Brevet FR2558188A1 — publié le 19850719

i La présente invention concerne l'art du charpentier et plus particulièrement un profilé creux se prêtant aux travaux du bâtiment. Les ouvrages en béton armé, dès le début du siècle, ont opéré une fusion entre charpente et maçon- nerie et permis de franchir des portées considérables, en concurrence avec la charpente et l'ossature métal- liques. Beaucoup plus récemment, les ouvrages en bois lamellé ont autorisé le franchissement des grandes portées par un matériau léger. Le problème des éléments de charpente préfa- briqués convenant même pour les grandes portées ne s'en n'est toutefois pas trouvé résolu. La présente invention vise à remédier à cette lacune en procurant des éléments de construction préfabriqués offrant des avantages dans les domaines de la portée franchissable, de la légèreté des structures, de la souplesse de mise en oeuvre comme éléments de structure et de cloisons et de la protection contre les intempéries. L'invention a en effet pour objet un profilé en caisson qui se prête à la construction - de plate-formes à pente nulle (planchers) - de plate-formes a pente faible (toits en plate- forme) - de versants de toiture (simples ou doubles) - de cloisons verticales - de portiques Le profilé de l'invention se prête à des montages avec des profilés identiques ou des profilés complémentaires et avec des éléments d'assemblages emboitables supérieurs ( faîte) ou inférieurs (assise). Le profilé de l'invention peut recevoir une couche d'isolation thermique et/ou acoustique inté- rieure et/ou extérieure par-dessus une couche anti- corrosion. Du fait que le profilé est en caisson, il peut abriter des canalisations diverses. Les organes latéraux pour l'assemblage des profilés les uns aux autres font couvre-joint et canal d'évacuation des eaux de ruissellement. L'invention a pour objet un profilé en caisson présentant une section transversale sensiblement cruciforme, caractérisé en ce que deux branches oppo- sées de la section sensiblement cruciforme portent chacune une aile longitudinale établie sur toute la longueur du profilé et rabattue parallèlement au plan médian commun aux deux autres branches de la section sensiblement cruciforme de manière à ménager, entre elle-même et la branche qui la porte, une gorge propre à recevoir une aile portée par un profilé juxtaposé. Suivant une première forme de réalisation, l'aile longitudinale d'une branche de la section sensiblement cruciforme est rabattue dans le même sens que l'aile longitudinale de l'autre branche de la section sensiblement cruciforme et suivant une seconde forme de réalisation, l'aile longitudinale d'une branche de la section sensiblement cruciforme est rabattue en sens opposé à celui de l'aile longitudinale de l'autre branche de la section sensiblement cruciforme. Suivant diverses variantes de réalisation, au moins une des branches de la section sensiblement cruciforme porte une ou plusieurs nervures longitu- dinales établies sur toute la longueur du profilé et/ou au moins une des branches de la section sensiblement cruciforme porte une ou plusieurs cannelures longitu- dinales établies sur toute la longueur du profilé, les nervures et/ou cannelures ayant un contour conçu en vue d'une fonction Particulière, comme recevoir les fixa- tions d'un faux plafond ou simplement augmenter la raideur de la branche en question. Suivant une autre variante de réalisation, au moins une des deux autres branches de la section sensiblement cruciforme présente deux faces opposées non parallèles au plan médian du profilé commun à ces mêmes deux autres branches. Suivant une forme d'exécution avantageuse, ces deux faces opposées non parallèles sont convergentes en direction du centre de la section sensiblement cruciforme. Cette forme d'exécution permet notamment d'obtenir un bon ancrage dans le béton coulé lorsque de tels profilés sont assemblés en prédalle (voir Fig. 11 ci-après). L'invention est davantage illustrée sans être limitée par la description faite ci-après de la struc- ture de deux des profilés de l'invention, de diffé- rentes formes que peuvent avoir de tels profilés et de certains assemblages auxquels ils se prêtent. Dans les dessins: - Fig. 1 est une vue en coupe du profilé de base de l'invention sous sa première forme de réali- sation; - Fig. 