Brevet FR2553449A1 — publié le 19850419

Panneaux modulaiies de construction et applications de ces panneaux La présente invention concerne des panneaux modulaires pour la construction de bâtiments. Elle concerne également l'application de ces panneaux à la réalisation de bâtiments isolés thermiquement. L'édification de bâtiments, qu'il s' agisse d'immeubles d'habitation ou de constructions à vocation industrielle, s'effectue, de faon traditionnelle, en réalisant chaque partie du bâtiment -murs, planchers, toitures- à partir de cornposants distincts, faisant intervenir des techniques originales et des corps de métiers différents. En outre, la finition des bâtiments ainsi réalisés exige des matériaux diue'rents pour chacune des fonctions envisagées: résistance mécanique, protection contre les intempéries, isolation thermique et décoration, et les assemblages nécessitent des reprises de jonction des parties visibles. Ces techniques classiques de construction, si elles offrent une grande souplesse architecturale, sont donc coûteuses, peu susceptibles d'entre mises en oeuvre de façon industrialisée, et dépendantes des conditions climatiques. On a certes proposé de remédier partiellement à ces inconvénients en réalisant des ensembles de constructions identiques, mais, outre que subsistent certains des défauts de la technique classique, ces constructions industrielles en série se font aux dépens des caractéristiques architecturales. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un panneau modulaire qui se preste aussi bien à la réalisation de parois, que de planchers ou de supports de toiture pour bâtiments, sans inlposer de contraintes architecturales. Ella vise égalamen à proposer des panneaux de ce type qui soient autopoftants et autostables et qui assurent une isolation thermique du type pariétodynamique, c'est-à-dire à circulation d' air. L' invention vise enfin à proposer des panneaux de ce type qui, par assemblage, permettent de réaliser des structures présentant une bonne continuité mécanique et thermique entre panneaux, avec une double circulation d'air suivant l'ensemble des panneaux. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau modulaire de construction de forme générale rectangulaire ou triangulaire, caractérisé en ce qu'il comprend suivant nécessité une lisse inférieure et une lisse supérieure, réunies à chacune de leurs extrémités par des montants latéraux et entre leurs extrémités par au moins une entretoise parallèle aux dits montants, lesdites lisses, lesdits montants et ladite entretoise comportant des évidements pour recevoir les tranches d' une première plaque et d' une seconde plaque parallèles en un matériau isolant, la première plaque ayant une face sensiblement coplanaire à une face latérale des dites lisses, desdits montants et de ladite entretoise, tandis que la seconde plaque, séparée par une première lame d' air de la première plaque est décalée vers l'intérieur du cadre formé par lesdites lisses et lesdits montants, une première plaque de béton étant solidaire de la face externe de la première plaque isolante et de la face latérale correspondante desdites lisses, desdits montants et de ladite entretoise, tandis qu'une seconde plaque de béton est solidaire de la face opposée desdites lisses, desdits montants et de ladite entretoise et est séparée par une seconde lame d'air de la seconde plaque isolante, lesdites lisses étant percées d'orifices pour le passage de 1' air au moins au droit des dites première et seconde lames d'air. Avantageusement, lesdites entretoises ont une section en forme de croix à deux branches égales définissant quatre évidements, deux en force de L, entre une branche et la base de la croix, pour recevoir la première plaque isolante, et deux autres en forme de U, entre les deux branches de la croix, pour recevoir la seconde plaque isolante, tandis que lesdites lisses et lesdits montants ont une section sensiblement égale à la moitié de celle de ladite entretoise avec un unique évidement en forme de L et un unique évidement en forme de U tournés vers 1' intérieur du panneau. Afin d' assurer l'étanchéité entre les lames d' air, qui, comme on le verra ci-après, ont un rôle primordial dans le panneau conforme à l'invention, les plaques d'isolant thermique seront imperméables à 1' air. Elles pourront être réalisées en tout matériau rigide ou semi-rigide, de préfterence résistant au feu et hydrophile, par exemple en mousses expansées, - en laine de verre ou similaire. Les plaques de béton seront de préférence réalisées en un béton à base de polymère, de ciment, de gravier et de sable, avec éventuellement des fibres de renforcement, l'ensemble disposant ainsi d'excellentes caractéristiques mécaniques. Le type exact du béton utilisé dépendra des exigences mécaniques, physiques et chimiques, et des conditions climatiques dans lesquelles les panneaux seront utilisés, afin d' assurer en toute saison une excellente étanchéité à 1' air et à l'eau.On notera que ces plaques de béton ibrment les parties externes