Brevet FR2546943A1 — publié le 19841207

Perfectionnements aux constructions préfabriquées et à leurs composants. L'invention est relative aux constructions du genre des maisons individuelles a cliniques, écoles . , généralement à un ou deux niveaux, réalisées par préfabrication, c'est-àdire dont les murs extérieurs sont constitués à l'aide dVé- liements ou composants préalablement fabriqués en usine, chacun de ces éléments s'étendant au moins sur toute la hauteurd'une pièce. Elle vise également lesdits composants préfabriqués. Elle a pour but, surtouts de rendre les constructions en question plus économiques que jusqu'à ce jour en allégeant leurs éléments constitutifs, en les rendant passibles d'une fabrication en grande série et en facilitant leur transport et leur montage sur place. A cet effet lesdits éléments selon l'invention sont essentiellement caractérises en ce qu ils sont constitués par des panneaux autoporteurs plats pliés ou cintrés en L, propres à former chacun une tranche verticale de l'ensemble composé par un mur extérieur de la construction et par le pan de toiture prolongeant ce mur vers le haut. Les constructions selon l'invention sont essentiellement caractérisées en ce qu'elles comprennent au moins deux tels panneaux pliés ou cintrés en L dont les bases, disposuées verticalement et parallèlement l'une à l'autre, sont fixées de manière souple à une fondation appropriée et dont les soimnets prennent appui l'un contre l'autre au niveau d'une articulation d'axe horizontal parallèle auxdites bases. Dans des modes de réalisation interessants, mais non indispensables, on a recours en outre à l'une et/ou à l1au- tre des dispositions suivantes - chaque panneau est constitué à la façon d'un sandwich comprenant une tôle extérieure, un complexe intermédiaire thermiquement isolant et une peau intérieure, - la tôle extérieure est constituée en aluminium et sa face externe est traitée superficiellement de façon à reduire les transferts thermiques, - chaque panneau est délimité latéralement par des poutres cintrées en bois lamelléocollé, - chaque articulation supérieure d'axe horizontal comprend d'une part des douilles métalliques prolongées extérieurement par des paumelles fixées sur les panneaux à assembler et d'autre part une barre traversant ces douilles après leur alignement et la juxtaposition axiale mutuelle de certaines au moins d'entre elles, - dans les articulations selon l'alinéa précédent, des coussinets en matière plastique sont interposés jointivement entre les douilles et la barre L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réalisa- tion préférés de l'invention en se référant aux dessins ciannexés d'une manière bien entendu non limitative. Les figures 1 et 2, de ces dessins, montrent en vue perspective. deux panneaux plats recourbés en L selon l'invention. Les figures 3 à 5 montrent schématiquement selon des coupes verticales transversales trois constructions réalisées à l'aide de tels panneaux recourbés en L selon l'invention. La figure 6 est une vue latérale schématique de la construction selon la figure 4. La figure 7 montre en vue perspective du dessous une articulation supérieure comprise par une telle construction. La figure 8 est une coupe transversale verticale du faite d'une construction du type ci-dessus. La figure 9 est une coupe transversale verticale d'une fixation de base comprise par une telle construction. La figure 10 est une coupe horizontale de la zone de liaison de deux panneaux voisins. Chaque panneau, en son état plat ou "déroulé", c'est-àdire avant pliage ou cintrage, présente la forme générale d'un rectangle allongé. La largeur de ce rectangle est inférieure ou égale à 2,50m de façon à permettre les transports par route, cette largeur étant notamment égale à 30, 120 ou 180 cm. Sa longueur est relativement grande, étant généralement supérieure à 5 m et pouvant atteindre ou dépasser 10 m. L'épaisseur des panneaux considérés est de l'ordre de 8 à 10 cm. Chaque panneau 1,2 est recourbé en L,étant ou bien plié selon un coude relativement anguleux à petit rayon de courbure comme visible en 3 sur les