2 est une vue en coupe des profils élémentaires formant le profilé de la Fig. 1; - Fig. 3 est une vue en coupe du profilé de base de l'invention sous sa seconde forme de réali- sation; - Fig. 4 est une vue en coupe des profils élémentaires formant le profilé de la Fig. 3; - Fig. 5 à 10 sont des vues en coupe de divers profilés de l'invention; - Fia. 11il est une vue en coupe d'un profilé de l'invention qui se prête à la réalisation de dalles en béton; - Fig. 12 est une vue en perspective montrant le montage de profilés de l'invention pour former une toiture; o les mêmes chiffres 'de référence désignent les mêmes parties des profilés. Le profilé en caisson à section transversale sensiblement cruciforme de base conforme à l'invention, dont on peut considérer que tous les autres dérivent par modification, a en substance une section en croix grecque et existe sous deux formes de réalisation. La Fig. 1 est une vue de la section transver- sale creuse du profilé 1 de base de l'invention sous sa première forme de réalisation, qui présente quatre branches égales 2, 3, 4 et 5, parmi lesquelles les branches 3 et 5 portent la première une aile 6 et la seconde une aile 7, établies sur toute la longueur du profilé 1 et rabattues, l'une dans le même sens que l'autre, parallèlement au plan médian 8 (indiqué en pointillé) qui est commun aux deux autres ailes 2 et 4 de manière à ménager, avec la branche porteuse 3 ou 5, une gorge propre à recevoir une aile portée par un profilé juxtaposé. La distance du fond des gorges jusqu'aux bords libres 9 et 10 des ailes respectives 6 et 7 est inférieure à l'épaisseur des branches respec- tives 3 et 5, pour permettre un assemblage affleurant des profilés contigus. La Fig. 2 est une vue de deux profils élémen- taires 11 et 12 dont l'assemblage compose le profilé 1 de la Fig. 1. Le profil élémentaire 11 se compose de sept pans 13 à 19, parmi lesquels les pans 13 et 14 forment une partie de l'aile 7 et de sa branche 5 (voir aussi Fig. 1), les pans 15, 16 et 17 forment la branche 4 et les pans 18 et 19 forment une partie de l'aile 6 et de sa branche 3 (voir aussi Fig. 1.). Le profil élémentaire 12 se compose de neuf pans 20 à 28, parmi lesquels les pans 20, 21 et 22 forment la partie restante de l'aile 7 et de sa branche 5 (voir aussi Fig. 1), les pans 23, 24 et 25 forment la branche 2 et les pans 26, 27 et 28 forment la partie restante de l'aile 6 et de sa branche 3 (voir aussi Fig. 1). Les deux profils élémentaires 11 et 12 forment le profil 1 par emboîtement et sont solidarisés par des cordons de soudure ou des rangées de points de soudure ou bien tout autre moyen approprié à l'endroit o se rejoignent les bords libres des pans 13 et 20 et des pans 19 et 28 formant les bords libres 9 et 10 des ailes 6 et 7. La Fig. 3 est une vue de la section trans- versale creuse du profilé 29 de base de l'invention sous sa seconde forme de réalisation, qui présente quatre branches égales 2, 3, 4 et 5, parmi lesquelles les branches 3 et 5 portent la première une aile 6 et la seconde une aile 7 établies sur toute la longueur du profilé 29 et rabattues l'une dans le sens opposé à celui de l'autre parallèlement au plan médian 8 (indi- qué en pointillé) qui est commun aux deux autres ailes 2 et 4 de manière à ménager, avec la branche porteuse 3 ou 5, une gorge propre à recevoir une aile portée par un profilé juxtaposé. La distance du fond des gorges jusqu'aux bords libres 9 et 10 des ailes respectives 6 et 7 est inférieure à l'épaisseur des branches respec- tives 3 et 5, pour permettre un assemblage affleurant des profilés contigus. La Fig. 4 est une vue des deux profils élémen- taires 30 et 31 dont l'assemblage compose le profil 29 de la Fig. 3. Le profil élémentaire 30 se compose de huit pans 13 à 20, parmi lesquels les pans 13 et 14 forment une partie de l'aile 7 et de sa branche 5 (voir aussi Fig. 3), les pans 15, 16 et 17 forment la branche 4 eL les pans 18, 19 et 20 forment une partie de l'aile 6 et de sa branche 3 (voir aussi Fig. 3). Le profil élémentaire 31 se compose de huit pans 21 à 28 parmi lesquels les pans 21, 22 et 23 forment la partie restante de l'aile 7 et de sa branche 5 (voir aussi Fig. 3), les pans 24, 25 et 26 forment la branche 2 et les pans 27 et 28 forment la partie restante de l'aile 6 et de sa branche 3 (voir