Brevet FR2553806A1 — publié le 19850426

L'invention concerne une cellule d'habitation hautement industrialisée. Elle concerne étalement un procédé d'édification d'une construction mettant en oeuvre une telle cellule, ainsi que toute construction ainsi réalisée. Les procédés de constructions traditionnels ne sont plus adaptés à certains impératifs de la vie actuelle et le seront sans doute de moins en moins dans l'avenir. C'est pourquoi un grand nombre de constructeurs se sont penchés sur des procdés industriels de construction essayant au maximum de rationaliser la construction afin d'abaisser les coûts sans nuire au confort et à l'esthétique. Surgissent alors un grand nombre de problèmes qui peuvent trouver une solution, point par point, mais rarement une solution glo- bale intégrant tous les paramètres : sécurité, esthétique, courts, notamment. C'est ainsi que la résistance aux secousses sismiques continue à préoccuper les habitants des régions à risque.Les problèmes de thermique, d'acoustique, de résistance au feu, d'étanchélté, d'adaptatibilité à une distribution fonctionnelle, ne sont, pour l'instant, que partiellement résolus. Enfin, la maison évolutive fait partie des rêves d'un grand nombre d'acquéreurs potentiels. La présente invention a pour but de contribuer à résoudre tous ces problèmes, à répondre à tous ces impératifs. I1 s'agit d'une conception nouvelle mettant en oeuvre des solutions simples et standardisées. Elle concerne plus précisément une cellule constituée essentiellement d'un élément horizontal supérieur destiné à servir de "plafond", d'un élément horizontal inférieur destiné à servir de "plancher et d'éléments verticaux destinés à servir de "murs" ; caractérisée en ce que la structure réalisée par i'aqencement de ces éléments déli mite un volume travalllant en coque annulaire prismatique droite, ces éléments tant les parois de la structure. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles - les figures 1 et 2 représentent schématiquement deux exemples de cellules parallélépipédiques, monolithiques et homogènes conformes à l'invention - la figure 3 représente schématiquement une coupe verticale de la structure de la cellule des figures 1 et 2 ; - la figure 4 représente schématiquement l'assemblage d'un élément horizontal et d'un élément vertical de la structurne de la cellule des figures 1 et 2 ; - la figure 5 représente schématiquement un composant de base - la figure 6 représente schématiquement un assemblage de composants élémentaires collés et soumis, selon l'invention, à une précontrainte par post-tension, afin de constituer un élément de structure ;; - les figures 7, 8 et 9 illustrent schématiquement la composition respective d'un élément vertical, d'un élément horizontal de "plafond", et d'un élément horizontal de "plancher", équipés de leurs peaux intérieure et extérieure pour constituer l'enveloppe de la cellule - la figure 10 illustre schématiquement, vu en élévation partielle, un exemple de réalisation d'un élément vertical comportant des ouvertures avec et sans cadre renforçateur - la figure il illustre schématiquement un exemple de réalisation d'un procédé de fondation coopérant avec une cellule selon les figures 1, 2 et 3 - la figure 12 illustre schématiquement une construction mettant en oeuvre au moins une cellule selon l'invention ;; - la figure 13 illustre schématiquement les principales étapes d'un procédé de construction mettant en oeuvre des composants élémentaires, des éléments horizontaux et verticaux, et une cellule conforme à l'invention. