Brevet FR2548246A1 — publié le 19850104

Panneau préfabriqué de parement extérieur de bâtiment. La présente invention concerne des panneaux préfabriqués de parement extérieur de bâtiment dont l'êlêment extérieur est soutenu par le plancher independamment de l'élément interne ou de la structure de soutenement, afin de permettre de libres dilatations et contractions de cet élément extérieur selon les variations thermiques extérieures. On connait des panneaux préfabriqués portants de parement extérieur formant la structure de soutènement du bâtiment ou non portants qui sont montés après la mise en oeuvre de l'ap- pareil porteur. Dans le cas de panneaux préfabriqués non portants, on emploie normalement des panneaux "sandwich" formés de ceux plaques, dont l'une a l'extérieur et l'autre interne en béton armé avec du trellis métallique ou en matière plastique. Une couche de matériau isolant, tel que du polystyrène, polyuréthane ou des produits similaires, sépare les deux plaques. Actuellement, suivant la technique connue, ces aeux éléments en béton arme sont connectés par des raccordements plutôt robustes. Les panneaux non portants sont montes après l'installation de la structure de soutènement et des planchers; après sa mise en oeuvre, l'élément extérieur est soutenu moyennant ces robustes raccordements, par l'élément interne qui est ancré à l'appareil porteur et aux planchers par betonnage com plémentaire. Ces panneaux connus ont toutefois quelques inconvénients très graves. Le premier inconvenient est dû au fait que les raccordements robustes entre les deux plaques du panneau ne permettent pas une dilatation libre et suffisante de l'élément extérieur, qui est sujet aux variations thermiques du milieu extérieur et au rayonnement du soleil, par rapport à l'élément interne qui devient une partie intégrante du bâtiment. Cette rigidité d'ancrage causera bientôt le delabrement, la fissuration et la ruDture des éléments extérieurs auj peuvent être dangereux car ils causent la penetration d'eau et comportent la nécessité de réDarations souvent coûteuses et de longue durée. Un autre inconvénient de ces panneaux connus, préfabriqués et non portants est dû au fait que ces raccordements entre les elements extérieur et interne en béton armé créeront de conxiderables ponts thermiques qui transmettront les variations thermiques de l'extérieur -â l'intérieur du bâtiment. L'on connaît en outre des panneaux préfabriqués portants de parement extérieur pour les bâtiments civils et industriels qui sont montés sur le plancher inferieur et supportent le plancher suparieur ainsi que la couche de bétonnage liant ces murs portants dans une seule structure. Ces parois portantes préfabriquées connues sont formees de deux éléments plats divisés par des cloisons transversales creant des trous verticaux pour le passage des armatures de renfort et le bétonnage de finissage ; ces éléments plats et ces cloisons sont en béton armé avec du treillis métallique ou platisque. Ces panneaux autoporteurs sont extrêmement fonc tzonnels pour la construction de parois intérieures, mais pour les parois extérieures, ils ont besoin d'oeuvres accessoires pour améliorer leur isolement à cause de leur capacité de calorifugeage limitée. Ce brevet a le but de réaliser, pour les panneaux préfabriqués de parois qui ne soient pas autoporteurs, le support de l'eleent extérieur en béton armé indépendant de l'élément interne, afin qu'il puisse se déformer librement selon les variations thermiques externes. Ce but est réalisé par l'attelage coulissant horizontal de l'élément extérieur au plancher, tandis que l'élément extérieur à la plaque interne à l'aide de quelques raccordements labiles ou amovibles ou déformables dans le seul but de faciliter la préfabrication et de garantir la stabilité du panneau contre les charges surtout dues au vent, tout en permettant la libre déformation de l'élément extérieur.Ce brevet a en outre pour but de calorifuger convenablement les panneaux préfabriqués autoportants et c'est