Brevet FR2555630A1 — publié le 19850531

Domaine technique La présente invention concerne un procédé de fabrication de planchers isolants à base d'éléments préfabriqués auto-portants constitués d'une dalle nervée en béton armé, éventuellernent précontraint, présentant deux nervures, au moins, coulées dans un moule en matériau isolant thermiquement et reliée avec des dalles identiques, sur le chantier, par un mortier de clavetage et fixés sur les murs auto-porteurs par un hainaqe. Elle concerne aussi les éléments fabriqués nuto-psrtarts prêts è l'emploi fabriqués suivant ledit procédé ainsi que les planchers fabriqués à l'aide desdits éléments. Probibe posé I1 s'ait de réaliser des planchers en béton armé ou pré contraint incorporant une bonne isolation afin de faire face aux économies d'énergie qui sont de plus en plus à l'ordre du jour. En effet, dans la plupart des cas, jusqu'à présent, on coule des planchers en béton classique auxquels on est obligd d'adapter une isolation thermique à posteriori, qui augmente la durée de la construction et est onéreuse. Etat de la technique et inconvdnients Jusqu'à présent on a fait une approche à la solution de ce problème par la réalisation de diverses sortes de planchers préfabriqués ou coulés en place qui nécessitaient au moins deux interventions. Parmi ces procédés, on peut citer: a) - la pose de poutrelles et d'entrevous - suivie du coulage d'une dalle de compressian. b) - le coulage d'un plancher ordinaire - la mise en place d'un isolant. Ces deux opérations sont couramment suivies du coulage d'une chape de protection c) - la juxtaposition de poutrelles à section en T coulées dans un moule perdu en matière isolante, - le claveté de ces poutrelles. Le dernier procédé nécessite un moule d'une grande complexité ne permettant pas l'extrusion simple, plusieurs interventions étant nécessaires. Plus précisément, cn peut citer dans ces domaines: le brevet allemand 2 436 515 qui décrit des éléments dans lesquels la partie résistante est, soit une poutrelle en treillis aves béton armé (figure 1), soit une poutrelle en béton armé ou précontraint en forme de grand T renversé (figure 2), soit uns poutrelle de béton armé ou précontraint en forme de I (figure 3). La liaison de ces poutrelles se fait par emboitement dans des feuillures ou par des assemblages à section en zig-zag. Les poutrelles sont noyées dans un béton poreux et peu résistant ce qui nécessite de les placer très proches les unes des autres. I1 el résulte l'impossibilité de pratiquer des trémies et une réduction de la résistance lors des poussées perpendiculaires à l'axe des poutrelles. Le brevet français 2 432 578 qui décrit des éléments dont les nervures résistantes sont une poutrelle en béton armé avec une armature en treillis à talons pré-enrobés. L'ensemble de la table de compression des planchers constitué avec ces éléments est coulé et oeuvré, ce qui nécessite llimportante quantité de béton sur le chantier. En outre, on observe que la partie en parement extérieur bas a une composition différente des flancs isolants (repère 2 sur les figures) ce qui implique une hétérogénéité de la composition du plancher ou, plus précisément, un défaut de liaison mécanique entre la partie isolante inférieure dudit plancher et la partie résistante en béton armé qui en constitue la partie supérieure. De la même façon que dans le brevet allemand précédent, la partie essentielle des poutres est constituée par une matière plastique alvéolaire qui manque de résistance dans les efforts dirigés suivant des directions perpendiculaires à l'axe des poutres et le clavetage desdites poutres est trop slsoF)lifié puisquflil s'effectue par ladite matière plastique alvéolaire ; ceci peut amener des défauts de résistance mécanique et de cohésion entre les différentes poutres juxtaposées. Il en résulte une hétérogénéité du plancher constitué. Le brevet britannique 1 540 575 prévoit des éléments en béton armé coulé dans des coffrages en bois. Il prévoit aussi une table de compression coulée en oeuvre qui irnpose, encore une fois, l'apport de quantité très imnortante de béton armé sur le chantier. Sa bonne couture avec les armatures basses est assurée par des fers en forme de grecques repr4sentés sur la filtre 4. Ici encore, comme il s'agit de structures de poutres juxtaposées comme indiqué dans les références ci-dessus mentionnées, les planchers réalisés avec Ces éléments en béton armé présentent les mêmes inconvénients. le brevet britannique 432 479 prévoit des éléments qui peuvent être en béton armé dont la liaison