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. Une structure conforme à l'invention, comme les montrent les figures 1 et 2 et la figure 3, qui est une coupe verticale des figures 1 et 2, est essentiellement constituée d'une cellule 1 parallélépipédique monobloc et homogène, formée d'éléments de structure constitués d'un élément horizontal supérieur 2 ou "plafond", d'un élément horizontal inférieur 3 ou "plancher" et d'éléments verticaux 4 ou "murs" rendus solidaires les uns des autres par des moyens 5, décrits ci-dessous, de telle sorte qu'ils dégagent un volume travaillant en coque annulaire prismatique droite. Ces éléments de structure horizontaux et verticaux sont eux-mêmes constitués de composants de bases modulaires (figure 5) -dont les dimensions sont multiples de 30 (ou 10). Selon une caractéristique de l'invention, une telle cellule 1 comporte, en outre, un support central 10 constitué d'un tube résistant, par exemple de section carrée, capable d'accomplir deux fonctions : celle d'élément porteur d'une part, et celle de gaine technique servant de fourreau pour toutes les alimentations électriques et fluidiques nécessaires à la construction édifiée à partir d'une ou plusieurs cellules 1 conformes à l'invention. Comme le montre la figure 4, les éléments horizontaux et verticaux sont munis,. au niveau des rives, de profils 11 et 12, par exemple en acier qui dolmen à l'ensemble de ltélément un profil prismatique plan et rigide, et permettent de les rendre solidaires les uns des autres au niveau des arêtes notamment par une soudure 13.Chaque élément de structure, qu'il soit destiné à servir de plancher, de plafond ou de murs, est donc constitué d'une pluralité de composants élémentaires tels que (C1,C2...),rendus solidaires les uns des autres par exemple par collage au niveau de plans de collage tels que 15 Comme le montre les figure 5 et 6 , chaque composant élémentaire (C) est constitué d'un bloc parallélépipédique et chaque élément de structure d'une pluralité de composants élémentaires, soumis à une précontrainte par post-tension, par exemple au moyen de feuillards 20 disposés selon deux directions orthogonales dans le plan de chaque élément ou paroi.Ces composants (C1, C2... Cn), les mêmes pour les différents éléments de la structure, dont la dimension de base peut etre par exemple égale à (120 x 120 x 30), peuvent être fabriqués en série pour ensuite être assemblés sur le site, comme cela sera expliqué ultérieurement. Il s'agit là d'un composant de structure standard unique et homogène, et c'est là encore une des caractéristiques essentielles de l'invention. Il peut, par exemple, être réalisé en béton léger ou matériau équivalent à surfaces fermées par enduisage ou masticage : mortier, résine, pateux, y compris par des produits à base de liants hydrocarbonés ou autre moyen, à l'exception des surfaces latérales 15. Pour des raisons de souplesse d'adaptation, peuvent être toutefois prévus quelques sous-composants complémentaires, dont les dimensions sont des sous-multiples de 120... dimension nominale en plan du composant de base. On s'arrange, dans tous les cas, à se limiter à des dimensions compatibles avec les moyens de transports actuels, des moyens de manutention peut coûteux et efficaces, un nombre de composants différents minimum. Les figures 7, 8 et 9 illustrent schématiquement la composition des parois de la cellule de base. Dans tous les cas, elles comportent trois parties : une âme 30, qui n'est autre que le composant de base (C), revêtue de part et d'autre d'une peau 31 et 32,dont l'association constitue une enveloppe tripelliculaire. Dans le cas où elle est destinée à l'élaboration d'un élément de structure vertical 4 (figure 7) la peau intérieure est réalisée par tout parement 32 souhaité en fonction de la destination finale de la construction et réalisé en usine sur support. Cette peau extérieure 32 assure à la fois l'aspect et l'étanchéïté , et est amovible. Elle peut être remplacée par un enduit appliqué directement sur l'amie 30. La peau intérieure 31 peut n'avoir qu'unie fonction, celle de parement, et être par exemple constituée par des feuilles de plâtre raidies. Dans le cas d'une paroi horizontale 2 supérieure (figure 8), on retrouve également une peau extérieure 32, assurant l'isolation et l'étanchéité, et une peau intérieure 31 assurant le parement. Enfin, s'il s'agit (figure 9) d'une paroi horizontale inférieure 3, la peau intérieure 31 sera constituée par tout revêtement