrés de manière à constituer un composant autoporteur capable de travailler en poutre longitudinale rigide en appui entre deux points, - une étape de montage au cours de laquelle ces composants autoporteurs sont juxtaposés en appui sur deux murs d'un bâtiment à couvrir, ces composants se succédant alors selon une direction transversale, - et une étape d'étanchéification au cours de laquelle on dispose des moyens d'étanchéité entre les composants autoporteurs adjacents, - ce procédé étant caractérisé par le fait que lesdites tôles de couverture (T) sont des tôles minces d'épaisseur inférieure à 1,5 mm et sont munies chacune, au cours de ladite étape de formation de composants, de deux membrures longitudinales métalliques rigides (MG, MD) fixées tout le long des deux bords longitudinaux de la tôle, respectivement, - ces tôles étant munies en outre après cintrage chacune de plusieurs membrures de liaison métalliques (MT, MB) réunissant ces deux membrures longitudinales pour constituer un réseau triangulé rigide dans un plan de base défini par ces deux membrures longitudinales, et pour que ce réseau plan associé à la tôle cintrée constitue un composant autoporteur rigide, - ces composants étant juxtaposés au cours de l'étape de montage avec la convexité des tôles cintrées dirigée vers le haut et les membrures de liaison disposées sous les tôles, de manière que ces membrures soient protégées de la pluie par ces tôles, - les moyens d'étanchéité (13) étant disposés entre les bords longitudinaux des tôles cintrées adjacentes, au fond des sillons formés entre ces tôles cintrées. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites tôles de couverture (T) sont suffisamment larges et suffisamment minces pour être cintrée par déformation élastique reversible au cours de ladite étape de formation de composants. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites tôles de couverture (T) sont des tôles ondulées de manière permanente avant cintrage avec des lignes d'ondes longitudinales et un pas d'ondulation inférieur au quart de leur largeur après ondulation. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur des tôles de couverture utilisées est comprise entre 0,5 et 1,5 mm, leur longueur entre 0,60 m et 12 m, leur largeur avant cintrage entre 0,50 et 2 m, leur angle de cintrage entre 150 et 180 degrés, leurs pas d'ondulation entre 6 % et 12% de leur largeur après ondulation et leur amplitude d'ondulation entre 15% et 30% de leur pas d'ondulation. 5/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque membrure longitudinale (MG, MD) présente en section une pâtie principale ouverte avec deux branches sensiblement parallèles en regard (MG1, MG3, MD1, MD3) réunies par une base (MG2, MD2) pour former un U, le bord longitudinal (TG, TD) de la tôle (T) étant introduit entre les deux branches du U puis lié à la membrure au cours de ladite étape de formation de composants. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les membrures de liaison (MT, MB) présentent la forme de cornières à deux ailes, les deux extrémités de chacune de ces membrures étant liées respectivement aux deux membrures longitudinales (MG, MD) au cours de ladite étape de formation de composants après le cintrage de la tôle (T). 7/ Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les deux bords longitudinaux (TG, TD) de la tôle (T) et les deux extrémités de chaque membrure de liaison (MT, MB) sont liées aux deux membrures longitudinales (MG, MD) de chaque dit composant autoporteur par des pièces de liaison linéaires (4) s'étendant transversalement parallèlement au plan de base et traversant des trous percés dans les deux branches du U (MG1, MG3, MD1, MD3) de chaque membrure longitudinale, dans les bords longitudinaux (TG, TD) de la tôle (T) et dans des portions d'extrémité pliées (MTE, MBE) d'une aile des membrures de liaison. 8/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque membrure longitudinale (MG) d'un composant autoporteur présente en section une partie extérieure (MG4, MG5) débordant transversalement de la partie principale et propre à coopérer avec une partie extérieure (MD4, MD5, MD6) de forme complémentaire présentée par la membrure longitudinale adjacente (MD) d'un composant. porteur précédent ou suivant de manière à permettre un déplacement transversal mutuel limité de ces deux composants tout en couvrant l'intervalle entre les parties principales de ces deux membrures adjacentes. 9/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la section de la partie extérieure de chaque membrure longitudinale (MG) forme un U avec une branche intérieure (MG3) et une branche extérieure (MG5) qui sont toutes deux parallèles à celles (MG1, MG3) de la partie principale, et qui sont réunies par une base (MG4), la branche extérieure (MG5) étant celle qui est la plus éloignée de la partie principale, - les deux parties extérieures complémentaires (MG3, MG4, MG5, MD4, MD5, MD6) de deux membrures longitudinales juxtaposées (MG, MD) lors de l'étape de montage ayant cette base l'une en haut (MG4) et l'autre en bas (MD5), la branche extérieure (MG5, MD6) de chacune de ces deux parties extérieures étant engagée entre les deux branches de l'autre partie extérieure. 10/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que - lesdites membrures de liaison sont les unes transversales (MT) et les autres obliques (MB) de manière à réaliser un réseau triangulé, - les membrures transversales (MT) d'un composant autoporteur étant disposées dans l'alignement de celle d'un composant autoporteur adjacent lors de l'étape de montage, - deux composants autoporteurs adjacents étant assemblés par des pièces d'assemblage comportant chacune d'une part une partie principale linéaire (8) s'étendant transversalement sous deux membrures transversales (MT) alignées en gaussant sous deux membrures longitudinales adjacentes (MD, MG) et d'autre part deux parties extrêmes (10, 12) pouvant coulisser dans un premier temps sur ces deux membrures transversales, et bloquées dans un deuxième temps sur ces deux membrures. 11/ Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite étape d'étanchéification comporte ensuite le coulage d'un produit plastique (13) entre les deux tôles cintrées T pour recouvrir la branche extérieure (MG3, MD3) de la partie principale et la partie extérieure (MG4, MG5, MD4, MD5, MD6) des deux membrures longitudinales adjacentes (MG, MD) des deux composants autoporteurs adjacents. 12/ Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite étape d'étanchéification comporte la mise en place d'un joint plastique entre chaun des deux bords (TG, TD), de chaque tole cintrée (T) et la branche extérieure (MG3, MD3) de la partie principale de la membrure (MG, MD) dans laquelle ce bord est engagé, et d'un autre joint plastique dans la partie extérieure (MD4, MD5, MD6) de membrure longitudinale ayant sa base (MD5) en bas, ce dernier joint étant mis en place avant l'engagement de la branche extérieure (MG5) de la partie extérieure (MG4, MG5) de membrure complémentaire, de manière à permettre à cette branche extérieure de s'enfoncer ensuite dans ce joint.