est assurée par des indentations permettant un encastrement voisin les uns dans les autres. Il n'y a pas de liaison aisée entre les différents éléments juxtaposés et on tombe encore dans les mêmes inconvénients des documents qui viennent d'être cités. La présente invention est destinée à remédier aux défauts précités par ies artifices techniques qui vont mantenant être explicités. Exposé de l'invention La présente invention est caractérisée tout d'abord par un procédé de fabrication qui combine les opérations suivantes a) fabrication préalable d'un coffrage perdu en base en matériau isolant thermiquement dont la forme extérieure est inscrite dans un parallèlépipède rectangle ayant - la base et les quatre cutis plans, - les faces latérales avec une rainure en forme de trapèze rectangle horizorltal, - un dessus évidé deux fois, au moins, par des rainures longitudinales dont le fond est plus large que l'entrée et évidé au moins une fois de façon supplémentaire transversalement, b) mise en place dans les rainures en forme de trapèze rectangle de baquettes à section décagonales symétriques autour de leur plan médian vertical, présentant des renflements latéraux et émergeant vers le haut, du coffrage de base prévu en a), d'une dimmension correspondante à l'épaisseur e minimum de la dalle supérieure en béton, lesdites baguettes dépassant, à chaque extrémité, ledit coffrage de base pour supporter deux coffrages de tynpan ou d'about présentant des moyens pour faciliter le placement des armatures, c) mise en place des armatures et du béton, ainsi que préparation de éléments par prise de ce dernier, d) démontage des éléments de coffrage décrits en b), e) transport et combinaison des éléments préfabriqués auto-portants a base de dalles nervures qui sont généralement mises côte à côte, f) clavetage en place dans les rainures en forme de trapèze rectangle surmonté d'un renflement et coulage du chainage au droit des murs porteurs. Avec ce procédé, on peut fabriquer des éléments au.to-portants prêts à l'emploi qui sont remarquables par la combinaison des caractéristiques suivantes a) d'une partie inférieure en matériau isolant dont la forme extérieure s inscrit dans un parallèlépipède rectangle ayant - une base plane, - des faces latérales symétriques avec des rainures en partie hautes dont la partie inférieure a la forme d'un trapèze rectangle et dont la partie supérieure présente un angle rentrant, - des nervures incorporées longitudinalement à section inférieure plus import-ente que la section supérieure, - des nervures transversales rejoignant les nervures longitudinales, - des extrémités en béton reliant la dalle en béton et les nervures longitudinales en béton de façon à envelopper le matériau isolant. b) une partie supérieure ou dalle en béton armé dont les armatures principales sont situées en bas des nervures longitudinales, dans la hauteur de celles-ci et dans la partie plane supérieure, ladite partie supérieure étant obtenue par comblement des évidements décrits plus haut. Solution au problème, avantages et résultats industriels On comprend que le dispsotif de l'invention permette de s'affranchir des difficultés exposées au début du présent méritoire en réalisant un moule simple et un plancher préfabrioué composé d'éléments comprenant plusieurs poutrelles, les clavetages étant de ce fait réduits en nombre. Ce procédé permet la fabrication d'éléments comprenant des trémies de l'ordre de un mètre de côté et ceci de façon aisée. Cet avantage ne pouvait pas exister dans les procédés antérieurs et notamment avec les dispositifs décrits dans les quatre brevets évoqués ci-dessus. Naturellement, on comprend que les éléments de l'invention résolvent le problème de la réalisation rapide de plancher en béton incorporant l'isolant ce qui évite la pose ultérieure de celui-ci. La plupart du temps, l'isolant occupe toute la surface inférieure du plancher. Cependant, comme on le verra dans la description ci-après, dans certain cas, on peut simplifier le moule et en supprimer la partie inférieure ce qui laisse apparaître le dessous des nervures longitudinales transversales. On pourrait penser que cela constitue des ponts thermiques mais l'épaisseur du béton à cet endroit est suffisante pour en diminuer l'effet. En outre, les planchers constitués par le procédé de l'invention sont généralement destinés à être placés entre deux étages d'un immeuble où les différences de températures sont faibles. Il est évident que le béton armé participe à l'essentiel de la résistance mécanique des planchers. Mais il ne