pourquoi l'élément extérieur est muni d'une couche continue isolante, elle aussi protégée par un autre élé- ment plat en béton armé soutenu par le plancher, independamment de la section porteuse du panneau en question, selon une tech nique similaire à la methode adoptée pour les panneaux non -porteurs, de façon que cet élément de protection puisse se déformer librement sous l'action des variations thermiques extérieures. L'invention en question est illustrée par quelques exécutions représentées par les dessins ou La fig. 1 montre la section verticale d'un plancher et deux panneaux de parement préfabriqués non portants, l'élément extérieur de ces panneaux étant soutenu par le plancher, suivant un premier exemple d'éxécution de l'invention ; La fig. 2 montre une vue de haut en bas du système d'accrochage de l'élément extérieur du panneau suivant la solution de la fig.l; La fig. 3 montre une vue frontale d'un panneau préfabriqué selon la solution de la fig.l; La fig. 4 montre la section verticale d'un plancher et de deux panneaux préfabriqués de paroi non portants, l'élément extérieur du panneau étant soutenu par le plancher, comme un deuxième exemple d'exécution de l'invention;; Les fig.5, 6 et 7 montrent des détails des dispositifs de fixage démontables des éléments internes et extérieurs du panneau et de connexion inférieure de l'élément extérieur au plancher; La fig. 8 montre une vue frontale d'un panneau préfabriqué selon la solution de la fig.4; La fig; 9 montre la section verticale transversale d'un panneau préfabriqué porteur muni d'une couche de calorifugeage selon l'invention; La fig. 10 montre la section horizontale du panneau porteur de la fig. 9; La fig. 11 montre la section verticale d'un plancher èt de deux panneaux autoporteurs avec appui au plancher de 1 'élé- ment extérieur de protection. Les fig. 1, 2 et 3 montrent un premier exemple d'éxécution selon l'invention. L'élément extérieur 1 et l'élément interne 2 sont en béton traditionnel ou légèrement armé avec du bandage Les deux éléments sont separés par une couche isolante 3 en polystyrène, polyuréthane ou similaire. Le plancher 4 s'appuie sur l'ouvrage de soutènement du bâtiment qui ntest pas illustré. Comme d'habitude, ces panneaux de parement et ces planchers sont préfabriqués et apres leur mise en oeuvre, ils sont complétes par bétonnage et scellement. Selon l'invention, le panneau est formé d'un élement extérieur muni de deux ou plusieurs dispositifs d'accrochage ayant chacun un ancrage 5 illustré, à titre exemple, par un tondin à V renversé. Un enroulement à spirale 6 dont les deux branches 7 et 8 ont des fonctions différentes est fixé au sommet de l'ancrage 5. La branche 7 horizontale porte à son extrémité une plaque 9 s'appuyant contre la paroi verticale du plancher 4 de façon à former un étai équilibrant les charges horizontales dues au vent, tandis que l'autre branche 8 inclinée de 45" environ sert de tirant pour soutenir 1 'élément extérieur 1 du panneau. Le noeud 5, 6 et une partie des deux branches 7 et 8 sont noyés dans le béton de l'élément extérieur 1. L'extrémité libre du tirant 8 a un enroulement à spirale 10 comprenant un premier tourillon 11 dont l'extrémité est noyée dans le beton de l'élément extérieur 1, ce qui exige évidemment un logement 22. Les extrémités inférieures de deux autres tirants 13 sont enroulées autour de ce premier tourillon 11. Les deux bouts de ces tirants 13 sont eux-aussi enroulés en spirale pour loger un deuxième tourillon 15. Les tirants 13 s'articulent sur le premier tourillon 11, assumant la position encaissée 13' illustrée par la ligne hachurée dans la fig.l pendant le transport. Ils pourront être facilement portés dans leur position de montage comme indiqué par la ligne continue. Suivant l'invention, le plancher a un evidement façonne 16 avec deux brides profilées inclinées 17 sur lesquelles peuvent coulisser deux coins pour tendre le dispositif d'accrochement en question. En fait, si l'on presse les deux coins 18 audessous du deuxième