figures 1, 3 et 5, ou au contraire cintré selon un arc de cercle de relativement grand rayon de courbure, lequel arc peut s9étendre jusqu'à une extrémité du panneau, comme visible en 4 sur les figures 2 et 4. L'angle du pliage ou cintrage, csest-à-dire celui formé entre les deux tronçons extrêmes de la ligne moyenne longitudinale du panneau, peut être choisi dans une grande etendue allant de 30 à 900. De même on peut jouer sur la distance entre chaque amorce de pliage ou cintrage de l'extrémité longitudinale correspondante du panneau ainsi que sur la longueur totale de ce panneau. En jouant sur ces différents paramètres, on peut établir en usine une très grande variété de panneaux recourbés en L. Le pliage ou cintrage du panneau peut être prévu dès l'origine de la fabrication de celui-ci, le panneau étant alors fafriqué dans une sorte de moule ou de coffrage correspondant. Le pliage ou cintrage en question peut également être exécuté, toujours en usine, mais après fabrication du pan- neau plat, par pressage. Comme chaque fabrication fait appel à une pluralité de panneaux semblablement recourbés destinés à être assemblés côte à côte pour former l'une des façades de la construction, surmontée du pan de toiture associé, ces panneaux semblables peuvent être facilement empilés les uns sur les autres en vue de leur transport, les piles ainsi obtenues présentant alors un encombrement global extrêmement faible. Les panneaux sont équipés dès leur fabrication de tous les accessoires qu'ils devront comprendre pour jouer leur rôle définitif de morceau de mur et de couverture dans la construction terminée, accessoires tels que baies vitrées, huisseries de portes, installations électriques, tuyauteries d'eau sanitaire et éventuellement de chauffage, platines de support pour planchers intermédiaires ... On peut même incorporer à ces panneaux des hublots doubles avec stores intermédiaires. Selon un premier mode de réalisation, chaque panneau 1,2 est établi à la façon d'une coque et comprend - une tôle extérieure 5 (fig. 8), - un remplissage intermédiaire 6 en matériau thermiquement isolant, - et une peau interieure 7. La tôle 5 est par exemple constituée en acier ou alliage d'aluminium et sa partie externe est traitée de façon à éviter les surchauffes, réverbérations et autres transferts optiques ou thermiques indésirables, notamment par moulurage mécanique et enduction ou peinture. Le remplissage intermédiaire 6 est par exemple constitué par une mousse rigide et/ou par un matériau fibreux rigidifié. La peau intérieure 7 est par exemple constituée par une feuille de contre-plaqué ou de particules agglomérées ou encore par une seconde tôle, elle-meme traitée de toute façon désirable. Les tranches des panneaux recourbés peuvent être délimitées: - par des bords rabattus de la tôle 5, ces bords étant préalablement évidés, dans les zones courbes, d'encoches triangulaires, de façon que les pattes formées entre ces encoches deviennent latéralement jointives en fin de courbure, - ou par des plaquettes étroites et allongées découpées en L et soudées le long de ladite tôle. Selon un second mode de réalisation1 chaque panneau 1,2 est délimité extérieurement, au moins le long de ses bords lon gitudinaux par des longerons en bois susceptibles d'être cintrés et constitués à cet effet en lamelle-colle, l'intervalve con-ris entre ces longerons étant garni dune couche isolante séparée par une lame dgair dcun parement extérieur constitué notamment par une feuille de contre-plaqué proté- ée par enduction externe, la peau intérieure étant constituée avantageusement par juxtaposition dsun pare-vapeur et d'une couche de plâtre. Le garnissage compris entre les longerons latéraux peut être interrompu, de même que les portions de parement corres pondantes, sur une certaine hauteur du panneau recourbé, notamment dans sa zone supérieure, à des fins d'éclairage et éventuellement d'aération, ce qui confère à la zone con oernee une allure de pergola. Le volume ainsi dégagé peut être occupe par un vitrage, éventuellement décalé vers le haut s'il s'agit d'une zone inclinée sur la verticale. Pour