aussi Fig. 3). Les deux profils élémentaires 30 et 31 forment le profilé 29 par emboîtement et sont solidarisés comme les profils élémentaires 11 et 12 du profilé 1 en constituant les bords libres 9 et 10 des ailes 6 et 7. Il est immédiatement apparent que le profilé 29 est en fait formé de deux profils élémentaires identiques, l'un étant tourné de 1800 par rapport à l'autre. D'autre part, quand les profilés 1 sont réunis jointifs, la pose doit évidemment se faire dans l'ordre I, III, II, V, IV, etc., tandis que les profilés 29 peuvent être montés dans l'ordre I, II, III, etc. La Fig. 5 est une vue de la section trans- versale creuse d'un profilé 32 dans lequel deux bran- ches opposées 3 et 5 sont les mêmes que dans le type base de l'une ou l'autre forme de réalisation et les deux autres branches 33 et 34 présentent des faces opposées non parallèles au plan médian 8 du profilé commun à ces mêmes branches, les faces opposées non parallèles étant convergentes en direction de la section cruciforme. La section du profilé est ainsi pour moitié en croix grecque et pour moitié en croix de Malte. La Fig. 6 est une vue de la section transver- sale creuse d'un profilé 35 dans lequel les deux branches opposées 2 et 4 comprennent des cannelures 36 et 37 à section rectangulaire ménagées dans les pans 16 et 24 des profils élémentaires. La Fig. 7 est une vue semblable à la Fig. 6 d'un profilé 38 dans lequel des cannelures 39 et 40 à section semi-circulaire sont ménagées de même dans les branches 2 et 4. La Fig. 8 est une vue semblable à la Fig. 6 d'un profilé 41 dans lequel des cannelures à section en V 42 à 45 sont ménagées dans les faces opposées des branches 2 et 4. La Fig. 9 est une vue semblable à la Fig. 6 d'un profilé 46 dans lequel des nervures à section semi-circulaire 47 à 54 sont portées par les faces opposées des branches 2, 3, 4 et 5. La Fig. 10 est une vue semblable à la Fig. 6 d'un profilé 55 dans lequel des cannelures 36 et 37 à section carrée sont ménagées dans les branches 2 et 4 et des nervures à section carrée 56 à 59 sont portées par les faces opposées des branches 3 et 5. La Fig. 11 est une vue de la section trans- versale creuse d'un profilé 60 dont la branche 33 a la forme d'une branche de croix de Malte et les branches 3, 4 et 5 ont la forme de branche de croix grecque; la branche 4 comportant une nervure en queue d'aronde 61 ménagée dans le pan 16. En raison de la forme de leur contour, les profilés 60 se prêtent à la juxtaposition en une prédalle sur laquelle peut être coulé du béton dans lequel les profilés 60 sont ancrés par leur branche 33, tandis que les nervures en queue d'aronde 61 permettent de suspendre un faux plafond. Il convient de noter que dans le cas présent, si le profilé 60 ne dérive pas du type de base de la deuxième forme de réalisation, il faut prévoir un jeu de profilés 60 dont les ailes 6 et 7 sont relevées et un jeu de profilés 60 dont les ailes 6 et 7 sont rabattues. Il est évident que la forme que peut prendre la section d'un profilé ne dépend que des possibilités de fabrication et qu'il est toujours possible de prévoir pour les ailes 6 et 7 une règle d'orientation permettant l'assemblage souhaitable. La Fig. 12 est une vue en perspective d'un élément d'assemblage fattier 62 qui se compose d'un corps de poutre 63 portant, de part et d'autre, des tenons 64 à 73 qui sont reçus dans des profilés 1 ou 29. En l'occurrence, le corps de poutre est en forme de caisson et comporte un segment 74 A section réduite qui est reçu dans le corps de poutre suivant de la toiture complète. Par exemple, le corps de poutre 63 porte cinq tenons 64 et cinq tenons 65. Suivant une variante, les assemblages en faîte sont réalisés au moyen de paires de tenons 64 et 65 réunis en fausse équerre par une articulation percée d'un trou perpendiculaire au plan délimité par chaque paire de tenons, de sorte qu'un tirant peut être enfilé dans ces trous alignés. Le montage -en fausse équerre permet évidemment une valeur arbitraire pour l'angle au faite. La Fig. 13 est une vue en perspective d'un élément d'assemblage d'assise 75 en forme de triangle rectangle dont l'hypoténuse prolongée forme un tenon 76 situé dans l'alignement des profilés 1 ou 29. L'élément d'assise 75 est amené par son c8té 77 au reste de l'édifice directement ou par