tourillon 15, celui-là est poussé vers le haut en agissant sur les deux tirants 13 qui à leur tour soutiennent le tirant 8, l'ancrage 9 et par consequent l'élément extérieur 1 du panneau, moyennant le premier tourillon 11. Apres cette mise en oeuvre et la mise en traction, le logement 16 est rempli de béton pour bloquer les coins 18, le tourillon 15 et les extrémites supérieures 14 des tirants 13. Par contre, le logement 22 de 1 'élément extérieur 1 reste libre, comprenant le premier tourillon 11 et les deux enroule- ments 10 et 12. Cet amenagement permet évidemment des dilatations et contractions thermiques verticales etant donné que l'élément 1 pourra s'étendre librement vers le bas et vice-versa, mais il est aussi évident que rien n' empêche les dil-atations thermiques horizontales puisque les deux ou plusieurs accrochements prévus sur les panneaux permettent le coulissement latéral de l'enroulement 10 du tirant 8 fixe à l'élément extérieur 1 autour du premier tourillon 11, selon le but de l'invention. Des anneaux ressorts 19 aptes à faciliter la préparation et le montage du panneau et à amortir les mouvements de fluage dûs aux sauts thermiques susmentionnés doivent etre installés, de préférence, entre les enroulements à spirale 10 et 12 montes sur le tourillon ll et à l'extérieur de l'enroulement 12. Selon l'invention, les connexions entre les deux éléments du panneau 1 et 2 sont de nature élastique, amovibles n'ayant que le but de garantir l'assemblage des éléments pendant la production, leur transport et leur montage. Après leur mise en oeuvre, ces connexions doivent permettre le mouvement thermique de l'élément extérieur et meme sa rupture sans compromettre le soutènement de l'élément extérieur qui s'appuie au plancher indépendamment de l'élément interne. Par exemple, cette connexion pourra être réalisée par des ronds à béton arme 20 enroulés à triangle sur le treillis d'armature des éléments et placés selon une orientation dif- férente. En outre, un nombre limité d'entretoises élastiques 21 a pour but de transmettre les charges horizontales du vent de l'élément extérieur à l'élément interne. Ces entretoises peu- vent etre réalises avec des ronds 21 liés à l'armature à treillis des eléments 1 et 2 positionnes, par exemple, comme indiqué dans la fig. 3. I1 s'ensuit que les points d'échauffement seront réduits au minimum, assurant ainsi un meilleur calorifugeage. Il est évident que les connexions à tirant ou à étai 7, 8 et 13 pourront être aussi en profilé rond comme illustré dans la figure, ou en d'autre type de profilé articulé sur les tourillons 6, 11 et sur le dispositif d'accrochement 15. Naturellement, les enroulements 6, 10, 12, 14 indiques comme des enroulements à spirale des extrémités des tirants pourront être remplacés par des manchons ou des douilles fixés à ces tirants. Dans le deuxième exemple d'execution, fig.4 à 8, le dispositif de soutien de l'élément extérieur du panneau est similaire au premier, mais dans ce cas il n'y aura pas de raccordements entre les éléments extérieur et interne, puisque l'élément extérieur est soutenu en haut par le plancher étant fixe au plancher aussi en bas par des éléments déforma- bles. Par conséquent, les deux éléments extérieur et interne sont parfaitement independants. De minces pointeaux pourront être prevus pour la prefabrication, le transport et le montage du panneau.Les éléments qui sont similaires à la solution précédente sont indiqués par les mêmes numéros, compte tenu du fait que les tirants 8 et 13 ainsi que l'étai 7 sont maintenant des méplats, tandis que les enroulements 6, 10, 12 et 14 sont remplaces par des oeillets formés aux bouts de ces méplats. Ce support a le même but et la même fonction que le precédent, car les tirants 8 peuvent coulisser sur les tourillons 11 permettant ainsi la dilatation horizontale de l'élément extérieur du panneau. Néanmoins, il faut noter que le tourillon supérieur 15 est tiré et fixé à l'armature 17 du plancher avant le bétonnage final 16, moyennant des