Brevet FR2571765A1 — publié le 19860418

PROCEDE DE REALISATION D'UN VOILE OU D'UN PANNEAU, OU ANALOGUE, EN BETON AVEC ISOLATION THERMIQUE EXTERIEURE ET VOILE OU PANNEAU EN BETON MUNI D'UNE TELLE ISOLATION THERMIQUE. L'invention est relative à un procédé de réalisation d'un voile ou d'un panneau, ou analogue, en béton avec isolation thermique extérieure. Ce procédé concerne aussi bien les réalisations in situ, que les réalisations de voiles ou de panneaux préfabriqués. On sait que le problème de l'isolation thermique des bâtiments est d'actualité. Plusieurs solutions ont été envisagées, jusqu'à présent, pour satisfaire aux contraintes d'isolation thermique. On a proposé, par exemple, de réaliser une isolation thermique renforcée par l'intérieur, avec traitement des ponts thermiques ; toutefois, il n'est pas aisé de mettre en oeuvre une telle solution, qui nécessite une exécution sans faille, sur un chantier. On a également proposé de rapporter, par l'extérieur, une isolation thermique fixée, notamment par collage, sur un parement lourd déjà en place ; le coût d'une telle solution est rela- tivement élevé. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de réalisation d'un voile, panneau ou analogue, en béton, avec isolation thermique extérieure, qui soit économique, d'une mise en oeuvre simple et rapide, et qui permette d'éviter le problème du traitement des ponts thermiques, tout en assurant une bonne-isolation. Il est souhaitable, en outre, qu'un tel procédé tire le meilleur parti possible de la présence d'une isolation thermique. Selon l'invention, le procédé de réalisation d'un voile, d'un panneau , ou analogue, en béton, in situ ou en préfabrication, avec isolation thermique extérieure, est caractérisé par le fait que l'on met en place, dans un coffrage ou dans un moule, vers l'extérieur, une paroi de matière isolante thermique munie, sur sa-face intérieure, de moyens d'accrochage mécanique du béton et que l'on coule, contre la face intérieure de la paroi isolante, une couche de béton. L'épaisseur de cette couche de béton est avantageusement inférieure ou égale à 12 cm. Généralement, l'épaisseur de la couche de béton est au moins égale à 8 cm. Le procédé de l'invention permet donc d'obtenir, directement, un voile ou un panneau muni de son isolation thermique ; du fait de la présence de cette isolation thermique située vers l'extérieur, les contraintes thermiques auxquelles sera soumise la couche de béton sont réduites, ce qui permet de réduire l'épaisseur de la couche de béton à une valeur inférieure ou égale à 12 cm. Les moyens d'accrochage mécanique comprennent, avantageusement, des ancres, notamment en matière plastique, équipant la paroi isolante thermique ; ces ancres servent de préférence d'éléments écarteurs propres à maintenir la distance voulue entre les parois du coffrage ou du moule. Les ancres plastiques peuvent être formées par des tiges traversant, sensiblement orthogonalement, la paroi isolante et munies, du côté de la face extérieure de cette paroi, d'une tête et, vers leur-extrémité faisant saillie sur la face intérieure de la paroi, de crans ou analogues. Les moyens d'accrochage peuvent en outre comprendre des gorges ou rainures, notamment à section tranversale en queue d'aronde" dans lesquelles le béton pénètre lors du coulage. De telles gorges ou rainures, notamment à section transversale en "queue d'aronde", peuvent être prévues sur la face extérieure de la paroi isolante pour faciliter l'accrochage d'un enduit de finition. Avantageusement, on choisit les dimensions de la paroi isolante de telle sorte que les bords de cette paroi isolante se trouvent en retrait par rapport au bord du voile ou du panneau de béton ; ceci permet un décalage entre les joints de parement du béton et les joints de la paroi isolante et, dans le cas d'un panneau complexe préfabriqué, rend ce panneau moins fragile lors de la manutention. Lorsqu'un tel décalage existe entre les bords de la paroi isolante et ceux du voile ou du panneau, on met en place, entre les bords voisins de parois isolantes de voiles ou de panneaux adjacents, une bande de matière isolante recouvrant le joint entre les voiles ou les panneaux de béton et fermant l'espace entre les parois en matière isolante. On réalise ainsi une chicane permettant d'arrêter le cheminement éventuel des eaux d'infiltration ; cette chicane, au niveau des bords horizontaux, est dirigée vers le bas à partir du voile de béton. L'invention est également