faut pas exiger la résistance du matériau isolant qui participe aussi à la cohésion du plancher. Ces matériaux isolants peuvent être choisis dans toutes les gammes connues actuel3ement ement et notamment parmi les matériaux résistants au feu. On sait cl'il existe dU pol yestyrène ignifugé, des mousses de polyuréthanne haute densité, des mousses phénoliques, des matières à base de verniculite, du bois, etc... L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après qui en montre quelques exemples non limitatifs de réalisation pratique qui sont illustrés par les dessins joints. Brève description des figures Dans ces dessins, La fiqure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation fondamental du coffrage perdu de base ; la figure 2 est une vue en perspective de ce même coffrage, représenté en pointillés, auquel on a adjoint, dans les rainures en forme de trapèze rectangle, les baguettes à section décagonale supportant un coffrage de tympan ; la figure 3 est une vue en perspective du coffrage représenté à la figure 2 dans lequel on a enlevé les tympans, pour plus de clareté, et où on vient de couler le béton constituant les nervures et la dalle de surface supérieure ; la figure 4 est une vue en perspective de la dalle terminée, coupée à une extrémité, et décoffrée, notamment de ces baguettes latérales à section décagonale ;; la figure 5 est une coupe longitudinale verticale d'un élément préfabriqué auto-portant prêt à l'emploi avec une trémie située entre deux nervures longitudinales et deux nervures transversales la fifre 6 est une vue en plan de l'élément préfabriqué représenté à la figure 5 ;; la figure 7 est une coupe de l'élément préfabriqué représenté aux figures 5 et 6 transversalement, aux droits de la tré ie, suivant les lignes I-I et II-II des figures 5 et 6, respectivement la figure 8 est une coupe transversale verticale de deux éléments de l'invention juxtaposés immédiatement avant l'opération de clavetage la figure 9 est une coupe similaire à celle de la figure 8 mais réalisée après l'opération de clavetage la figure 10 est une coupe longitudinale d'un élément de l'invention posé sur deux murs porteurs ; la figure 11 est une coupe suivant III-III de la figure 10 ; la figure 12 est une coupe suivent IV-IV de la figure 10. Description d'un rode de réalisation Pour fabriquer un élément auto-portant prêt à l'emploi, suivant l'invention, on utilise un coffrage perdu (1), que l'on désignera ci-après "coffrage perdu de base" en matériau isolant thermiquement. Ce matériau peut être, par exemple, de la mousse polyestyrène expensée, de la mousse de polyuréthanne haute densité, un produit à base de vermiculite ou autre. Extérieurement, ce coffrage perdu (1) est, en gros, parallélèpipèdique rectangle. Sa base et ses quatre côtés sont plans mais ses faces latérales possèdent chacune une rainure (2, 3) à section en forme de trapèze rectangle horizontal l'angle droit de ce trapèze se trouve vers l'extérieur, latéralement. Le dessus du coffrage perdu possède deux rainures longitudinales (4, 5) qui ont été représentées en forme de queue d'aronde, mais, d'une façon plus générale, elles présentent un fond plus large que leur entrée. Le dessus comporte aussi au moins une rainure transversale (6). A ce coffrage (1), on adjoint latéralement des baquettes (7, 3) (figure 2) qui ont une section décagonale symétrique autour de leur plan médian vertical. Les baguettes (7, 8) présentent des renflements latéraux (9, 10, 11, 12). Lesdites baguettes (7, 8) émergent vers le haut du coffrage (1) d'une dimension correspondante à l'épaisseur e (figure 3) de la dalle supérieure en béton (13) dont il sera question de façon plus détaillée, ci-après. Les baguettes (7, 8) dépassent à chaque extrémités du coffrage (1) pour supporter deux coffrages (14) de tympans que l'on peut aussi appelé coffrage d'about. Les coffrages (14) présentent des encoches (15, 16) destinées è faciliter le placement des armatures (17) (figure 10) dont il sera question plus loin. Le coffrage global ainsi constitué est ensuite complété en y coulant du ton, comme représenté à la figure 3, de façon à combler les rainures (4, 5, 6) et à constituer une dalle supérieure (13) qui vient effleurer la partie supérieure des baguettes (7, 8). Lorsqu'on retire celles-ci, on obtient un élément préfabriqué auto-portant (18) prêt à l'emploi tel qu'il est représenté aux figures 4 à 12. Cet élément comporte, évidemment, le coffrage perdu (1), des nervures longitudinales (19, 20) et transversales (21, 22). Entre ces nervures, on peut prévoir