brides de fixation 118 ayant la fonction des coins 18. Comme on l'a explique ci-dessus, toute connexion entre les eléments extérieur et interne du panneau est éliminée dans la deuxième solution. En fait, l'invention prévoit dans la zone inférieure de l'élément extérieur du panneau un ancrage 120, normalement formé par un rond horizontal ou vertical iioye dans le béton de cet élément extérieur. Un tirant 122 terminant vers l'intérieur du bâtiment par un autre oeillet 123 est fixe au dispositif d'ancrage 120 préférablement à l'aide de l'oeillet 121. Apres le montage du panneau, un boulon 124 formé par exemple d'une broche à tète hexagonale, est inseré dans l'oeillet 123. Un manchon élastique 125 est prevu entre l'oeillet 123 et le corps de la broche 124.Quand la broche a éte enfilee dans l'oeillet 123, la broche est noyée dans le béton de finissage 16 du plancher, laissant libre la tête du boulon et l'oeillet 123 du tirant. Par de nombreuses fixations inférieures, comme illustré dans la fig. 8, l'élément extérieur du panneau qui est déjà soutenu dans le haut par le plancher, s'appuiera aussi au plancher avec son bord inférieur ce qui permet sa libre dilatation et contraction vis- -vis de l'élément interne du panneau et de la structure génerale du bâtiment tout en ayant la résistance nécessaire aux contraintes horizontales. De cette façon, il n'y aura plus besoin de raccordement entre les éléments 1 et 2 du panneau. Effectivement, selon l'invention, les raccordements amovibles ne seront utiles que pour la préfabrication, le transport et le montage. Chaque jonction amovible est formee d'une broche conique 126 dont l'extrémité est vissée dans un dispositif creux, de blocage 127 à T par exemple un raccord à T comme utilise pour les tuyaux, fixé par un rond 128 au béton de l'élément extérieur 1 du panneau. Un élément de contraste incorporé dans le béton de l'élément interne 2 du panneau est prévu le long du corps de la broche 126. Cet élément de contraste pourra être à enroulement 126 comme indiqué à titre d'exemple dans la fig.6, ou à anneau 130 proprement ancré, comme illustré dans la fig.7 ou ayant toute configuration appropriee. Lorsque la broche conique 126 est visse sur le dispositif de bocage 127 se forçant sur l'élément de contraste 129, 130, les deux éléments 1, 2 du panneau seront unis, il suffit de devisser et retirer la broche 126 pour obtenir deux éléments independants du panneau suivant le but de l'invention. Comme mentionné ci-dessus, les parois autoportantes actuellement connues ne sont pas à même de fonctionner comme parement extérieur par manque de calorifugeage. C'est pourquoi l'élément extérieur du panneau selon l'invention est revêtu d'une couche continue isolante, protégée par une épaisseur de béton armé. Cette solution est illustrée dans les figs.9 et 10 où le panneau est formé d'un premier elément interne 201 en béton arme à treillis 202, un deuxième élément extérieur plat 203 en béton armé à treillis 202 et de différentes cloison transversales 204, elles aussi en béton armé séparant les deux éléments plats 201, 203 et formant des trous verticaux 205. L'extérieur du deuxième élément plat 203 est revêtu d'une couche continue isolante 206 dont le bord supérieur depasse d'une longueur egale à l'épaisseur du plancher. La couche isolante 206 est protégée par un troisième element plat extérieur 207 en béton armé et treillis 202, dont les extrémités sont profilees 208 afin d'empêcher la pénétration d'eau apres la mise en oeuvre. Le troisième elément de protection 207 est fixé à la structure portante du panneau moyennant des pointeaux 209 liant les armatures 202 et ces pointeaux permettront la préfabrication verticale du panneau, en assurant la stabilité du panneau pendant son transport, son montage et la. stabilité après la mise en oeuvre, de l'élément de protection 207 contre l'action du vent. En meme temps, ces pointeaux asssurent, par leur élasticité, la libre déformation de l'élément extérieur 207 vis-a-vis de la partie porteuse du panneau. Le