adéquat pose sur support résistant, voir même un simple traitement de la surface de l'amie 30, tandis que la peau extérieure 32 se confondra alors avec la fondation (F), dont un type de réalisation sera plus longuement décrit ci-dessous. Dans tous les cas, ces peaux extérieures et intérieures peuvent être suspendues au moyen de plots 40, ce qui libère entre elles et l'amie 30 des éléments de structure, un "vide" dans lequel peuvent circuler notamment l'air frais, l'air vicié, et tous les fluides en général. Comme le montre la figure10, qui est une vue en élévation partielle, une cellule conforme à l'invention peut comporter des éléments verticaux présentant des ouvertures 35 et 36. La première comporte un cadre 37 participant à la résistance de l'ensemble ; la seconde n'en possède pas. La figure 11 illustre maintenant un procédé de mise en place d'un type de fondation (F) plus particulièrement apte à coopérer avec une cellule 1 ou 2 conforme à l:inven- tion. Ce type de fondation consiste à réaliser, de préférence un matelas élastique stérile 100 formé - d'une couche de matériau inerte 101 à granulométrie resserrée, capable de s'opposer à d'éventuelles remontées capilaires. Il s'agit là, par exemple, de gravillons ordinaires 15/25 ou de matériau de récupération, ou de déchets industriels de qualités analogues. Certains granulés de déchets non minéraux tels que le caoutchouc (pneux,...) peuvent être choisis - d'une couche supérieure 102 formant un matelas stabilisé au moyen d'un liant hydrocarboné ou autre pour la bonne marche des travaux - d'un film 103 étanche à la vapeur d'eau.Il peut s' agir de polyane ou butyl ou similaire. Ce film peut également être confondu avec la peau du composant de base défini précédemment, peau réalisée par exemple au moyen de feuille d'aluminium collée, de couche bitumineuse, etc... appliquées en usine. La surface de ce matelas 100 est débordante de l'emprise. Il est placé sur un sol décapé et réalisé après la mise en place du tube central 10, dont la~base constitue une cuvette 9, de telleçsorte qu'éventuellement, il soit en communication avec les arrivées et départs de fluide 105 de toutes sortes, voire meme avec une source ou un stockage d'énergie 110. L'ensemble de toutes ces amenées de fluide, d'énergie, d'électricité, etc... constitue en quelque sorte un cordon ombilical assurant la vie et le confort à l'intérieur de la construction ainsi édifiée. Celle-ci est schématiquement illustrée au moyen de la figure 12. On y retrouve le tube central 10, plongeant par la cuvette 9 dans le matelas élastique 100 ; la cellule 1 montée et assemblée conformément à l'invention selon un procédé qui sera détaillé ci-dessous est surmontée d'une toiture 90. Il peut s'agir d'une toiture classique mais de préférence, celle-ci sera indépendante, autoportante à structure porteuse constituée par une charpente préfabriquée en métal, en bois ou en plastique. Elle peut être construite au sol et levée en première phase des travaux de façon à servir d'abri dès le début.La toiture peut également, après construction de la cellule, reposer sur elle Le procédé d'édification d'une construction conforme à l'invention comporte, après le traitement de décapage et de stockage de terre végétale classiques, les étapes essenteilles suivantes, illustrées au moyen de la figure 13 a) Implantation et pose de la cuvette 9 sous le tube support 10, poses et raccordements (105 et 110), et mise en place du matelas élastique 100 b) Montage de la charpente et exécution de la toiture 90 ; levage de celle-ci par verins souples (V) et mise en place de béquilles provisoires 120, télescopiques et réglables c) Construction de l'élément horizontal inférieur 3 constituant la dalle "plancher" ainsi que la pose et le réglage du tube central 10'; d) Construction au sol de l'élément horizontal supé- rieur 2 constituant la dalle "plafond" et levage de celle-ci par verins souples (V) ; e) Etaiement sur tube central 10 et assemblage à plat de chaque élément vertical 4, puis relevage