une trémie (23) qui aura été préalablement réservée par un coffrage spécial. A chaque extrémité on obtient aussi des nervures transversales (24, 25) ou about. Pour constituer un plancher, on dispose plusieurs éléments préfebriqués auto-portants (18) les uns à côté des autres, comme représnLCs à la figure 8. Puis on coule un béton ou un ciment de clavette (26) (figure 9). Naturellement, les éléments (la) (figure lr, amont posés sur deux murs tels que (27) et (28). Les fers d'armature du béton armé qui auront été éventuellement et le plus souvent placés préalablement dens les rainures (4) et (5) avant la coulée du béton passent aux extrémités, è travers les encoches (15, 16) des coffrages tympans (14) et font ailli er (27, 2E' au delà des extrémités de la poutre, au dessus des murs (27) et (28). A cet endroit, on coule un béton de chainage. D'autres variantes peuvent être employées pour réaliser le coffrage (1). En particulier, la distance existante entre les nervures (19, 20) et le dessus du coffrage (1) est variable. Elle peut être nulle. On peut réaliser le coffrage (1) en une seule pièce, par exemple, en matière extrudée, ou encore le réaliser en plusieurs pièces avec des éléments collés. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de planchers isolants a base d'éléments préfabriqués auto-portants constitués d'une dalle nervée en béton armé, éventuellement précontraint, présentant deux nervures, au moins, coulée dans un moule en matériau isolant thermiquement et reliée avec des dalles identiques, sur le chantier, par un mortier de clavetage et fixés sur les murs auto-porteurs par un chainage, c a r a c t é r i s é par la combinaison des opérations suivantes a) fabrication préalable d'un coffrage perdu (1) de base en matériau isolant thermiquement dont la forme extérieure est inscrite dens un parallèlépipède rectangle ayant - la base et les quatre cotés plans, - les faces latérales avec une rainure (2, 3) à section en forme de trapèze rectangle horizontal, - un dessus évidé deux fois, au moins, par des rainurés longitudinales (4, 5) -dont le fond est plus large que l'entrée et évidé, au moins une fois, de façon supplémentaire (6) transversalement, b) mise en place dans les rainures (4, 5) en forme de trapèze rectangle de baguettes (7, 8) à section décagonales symétriques autour de leur plan médian vertical, présentant des renflements latéraux (9, 10, 11, 12) et émergeant vers le haut, du coffrage de base prévu en a) , d'une dimension correspondant à l'épaisseur e minimum de la dalle supérieure en béton (13), lesdites baguettes (7, 8) dépassant, à cheque extrémité, ledit coffraqe de base t1) pour supporter deux coffrages (14) de tx,mpar ou d' flbOI.t présf ntant des moyens pour faciliter le placement des armatures, c) mise en place des armatures et du béton, ainsi que préparation des éléments par prise de ce dernier, d) démontage des éléments de coffrage décrits en b), e) transport et combinaison des éléments préfabriqués auto-portant à base de dalles nervées qui sont généralement mises côte à côte, f) clavetage en place dans les rainures en forme de trapèze rectangle surmonté d'un renflement et coulage du chainage au droit des murs porteurs. 2. Elements préfabriqués auto-portants prêtes à l'ctploi fabriqués suivant le procédé prévu dans la revendication 1, sous les paragraphes å), b), c) et d) qui sont c a r a c t é r i s é s par la combinaison a) d'une partie inférieure (1) en matériau isolant dont la forme extérieure s'inscrit dans un parallélépipède rectangle ayant - une base plane, - des faces latérales symétriques avec des rainures (42, 43) en partie hautes dont la partie inférieure a la forme d'un trapèze rectangle et dont la partie supérieure présente un angle rentrant (44, 45), - des nervures incorporées longitudinalement (19, 20) à section inférieure plus importante que la section supérieure, - des nervures transversales (21, 22) rejoignant les nervures longitudinales (19, 20) - d'extrémités (2, 25) en béton reliant la dalle en béton (13) et les nervures longi-tudinales (19, 20) en béton de façon à envelopper le matériau isolant (1) et, à servir d'appuis sur les éléments porteurs. b) d'une partie supérieure ou dalle en béton armé (13) dont les armatures principales (30, 31) sont situées en bas des nervures longitudineles, dans la hauteur de celles-ci et dans la partie plane supérieure ladite partie supérieure, étant obtenue par comblement des évidements décrits plus haut. 3. Plancher fabriqué par la combinaison des éléments tels que finis dans a revendication 2.