panneau calorifuge en question est installe comme illustré dans la fig.ll. Le plancher est posé sur un panneau extérieur. Le plancher est formé de panneaux préfabriqués formés de deux couches de beton arme infe- rieure 210 et supérieure 211, séparées par des éléments 212 longitudinaux en matériau léger et isolant, tel que le polys tyrène, munis de trous longitudinaux 213. Des fers 214 sortent de ces panneaux de plancher pour pénétrer dans l'évidement su périeur des panneaux de parement.Des barres d'armature 215 de n'importe quel-genre ou type sont insérées dans les trous verticaux 205 et l'ensemble est compléte par bétonnage 216 dans une structure rigide et stable. Ce procéde est connu et il est normalement appliqué. Selon l'invention, le système de soutènement du troisième élément extérieur de protection 207 au plancher independamment de la structure porteuse du panneau est obtenu de la même façon que le soutènement de l'élément extérieur des parois en porte à faux comme decrit ci-dessus. Effectivement, l'élément 207 a des dispositifs d'accrochement dans sa partie supérieure formant des brides 217 fixées à l'élément 207 par un ancrage 218 normalement formé par un rond courbé à V vers le bas. Cette bride 217 a une face laterale 219 s'appuyant au plancher et un joint 220 sur lequel sont montes un ou plusieurs tirants 221 articulés qui peuvent se mouvoir librement sur le plan horizontal. Les tirants 221 ont un oeillet supérieur dans lequel est inséré un dispositif de blocage 222. Après le montage, il est évident que le bétonnage final 216 bloquera la barre transversale 222 et le tirant 221 de chaque appareil de soutènement et par conséquent l'élément extérieur 207 de protection est soutenu par ce bétonnage et pratiquement par le plancher et il peut se deplacer librement en direction horizontale le long des articulations 220 et verticale vers le bas à cause de l'élasticité des pointeaux 209 selon les nécessités, pour éviter ainsi tout dommage qui aurait pu être causé si l'élément 207 eut été fixé au bâti de soutènement du panneau. Naturellement, les trois solutions indiquées pour le soutènement de l'élément extérieur du panneau au plancher et les dispositifs labiles, élastiques ou amovibles pour raccorder les éléments extérieurs et internes pourront être utilises de façon mixte aussi bien pour les panneaux portants et non portants de tout genre et avec des planchers de n'importe quel type. Revendications 1 - Panneau préfabriqué de paroi de parement du type non portant et composé de deux éléments plats (1,2) en beton arme avec treillis metalique ou plastique et d'une couche (3) de matériau léger et isolant située entre ces deux éléments (1,2), contribuant à former avec les planchers (4) un bâtiment, caractérisé par le fait que l'élément extérieur (1) du panneau est soutenu dans le haut par le plancher (4) moyennant un ou plusieurs dispositifs d'accrochage (6 à 15) coulissant horizontalement indépendamment de l'élément interne (2) et que les deux éléments du panneaux (1,2) sont raccordés par des dispositifs déformables (20, 21, 209) ou amovibles (126 à 129) de façon que l'élément extérieur (1) puisse se déformer librement indépendamment de l'élément interne (2) à cause des variations thermiques de l'ambiance extérieure ou l'action du soleil. 2 - Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque dispositif fixant la partie superieure de l'élément extérieur (1) au plancher (4) a un ancrage (5) en profile à V renverse noyé dans l'element extérieur (1), un enroulement (6) articulé au sommet de cet ancrage (5) avec deux branches, dont l'une (7) horizontale sert d'étai et est munie d'une plaque (9) d'appui au plancher tandis que l'autre branche (8r est inclinée de 45" environ et sert de tirants terminant par un enroulement à spirale (10), avec un premier tourillon (11 )inséré dans cet enroulement (10) de la branche incline (8) et deux tirants (13) munis aux deux bouts d'enroulements à spirale (12,14) dont les enroulements inferieurs (12) sont amenages