des panneaux conformes à l'invention et qu'elles pourront avantageusement être teintées dans la masse avec la finition désirée, pour former un élément de façade ne nécessitant aucun parement externe, ou pour recevoir directement, 1' intérieLuv du bâtiment, une couche de peinture ou des panneaux de tapisserie, sans qu' il soit nécessaire de les revêtir préalablement de plâtre. Les lisses basse et haute éventuelles, les montants latéraux et les entretoises, pourront être réalisés en bois ou en tout autre matériau (ou tous autres matériaux éventuellement combinés) présentant les caractéristiques mécaniques et thermiques requises, ni ais le bois constitue un m matériau préféré du fait de ses excellentes caractéristiques dimensionnelles. I1 est clair que les panneaux conformes à l'invention sont autoportants et stables et ils se prêtent donc particulièrement bien à la réalisation d'éléments de construction, qu'il s'agisse de murs, de supports de toiture ou de planchers, les panneaux contigus étant disposés de façon telle que la continuité soit - assurée entre les montants latéraux, avec les lames d'air, les plaques d'isolant et éventuellement les plaques de béton dans le prolongement les uns des autres, afin de conserver à la structure ainsi réalisée son caractère auto portant. Dans leur application à la réalisation d'éléments externes de construction (murs ou toiture), la plaque de béton séparée par une lame d'air de la plaque d'isolant contigue sera disposée à l'extérieur du bâtiment, avec la lisse intérieure du panneau le plus bas disposée de façon telle que, par les orifices prévus à cet effet, de 1' air de 1' atmosphère externe puisse pénètrer entre la plaque de béton et la plaque d'isolant et y circuler de bas en haut, en passant de panneau en panneau, -jusqu' à la lisse supérieure du panneau le plus élevé, en assurant ainsi une excellente ventilation et en convoyant les calories de déperdition et d'origine solaire captées par les plaques externe de béton. A la partie haute des panneaux supérieurs, les deux lames d'air pourront être mises en communication, par l'intermédiaire, par exemple, d'au moins un collecteur, de manière eue 1' air puisse redescendre jusqu' aux panneaux inférieurs et pénètrer à l'intérieur du batiment par des ennées d' air prévues à cet effet. Les calories dont se sera chargé 1' air au contact des plaques externes de béton seront ainsi récupérées pour le chauffage du bâtiment.On notera d' ailleurs qu' au lieu d'utiliser un unique collecteur, on pourra employer deux collecteurs, communiquant chacun avec un système distinct de lames d'air des panneaux, ces collecteurs pouvant être mis en communication entre eux et/ou avec un système de chauffage auxiliaire ou de climatisation (pompe à chaleur ou autre) par un système de vannes approprié. Les assemblages entre panneaux, dans cette application, et entre panneaux et autres éléments de construction, pourront se faire par tout moyen connu dans la technique, notamment par collage. Un moyen d'assemblage original, qui entre dans le cadre de l'invention et qui sera décrit ci-après plus en détail, comprend des éléments de tôle solidaires des faces externes des plaques de béton d1 un premier panneau et aptes à se déformer sous la sollicitation d' une clef pour que leurs extrémités recourbées viennent se loger dans des glissières rigidement solidaires d'un autre organe de construction ou des faces externes des plaques de béton d'un second panneau. Les dessins annexés, qui n'ont pas de caractère limitatif, illustrent une forme de réalisation d'un panneau conforme à l'invention, dans son application à la construction d'un immeuble. Sur ces dessins La figure 1 est une coupe schématique d'un immeuble dont les murs et les supports de toiture sont réalisés à 1' aide de panneaux conforme à l'invention; La ilgure 2 est une perspective schématique avec arrachements de ce même immeuble Les figures 3 et Z sont des coupes suivant les lignes III-III et IV-IV de la figure 1 Les figures 5 à 8 illustrent un mode d' assemblage des panneaux confondes à l'invention. Comme on le voit sur les dessins, ces panneaux comprennent une lisse basse 1 et une lisse haute éventuelle 2, réunies à leurs ex évités par es montants perpendiculaires 3 et, à intervalles réguliers entre les montants 3, par des entretoises 4. Comme représenté, les entretoises 4 ont une section transversale en forme d' une croix à deux branches égales, qui définissent deux évidements à section en U, 5, et deux évidements à section en L, 6, tandis que les lisses 1 et 2 et les montants 3 ont une section transversale correspondant à la moitié de celle des entretoises 4 à partir du plan de symétrie de ces dernières, avec un unique évidement en U, 7, et un unique évidement en L, 8, tournés vers l'intérieur du cadre formé par les lisses 1 et 2 et les montants 3. Dans les évidements en U, 5 et 7, et dans les évidements en L, 6 et 8, sont encastrées deux plaques parallèles, respectivement 9 et 10, en un matériau thermiquement isolant, séparées par une première lame