établir une construction à l'aide des panneaux en L susvisés1 on dresse au moins deux de ces panneaux de façon telle qu'ils présentent chacun une base 8 verticale, que les deux bases soient parallèles et que les pans supérieurs pliés ou cintrés 9 des deux panneaux soient tournés l'un vers l'autre et prennent appui l'un contre l'autre. En outre, chaque base 8 est montée sur un bloc de fondation 10 par l'intermédiaire d'un appui souple Il formant selai-articulation et l'appui mutuel des pans supérieurs 9 est effectué au niveau d'une articulation 12 d'axe horizontal H formant charnière. L'ensemble triangule ainsi obtenu, qui forme une sorte dt "arche", peut subir de légères déformations lorsqu'il est soumis à des efforts externes de grande intensité tels que ceux dus à la survenance d'un vent violent ou d'une tempête ou encore d'un ébranlement sismique du sol : ledit ensemble est en mesure de résister à de tels efforts sans qu'il en resulte des contraintes locales excessives susceptibles d'entraîner des détériorations ou fractures. Le inode d'assemblage considéré est particulièrement avantageux dans le cadre de l'utilisation des panneaux en L tres légers décrits ci-dessus o il permet en effet d'accroitre notablement la robustesse globale de l'édifice au point de la rendre comparable à celle d'un édifice de mêmes dimensions construit avec des matériaux classiques beaucoup plus lourds, savoir généralement au moins cinq fois plus lourds, et beaucoup plus coûteux. L'épaisseur des "arches2 triangulées définies ci-dessus est multipliée en juxtaposant latéralement contre les panneaux constitutifs de ces arches d'autres panneaux semblables, ce qui forme des ouvrages voltés constitués de plusieurs arches juxtaposées. Ces ouvrages sont fermés à leurs deux extrémités par des pignons transversaux. Les assemblages latéraux mutuels des divers panneaux constitutifs des façades et pignons sont assurés de façon étanche vis-à-vis des eaux de pluie et si possible vis-àvis de la chaleur et des sons par tous moyens désirables tels que des profilés 22 (fig. 10) en métal ou matière plastique éventuellement combinés avec des garnitures élastiques 23 et/ou avec des rubans de matière plastique (repré sentés en traits mixtes en 35 sur la figure 10) serrés dans le sens de leur largeur entre les fonds en regard de deux gorges 36 en V prévues dans lesdits profilés 22. Pour rendre possibles les très légères déformations des ouvrages au niveau de leurs articulations et semi-articulations, certains au moins des assemblages en question ne sont pas assurés jointivement et ce sont les joints déformables 23, 35 ou autres qui assurent la continuité de ces assemblages. Les formes susceptibles d'être données aux ouvrages en question sont extrêmement variées. L'une d'elles, visible sur la figure 3, est celle d'une maisonnette classique à murs verticaux surmontés d'une toiture à double pente. Dans cette réalisation1 un plancher intermediaire 13 est prévu1 supporté par des consoles 14 prévues en attente dans les panneaux 1 en L, de façon à former un étage. Dans une autre forme visible sur la figure 4, on trouve un corps de batiment principal dont la section verticale transversale est celle d'un U renversé, ce corps étant flanqué sur l'un de ses deux côtés d'un appentis pouvant servir de garage délimité extérieurement par des panneaux 21 cintrés en L du même genre que ceux constitutifs dudit corps, mais moins hauts que ceux-ci : ces panneaux 2l prennent appui par leurs bords supérieurs extrêmes sur le flanc du corps en question, à mi~hauteur de celui-ci, au niveau d'une seconde articulation ou charnière l2l. Dans une variante schématisée sur la figure 5, les deux panneaux constitutifs, pliés en L, présentent des hauteurs inégales et prennent appui l'un contre l'autre au niveau de deux articulations 12 et 121 qui sont portées toutes les deux par un mur central 15 s'étendant parallèlement aux bases 8 des deux panneaux. On pourrait également envisager des ouvrages comprenant des toitures du type des "sheds" et composés - à leurs deux extrémités, de panneaux recourbés du genre de ceux décrits