autour d'un premier tourillon (11), tandis qu'un deuxième tourillon (15) est amenagé entre l'enroulement supérieur (14) des deux tirants (13) et que deux coins sont montés sur des glissières inclinées (17) d'un évidement (16) dans le panneau du plancher (4), de façon que ces coins, insérés entre la glissière (17) et le deuxième tourillon (15) mettent les tirants (8,13) en traction qui soutiendront ainsi la partie supérieure de l'élément extérieur du panneau (1) préfabrique ce qui permettra une libre déformation verticale vers le bas et de libres déformations horizontales à cause du cou lissement de l'enroulement supérieur (10) du premier tirant (8) sur le premier tourillon (11). 3 - Panneau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le tirant supérieur (13) est mis contre l'élément supérieur (1) pendant le transport. 4 - Panneau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'évidemment (16) du plancher (4) est rempli, apres montage, avec du béton de finissage, tandis que l'evide- ment (22) du panneau (1) logeant le premier tourillon (11) reste vide pour assurer le coulissement horizontal de l'enroulement (10) du premier tirant (8) fixé à l'élément extérieur (1) du panneau. 5 - Panneau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les éléments d'accrochage supérieur de l'élément extérieur (1) du panneau sont des profilés plats , meplats (7,8,13) munis d'oeillets (6,10,12,14) qui recevront l'ancrage (5) à leiement extérieur du panneau ainsi que les tourillons (11, 15). 6 - Panneau selon les revendications 1 et 2, caracterise par le fait que l'étai 7 et le premier tirant (8) peuvent être realises dans une seule plaque (217). 7 - Panneau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la traction et la fixation du tourillon supérieur (15) peuvent être réalisés par brides ou attaches (118) à l'armature du plancher. 8 - Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des liens sont prévus entre les deux éléments (1,2) du panneau qui ne serviront que pour la préfabrication, le transport et le montage et pour résister aux charges externes surtout causes par le vent; ces liens étant formes par des joints labiles et deformables (20, 21, 209). 9 - Panneau selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les liens unissant les deux éléments (1,2) du panneau sont représentés par des dispositifs amovibles, dont chacun est formé d'une broche conique (126) ayant une extrémité taraudée et visse dans un dispositif creux (127) à T bloque dans le beton de l'élément extérieur (1) et constitué d'un élément de contraste (129, 130) noyé dans le béton de l'élément interne (2) de façon que le joint entre ces éléments (1,2) puisse, être dévisse et éliminé pour rendre les deux éléments absolument indépendants. 10 - Panneau selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les raccordements entre les deux éléments (1,2) du panneau manquent complètement et que l'élément extérieur (1) dont la partie supérieure est déjà fixée au plancher (4) de façon coulissante, puisse être aussi fixe dans le bas au plancher moyennant des dispositifs déformables (120 à 125). 11 - Panneau préfabriqué de paroi de parement du type autoporteur, avec structure portante formée de deux éléments plats (201, 203) en beton armé à treillis (202) séparés par des cloisons (204) armes aptes à creer des creux verticaux (205), caractérisé par le fait que l'élément (203) tourné vers l'exte- rieur du bâtiment est recouvert d'une couche continue isolante (206) elle aussi protégée par un troisième élément (207) en béton armé à treillis (202) et que l'élément (7) de protection est fixé à la structure portante du panneau moyennant des pointeaux (209) déformables et que l'élément (7) est soutenu par un ou plusieurs dispositifs d'accrochement horizontaux (217 à 222) au plancher de façon indépendante de la structure portante du panneau afin de permettre à cet elément (207) de protection de se déformer librement sous l'action des variations de température sans subir aucun dommage.