d'air 11. Contre la branche d'extrémité de la section en croix des montants 3 et des entretoises 4 est collée une plaque de béton 12, séparée par une seconde lame d' air 13 de la plaque isolante 9 contigue, tandis que, contre la base opposée de la section en croix des montants 3 et des entretoises 4 et contre la face externe de la plaque isolante 10 est collée une seconde plaque de béton 14. Le panneau ainsi constitué forme une structure compacte, stable et autoportante, qui, comme représenté sur les dessins, peut servir aussi bien d'élément de mur pour bâtiment que de support de toiture ou directement de toiture, en imitant à 1' aide de la plaque de béton supérieure le revêtement désiré tel que tuile plate, ardoise ou autre. Les lisses 1 et 2 sont percées d'orifices tels que 17 (figure 2), au moins au droit des lames d' air 11 et 13, en vue de mettre celles-ci en communication avec 1' atmosphère externe (cas du panneau inférieur 15 du mur, qui repose en position décalée vers l'extérieur sur la substructure 16) ou avec les lames d' air correspondantes des panneaux contigus. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, en assemblant les panneaux entre eux et avec les organes contigus par tout moyen connu dans la technique, par exemple par collage, pour former les murs et les toits d'un immeuble, et en disposant dans un même plan les montants latéraux 3 et les entretoises 4, il est ainsi possible de mettre en communication les différentes lames d'air 13 et 11, pour former des conduits continus de ventilation, respectivement ascendant, 18, et descendant, 19, en communication mutuelle, par tout moyen connu, par exemple par l'intermédiaire de deux collecteurs, 20 et 21, réunis entre eux et/ou éventuellement avec un moyen de chauffage auxiliaire par une vanne 22. En disposant les plaques de béton 12 suivant la face externe des bâtiments, afin qu'elles se chauffent sous l'effet du rayonnement solaire, et en prévoyant des passages d' air tels que 23, à la base des panneaux isolants 10 et des plaques de béton 14 disposés à la partie inférieure de la face interne des murs du bâtiment, il est ainsi possible de ventiler celui-ci en le chauffant au moins partiellement par le rayonnement solaire. En effet, 1' air de l'extérieur du bâtiment pénètrant par les orifices 17 dans les lames d'air 13 s'élève dans le conduit 18 en s 'échauffant au contact des plaques 14 et sans cèder sensiblement de calories aux plaques 9, du fait de leurs propriétés isolantes.De même, lorsqu'il emprunte le conduit descendant 19, l'air ne rrd qu'une fraction minirrie des calories qu'il a emmagasinées, puisqu'il n'est en contact qu'avec les plaques isolantes 9 et 10. Mieux, même, il peut récupérer les calories provenant de l'intérieur du bâtiment, qui ont pu éventuellement traverser la plaque de béton 14 et la plaque isolante 10. Les calories dont s'est chargé l'air peuvent donc être cédées par celui-ci à 1' atmosphère interne de l'immeuble, dans lequel il pénètre par les orifices 23.Les panneaux confondes à 1' invention se pretent donc non seulement à l'isolation thermique des bâtiments, mais au chauffage au moins partiel de ceux-ci, à 1' aide de l'énergie solaire, lorsque les conditions atmosphériques le permettent. On remarquera qu'en disposant les dillérents poteaux et les diverses entretoises des panneaux contigus à 1' aplomb les uns des autres, on réalise une structure formant une trame extrêmement rigide et résistante, comparable à une charpente. Lorsque, comme représenté sur les dessins, les panneaux conformes à l'invention sont utilisés comme support d'une toiture 25, il est ainsi possible de se dispenser de l'emploi d'une charpente, ce qui permet de récupérer un volume d'utilisation import-ant à l'intérieur de l'immeuble et êe faire un gain appréciable sur la construction, en économisant le coût d'une charpente. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, on peut employer tout moyen connu dans la technique pour 1' assemblage des panneaux et -des organes contigus. Les figures 5 à 8 illustrent, toutefois, un mode d' assemblage original qui entre dans le cadre de la présente invention. Dans cette réalisation, des éléments raidisseurs 26, en talle ou similaire, sont solidaires par des agrafes 27, venues d'emboutissage, de chacune des faces d'un organe 28, une cloison, par exemple, que l'on dUsire fixer sur un panneau 29 conforme à l'invention. Lorsque l'organe 28 est lui-même constitué par un panneau conforme à l'invention, lesdits raidisseurs peuvent être rendus facilement solidaires des plaques en béton externe, lorsque celles-ci sont coulées. La partie des éléments raidisseurs 26 proche de la tranche de la cloison 28 n'est pas fixée sur celle-ci, de façon à pouvoir être écartée en pliant la tole. Sur cette partie libre est fixé, par collage ou soudage, un élément connecteur 30, dont les extrémités libres sont recourbées vers l'extérieur. Sur la face externe correspondante du panneau 29, une pièce en firme de glissière 31 est fixée par des vis au niveau des entretoises 4. La cloison 28 ayant été préalablement amenée à l'aplomb de la glissière 31 (figure 6), on l'abaisse en amenant les extrémités recourbées des éléments connecteurs 30 en regard des ailes de la gLissière (figure 7). Il suffit alors d'engager une clef 32 entre les extrémités recourbées pour les engager à force sous les ailes de la glissière 31, en déformant par pliage les parties libres des éléments raidisseurs 26. Ce moyen d'assemblage est donc très simple à mettre en oeuvre sur les chantiers, mais on peut, bien entendu, utiliser tout autre moyen connu en soi. Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, les faces externes des plaques de bétail 12 et 14 auront un état de surface les rendant aptes, respectivement, à servi d'éléments de façade ou de toiture d'un coloris approprié, pour les plaques 12, et à recevoir directement une couche de peinture ou un papier de tapisserie dans le cas des plaques 14. Les panneaux rnodulaires conformes à l'invention se prêtent donc à un montage facile et rapide sur les chantiers et à la réalisation, à un prix peu élevé, de bâtiments présentant de nombreux avantages. REVENDICATIONS 1.- Panneau modulaire de construction de forme générale rectangulaire ou triangulaires caractérisé en oe qu'il comprend une lisse intérieure (1) et une lisse supérieure (2), réunies à chacune de leus extrémités par des montants latéraux (3) et entre leurs extrémités par au moins une entretoise (4) parallèle auxdits nioritants, lesdites lisses, lesdits montants et ladite entretoise comportant des évidements (5, 6, 7, 8) pour recevoir les tranches d'une première plaque (10) et d'une seconde plaque (9) parallèles en un matériau isolant, la première plaque i'10) ayant une face sensiblement coplanaire à une face latérale desdites lisses, desdits montants et de ladite entretoise, tandis que la seconde plaque (9) séparée par une première lame d'air (11) de la première plaque (10), est décalée vers l'intérieur du cadre formé par lesdites lisses et lesdits montants, une première plaque de béton (14) étant au contact de la face externe de la première plaque isolante (10) et solidaire de la face latérale correspondante des dites lisses, desdits montants et de ladite entretoise, tandis qu'une seconde plaque de béton (12) est solidaire de la face opposée desdites lisses, desdits montants et de ladite entretoise et est séparée par une seconde lame d'air (13) de la seconde plaque isolante (9), lesdites lisses étant percées d'orifices pour le passage dé 1' air au moins au droit desdites première et seconde lames flair (11 et 13). 2.- Panneau modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entretoises (4) ont une section en forme de croix à deux branches égales définissant quatre évidements, deux en forme de L (6) entre une branche et la base de la croix, pour recevoir la première plaque isolante (10), et deux autres en forme de U (5) entre les deux branches de la croix, pour recevoir la seconde plaque isolante (9), tandis que lesdites lisses (1,2) et lesdits montants (3) ont une section sensiblement égale à la moitié de celle de ladite entretoise (4) avec un unique évidement en forme de L (8) et un unique évidement en forme de U (7) tournés vers l'intérieur du panneau. 3.- Application des panneaux modulaires selon l'une des revendications 1 et 2 à la réalisation de bâtiments isolés thermiquement, caractérisée en ce que des murs de façade et, éventuellement, des éléments de toiture sont réalisés à l' aide desdits panneaux, avec ladite seconde plaque de béton (12) disposée à l'extérieur du bâtiment, les montants latéraux (3) et lesdites entretoises (4) des panneaux contigus étant disposés dans un même plan, de manière que lesdites première et seconde lames d' air (11, 13) forment des conduits continus (18, 19), des entrées d'air (17) mettant en communication avec l'extérieur lesdites secondes lames d' air (13) étant prévues, de préfSerence, au niveau des panneaux de base desdits murs, tandis que des sorties d'air (23) mettant en communication lesdites premières lames d' air (11) avec l'intérieur du bâtiment sont prévues, de préférence, au niveau des panneaux de base desdits murs, lesdits conduis d' air (18, 19) peuvent être mis en communication mutuelle par des moyens connus dans la technique. 4.- Application selon la revendication 3, caractérisée en ce que des moyens de chauffage ou de climatisation peuvent être mis en communication avec lesdits conduits d'air (18, 19) 5.- Application selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que lesdits panneaux sont assemblés avec d' autres éléments de construction (26) qui peuvent être ou non des panneaux analogues, à l'aide de glissières (31) fixées sur lesdits panneaux au niveau de la base desdites entretoises et d'organes (30) solidaires des faces exter@es desdits éléments (28) et dont les extrémités sont recourbées, lesdits éléments (30) étant aptes à être déformés par un outil approprié (32) pour que leurs extrémités recourbées viennent se loger à force sous les ailes desdites glissières (31).