ci-dessus, - et, entre ces extrémités, de pans inclines correspondant aux tronçons supérieurs de tels panneaux et reposant à leurs bases sur des semi-articulations elles-mêmes placées au sommet de poteaux intérieurs auxdits ouvrages. Les assemblages articules ou semi-articulés supérieurs et inférieurs peuvent être exécutés de toute manière désirable. Un mode de réalisation d'articulation supérieure a été illustré sur les figures 7 et 8. Il se présente sous la forme d'une charnière comportant - une pluralité de douilles métalliques 16 prolongées extérieurement par des paumelles 17 solidarisées avec les panneaux à assembler, - et une barre 18 traversant ces douilles ou plus préci sément des coussinets 19 en matière plastique formant paliers emmanchés à force dans lesdites douilles. Les nombres et positions respectives de ces douilles et paumelles sont choisis de façon telle qu'après mise en place de la barre 18 dans les douilles1 les positions respectives des deux panneaux articulés l'un sur l'autre sont rigoureusement définies selon la direction de-ltaxe d'articulation H : il suffit notamment à cet effet de prévoir deux paires de douilles juxtaposables pour chaque articulation, les deux douilles les plus rapprochées étant liées à un panneau et les deux douilles les plus écartées, à l'autre panneau. Les paumelles 17 sont assemblées sur les panneaux de toute façon désirable, par exemple par soudure de celles-ci sur des portions métalliques desdits panneaux, lesquelles peuvent être des pièces insérées en partie dans ceux-ci ou encore un bord rabattu et retourné de leur tôle extérieure 5. Chaque articulation est surmontée par un couvre-joint ou chapeau 20 constitué notamment par une tôle pliée en V renversé, avec interposition d'une masse de remplissage 2I permettant de compléter l'étanchéité et l'isolation thermique de la toiture, cette masse étant par exemple constituée en laine de verre. Un mode de réalisation de semi-articulation inférieure est illustré sur la figure 9. La base du panneau concerné y est reçue dans la portion supérieure 24 en U d'un profilé 25 présentant par ailleurs une âme verticale 26 et une semelle horizontale 27. Cette semelle 27 est fixée sur un bloc de fondation 10, constitué notamment par une longrine en béton, avec in terposition d'un coussin 28 en matériau élastique. Ladite fixation est assurée ici à l'aide d'une rangée centrale de systèmes boulons 29-écrous 30 les écrous étant noyés dans le bloc 10 et les boulons étant vissés dans ces écrous a partir du dessus de la semelle 27, accessible la teralement, à travers des orifices allongés transversalement, évidés respectivement dans ladite semelle et dans ledit coussin : on comprend que même après serrage de ces systèmes, la semelle peut basculer légèrement de part et d'autre de sa position médiane en écrasant plus ou moins à tour de rôle les deux bords du coussin 28. On voit encore sur la figure 9 - un remplissage 31 en mousse isolante de la portion basse du profilé 25, - deux tubes 32 noyés dans cette mousse 31 et contenant des câbles électriques, - une aile inclinée 33 s'étendant vers l'extérieur à partir du profilé 25 et constituant un jet d'eau, - et une plinthe chauffante électrique intérieure 34. La fixation "souple" ou "semi-articulée" qui vient d'être. décrite pourrait dans certairscas être remplacée par une fixation articulée à charnière du genre de celles prévues au sommet de la construction, les douilles constitutives de cette charnière étant alors interposées verticalement, avec leur axe commun horizontal, entre la semelle et le bloc de fondation. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement de constructions préfabriquées dont la constitution et le montage résultent suffisamment de ce qui précède. Ces constructions présentent de nombreux avantages par rapport à celles antérieurement connues et en particulier les suivants - l'extrême légèreté, le poids linéaire de l'ensemble mur de faade-toiture pouvant être divisé par un coefficient de l'ordre de 5 ou même supérieur par rapport aux solutions à préfabrication lourde, - la simplicité de l'assemblage sur place du fait notamment qu'il est inutile de prévoir des raccords spéciaux et étanches entre les bords supérieurs des murs et les bords inférieurs des pans de toiture adjacents, ces murs et pans étant constitués de pièces monoblocs, - la possibilité de préf abriquer en usine ces pièces monoblocs, - le prix de revient extrêmement bas qui découle notamment des avantages précédents, la grande légèreté entraînant en particulier un certain nombre de réductions concomitantes telles que celle du volume des matériaux utilisés, celle des frais de transport, celle de l'importance des fondations ... - l'excellente résistance de la construction aux sollicitations externes (vents, secousses sismiques, ...) en raison de sa légère déformabilité sans rupture, - l'universalité des formes susceptibles d'être créées à partir d'un très petit nombre d'éléments ou composants modulaire de départ, - l'originalité très marquée de certaines de ces formes (en particulier il est facile de prévoir des lanternes d'éclairage ou des cheminées au faite des constructions proposées, moyennant des interruptions locales des charnières d'articulation supérieures). Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment - celles où la tôle extérieure 5 du panneau en coque de la figure 8 serait remplacée par une feuille de contre-plaqué protégée extérieurement par enduction, - celles où les longerons en bois évoqués ci-dessus seraient habillés en partie par des profilés en matière plastique, - celles où lesdits longerons en bois seraient eux-mêmes remplacés par des profilés métalliques cintrés. REVENDICATIONS 1. Composant de construction préfabriqué, caractérisé en ce qu'il est constitué par un panneau autoporteur plat recourbé en L (1, 2) propre à former une tranche verticale de l'ensemble composé par un mur extérieur de la construction et par le pan de toiture prolongeant ce mur vers le haut. 2. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau (1) est plié en L selon un coude anguleux (3) 3. Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau (2) est cintré en L selon un arc de cercle (4) de relativement grand rayon de courbure. 4. Composant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arc de cercle (4) s'étend sur 9(30 et se termine à une extrémité du panneau (2). 5. Composant selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est constitué à la façon d'un sandwich comprenant une tôle extérieure (5), un complexe intermédiaire rigide thermiquement isolant (6) et une peau intérieure (7). 6. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est délimité latéralement par des poutres cintrees en bois lamellé-collé. 7. Construction préfabriquée1 caractérisée en ce qu'elle comprend deux panneaux recourbés en L (1, 2) selon l'une quelconque des précédentes revendications, panneaux dont les bases (8) sont disposées verticalement et parallèlement l'une à l'autre et sont fixées de manière souple à une fondation appropriée (10) et dont les sommets prennent appui l'un contre l'autre au niveau d'une articulation (12, 121) d'axe horizontal (H) parallèle auxdites bases (8). 8. Construction selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'articulation supérieure (12, l2l) d'axe horizontal comprend d'une part des douilles métalliques (16) prolongées extérieurement par des paumelles (17) fixées sur les panneaux à assembler et d'autre part par une barre (18) traversant ces douilles après leur alignement et la juxtaposition axiale mutuelle de certaines au moins d'entre elles. 9. Construction selon la revendication 8, caractéri sée en ce que les coussinets (19) en matière plastique sont interposés jointivement entre les douilles et la barre. 10. Construction selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisée en ce que les fixations souples ou semi-articulées des bases (8) des panneaux sur les fondations (10) travaillent par basculement alterné de ces bases autour de lignes horizontales matérialisées par des systèmes boulons (29)-écrous (30) verticaux, ce qui écrase alternati vement les deux moitiés de coussins élastiques (28) interposes entre ces bases et ces fondations.