par basculement à l'aide de verins souples (V) f) Réalisation par soudure 13 de liaisons sur 8 arêtes reprise de la parois supérieure aux verins (V) ; suppression de l'étaiement et soudure des 4 dernières arêtes avant la descente de la toiture. Les étapes suivantes comportant notamment la mise en place des ouvertures et autres accessoires, des parements 31 et 32 et des finitions se poursuivent alors par assemblages à sec des composants concernés. il s'agit là d'une conception fonctionnelle t souple, débouchant sur des prestations élaborées et fiables, tout cela étant compatible avec une exécution rapide et des coûts réduits. La présente invention s'applique à l'édification de maisons individuelles et de petits collectifs. REVENDICATIONS 1. Cellule d'habitation hautement industrialisée, constituée essentiellement d'un premier élément horizontal supérieur (2), d'un second élément horizontal inférieur (3) et d'éléments verticaux (4), caractérisée en ce que ces éléments sont rendus solidaires les uns des autres par des moyens (5), de telle sorte qu'ils dégagent un volume travaillant en coque annulaire prismatique droite. 2. Cellule selon la revendication 1 ;caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un tube central (10) accomplissant deux fonctions : celle d'élément porteur d'une part, et de gaine technique "tous fluides" autre part. 3. Cellule selon l'une des revendications précédentes ; caractérisée en ce que chaque élément de structure horizontal, et vertical est constitué d'une pluralité de composants élémentaires (C1, C2...) -se présentant sous la forme de blocs parallélépipé dilues, assemblés par collage et soumis à une précontrainte par post- tension et cowxstant, au niveau des rives des mayens (11 12) capables de les rendre solidaires les uns des autres par soudure (13) ou tout autre procédé mécanique. 4. Cellule selon la-revendication 3 ; caractérisée en ce que cette précontrainte est obtenue au moyen de feuillards (20) disposés selon deux directions orthogonales dans le plan de chaque élément. 5. Cellule selon l'une des revendications 3 et 4 ; caractérisée en ce que les constituants de l'enveloppe sont au nombre de trois : une âme (30) de structure revêtue de part et d'autre de peaux (31) et (32). 6. Cellule selon l'une des revendications précédentes ; caractérisée en ce qu'elle est pose sur une fondation (F) constituée par un matelas élastique et stérile. 7. Cellule selon la revendication 6 ; caractérisée en ce qu'une cuvette (9) est incorporée dans cette fondation (F), et est rendue solidaire du tube central (10), cuvette (9) dans laquelle débouche l'ensemble des alimentations et évacuation en énergies et fluides. 8. Procédé d'édification d'une construction mettant en oeuvre une cellule selon l'une des revendications préce- dentes ; caractérisé en ce qu'il comprend, après le traitement de décapage et de stockage de la terre végétale, les étapes suivantes a) implantation et pose de la cuvette (9) sous le tube support (10), pose et raccordements des gaines (105) et stockage (110), et mise en place du matelas élastique (100) ; b) montage de la charpente et exécution de la toiture (90) ; levage de celle-ci par verins souples (V) et mise en place de béquilles provisoires ou non (120), réglables et télescopiques c) construction de l'élément horizontal inférieur (3) constituant la dalle "plancher" ainsi que la pose et le régiage du tube central (10) d) construction au sol de l'élément horizontal supérieur (2) constituant la dalle "plafond" et levage de celleci par verins souples (V) ; e) etaiement sur tube central (10) et assemblage à plat de chaque élément vertical (4) puis relevage par basculement à l'aide de verins souples (V) f) réalisation par soudure (13) des liaisons sur 8 aretes ; reprise de la paroi supérieure aux verins (V) ; suppression de l'étaiement et soudure des 4 dernières aretes avant la descente et le réglage de la toiture. 9. Construction mettant en oeuvre au moins une cellule selon l'une des revendicntions précédentes.