l'intermédiaire d'une plaque de répartition. Il va de soi que dans ce cas le profilé 1 ou 29 s'arrête contre la jambe 78 ou est échancré pour recouvrir plus complètement l'élément 75. Par ailleurs, il faut que les angles aigus du triangle rectangle soient choisis d'après l'angle au faite. Suivant une variante, l'élément d'assise 75 est exempt de jambe 78, les parties restantes étant articulées l'une à l'autre, ce qui assure l'universalité de montage. On peut réaliser le profilé suivant l'inven- tion au départ de tôle d'acier (notamment de tôle d'acier galvanisé), par pliage ou laminage au profil voulu. Par exemple, pour fabriquer des profilés 1 suivant l'invention ayant des largeurs hors tout de 150 mm, 180 mm, 240 mm et 300 mm, on peut choisir des épaisseurs de tôle de 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm et 2 mm. On peut également réaliser les profilés suivant l'invention par extrusion de métaux tels que l'aluminium et ses alliages, ce qui permet d'obtenir des profilés suivant l'invention faits d'une pièce. On peut également réaliser des profilés suivant l'invention en matières thermoplastiques, et en particulier en matières plastiques transparentes ou translucides; l'utilisation de tels profilés en combi- naison avec des profilés en métal permet notamment d'obtenir des toits ou autres parois ayant des portions transparentes ou translucides. Les profilés conformes à l'invention sont des profilés autoportants, mais il n'est pas indispensable de les monter jointifs. Ils peuvent en variante être montés de manière à laisser subsister des intervalles qui sont comblés à leur tour par des profilés non porteurs. Ces derniers portent aussi des ailes sem- blables aux ailes 6 et 7 et orientées en fonction de la présentation des ailes du profil 1 ou 29. Les profilés non porteurs peuvent être faits d'une matière quel- conque éventuellement transparente et peuvent être aussi en caisson. Dans ce dernier cas, ils peuvent être équipés en capteurs solaires. R E V E N D ICATIONS 1.- Profilé en caisson (1) présentant une section transversale sensiblement cruciforme, carac- térisé en ce que deux branches (3, 5) opposées de la section sensiblement cruciforme portent chacune une aile (6, 7) longitudinale établie sur toute la longueur du profilé et rabattue parallèlement au plan médian (8) commn aux deux autres branches (2, 4) de la section sensiblement - cruciforme de manière à ménager, entre elle-même et la branche qui la porte, une gorge propre à recevoir une aile portée par un profilé juxtaposé. 2.- Profilé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile longitudinale (6) d'une branche (3) de la section sensiblement cruciforme est rabattue dans le même sens que l'aile longitudinale (7) de l'autre branche (15) de la section sensiblement cruciforme. 3.- Profilé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile longitudinale (6) d'une branche (3) de la section sensiblement cruciforme est rabattue en sens opposé à celui de l'aile longitu- dinale (7) de l'autre branche (5) de la section sensi- blement cruciforme. 4.- Profilé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une des branches (2) de la section sensiblement cruciforme porte une ou plusieurs nervures longitudinales (47, 48) établies sur toute la longueur du profilé. 5.- Profilé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des branches (2) de la section sensiblement cruciforme porte une ou plusieurs cannelures (36) longitudinales établies sur toute la longueur du profilé. 6.- Profilé suivant l'une quelconque des il revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une des deux autres branches (33, 34) de la section sensi- blement cruciforme présente deux faces opposées non parallèles au plan médian (8) du profilé commun à ces mêmes deux autres branches. 7.- Profilé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deux faces opposéesnon parallèles sont convergentes en direction du centre de la section cruciforme. 8.- Profilé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en tôle d'acier profilé. 9.- Profilé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est obtenu par extrusion d'un métal choisi parmi l'alu- minium et ses alliages. 10.- Profilé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est obtenu par extrusion d'une matière thermoplastique.