relative à un voile, panneau, ou analogue, en béton muni d'une isolation thermique extérieure, obtenu par le procédé défini précédemment. En particulier, un panneau préfabriqué selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend une couche de béton, dont l'épaisseur est inférieure ou égale à 12 cm, cette couche étant munie, vers l'extérieur , d'une paroi isolante thermiquement accrochée mécaniquement à la couche de béton. De préférence, les bords de la paroi isolante thermiquement se trouvent en retrait par rapport aux bords de la couche de béton. La paroi isolante thermiquement est avantageusement constituée par une couche de polystyrène, polyuréthane, ou analogue. Avantageusement, des blocs menuiserie, en matière plastique, notamment en chlorure de polyvynile (PVC), sont incorporés dans le panneau préfabriqué de l'invention, ces blocs menuiserie comportant, de préférence, intégrés, un volet roulant et une pièce d'appui. L'invention consiste, mises à part les dispositions évoquées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos de modes de réalisation particuliers d--crits avec référence aux dessins ci-annexés, malus qui ne sont nullement liita- tifs. La figure 1, de ces dessins, est une coupe partielle horizontale d'un voile en béton en cours de réalisation, avec isolation thermique extérieure, selon le procédé de l'invention. La figure 2 montre, semblablement à la figure 1, après décoffrage, le voile muni de son isolation thermique, la face extérieure de cette isolation ayant été recouverte d'un enduit. La figure 3 est une coupe partielle verticale de voiles en béton réalisés selon l'invention, situés à l'extrémité d'une dalle. La figure 4 est une coupe partielle horizontale de voiles en béton selon l'invention au niveau d'un mur de refend. La figure 5 est une coupe verticale partielle, en partie basse d'une ouverture, prévue dans un voile conforme à l'invention dans lequel a été incorporé un bloc menuiserie. ta figure 6 est une coupe verticale partielle, en partie haute de l'ouverture du voile, montrant un volet roulant prévu dans le bloc menuiserie incorporé. La figure 7, enfin, est une coupe horizontale partielle suivant VII-VII (figure 5). En se reportant aux dessins, et plus particulièrement à la figure 1, on peut voir la phase de réalisation d'un voile ou panneau en béton 1, ou analogue, avec isolation thermique extérieure 2, selon le procédé de l'invention. Entre deux plaques 3, 4 servant de coffrages ou de parois de moule, on met en place, vers l'extérieur, une plaque 5 de matière isolante thermiquement, notamment du polystyrène ou analogue. Selon la représentation de la figure 1, le côté extérieur, pour l'ensemble du voile de béton 1 et de l'isolation thermique 2 est situé du côté extérieur de la paroi 3 ; c'est pourquoi la plaque isolante 5 est placée contre cette paroi 3. Lorsque cette dernière est retirée, au moment du décoffrage ou du démoulage, la face 6 de la paroi 5 qui était en appui contre la paroi 3 est donc tournée vers l'extérieur. La face 7, de la plaque 5, tournée ters l'intérieur, c'est-à-dipe vers la paroi 4 est munie de moyens d'accrochage mécanique A du béton. On coule ensuite entre la paroi 4 et la face intérieure 7 de la plaque 5, une couche 8 de béton. L'épaisseur e de cette couche est, de préférence, inférieure ou égale à 12 cm, et elle est généralement supérieure à 8 cm. La plupart du temps, après avoir mis en place la plaque de matière isolante 5 et avant de couler le béton, on dispose, dans l'espace compris entre la paroi 4 et la plaque 5 des armatures de renforcement en acier E, formant notamment un treillis. Les moyens d'accrochage mécanique A du béton comprennent des ancres 9 fixées sur la plaque 5 en divers endroits, et faisant saillie sur cette plaque 5, vers l'intérieur de manière à servir d'éléments écarteurs propres à maintenir l'écartement souhaité entre les parois 3 et 4 du coffrage ou du moule. Les ancres 9 sont notamment constituées par des tiges en matière plastique enfoncées à travers la plaque 5 de matière isolante de manière à la traverser sensiblement orthogonalement ; une tête élargie 10 est prévue à l'extrémité extérieure de l'ancre 9 pour arrêter son enfoncement dans la plaque 5, cette tête 10 venant au contact de la face intérieure de la paroi 3.Une partie 11 de l'ancre 9 est en saillie vers l'intérieur par rapport à la plaque ou paroi 5, cette partie 11 étant destinée à être noyée dans la couche de béton 8 qui sera coulée ultérieurement ; la partie 11, qui assure l'accrochage au béton, peut etre muni de crans, redents, ou analogues destinés à favoriser la liaison mécanique. La longueur l des ancres 9 est égale à l'écartement souhaité entre les faces internes des parois 3 et 4 ; cette longueur l est égale à la somme des valeurs souhaitées pour l'épaisseur e de la couche 8 de béton et de l'épaisseur h de la plaque 5 de matière isolante. Les moyens d'accrochage mécanique A du béton peuvent comprendre, en outre, des gorges ou rainures 12, prévues sur la face intérieure 7, de la plaque 5, dans lesquelles le béton pénètre lors du coulage, la section transversale de ces gorges ou rainures étant agencée pour établir une liaison mécanique entre la paroi 5 et le béton après durcissement de ce dernier. Avantageusement, la section transversale des gorges 12 est en "queue d'aronde" ou analogue ; d'une manière plus générale, la largeur de la gorge va en diminuant depuis le fond de la gorge vers l'entrée de cette gorge de telle sorte que le béton soit emprisonné dans ladite gorge ; ces gorges ou rainures sont de préférence orientées verticalement ou sensiblement verticalement, lorsque la plaque 5 est en place. La face extérieure 6 de la plaque isolante 5 peut être munie, également, de gorges ou rainures 13, notamment à section en "queue d'aronde" dont l'orientation est généralement sensiblement verticale. Les gorges ou rainures sont parallèles les unes aux autres. La réalisation du voile ou panneau en béton, avec isolation thermique extérieure peut être réalisée soit in situ, auquel cas les parois 3 et 4 sont plutôt des parois de coffrage, soit en préfabrication, auquel cas les parois 3 et 4 sont plutôt les parois d'un moule. Lorsque la prise du béton constituant la couche 8 est suffisante, on retire les parois 3 et 4 ; la face 6, de la plaque 5, constitue alors la face extérieure du complexe béton/isolation thermique. Un revêtement de finition 14 (figure 2) du type enduit mince, ou isolant, ou autre, est rapporté sur la face extérieure 6 après mise en place du voile ou du panneau en bouton 1. Une armature 15 peut être prévue pour ce revêtement 14 cette cette armature peut être constituée par un grillage métallique, ou par un treillis de fibres de verre, ou autre armature équivalente. Il convient de soulignez que l'épaisseur e de la couche 8 de béton est réduite à une valeur inférieure à celle habituellement utilisée-pour les voiles de béton 2 en effet, la présence de la plaque de matière isolante 5 dès la mise en service de la couche 8 permet d'être sûr que cette couche de béton 8 ne sera soumise qu'à des contraintes thermiques réduites. L'épaisseur e reste largement supérieure à celle strictement nécessaire pour assurer une résistance mécanique suffisante du voile ou du panneau en béton. Les bords B (figures 3 et 4) de la plaque isolante 5 sont décalés et sont situés en retrait par ra-pport auac bords C de la couche ou paroi en béton 8. Ainsi, dans le cas de panneaux complexes préfabriqués, lors de la manutenkion de tels panneaux, les bords en retrait B de la paroi isolante sont moins exposés aux chocs et donc moins sujets à être abimés, que s'ils arrivaient à fleur des bords C. De plus, cette disposition permet d'assurer un décalage entre les joints de parement tels que 16 (figures 3 et 4) des couches 8 de béton et les joints tels que 17 des plaques isolantes 5. Le traitement des joints de parement 16 - étant ainsi simplifié, il n'est pas nécessaire de prévoir de dépouille sur les bords C de la paroi en béton 8, et ces bords C, comme visible sur les figures 3 et 4, sont à angle droit. Plus précisément, le bord B de chaque plaque isolante est agencé sous la forme d'un gradin : 18 (figure 3) pour le bord inférieur horizontal, ou 19 (figure 3) pour le bord supérieur horizontal ou 20 (figure 4) pour les bords verticaux. Le gradin 18 est constitué, comme visible sur la figure 3, par exemple, de deux segments horizontaux 18ê, 18L, reliés par un décrochement vertical; le segment horizontal 18 situé le plus vers l'intérieur, voisin de la couche 8, est à un niveau plus élevé que le segment 18b. Autrement dit, le segment 18a est plus en retrait, par rapport au bord horizontal inférieur C de la couche 8 voisine que le segment 18b. Le gradin 19 est composé également, par exemple, de deux segments 19a, 19k horizontaux reliés par un décrochement vertical. Le segment 19a intérieur se trouve moins en retrait, par rapport au bord horizontal supérieur de la couche 8 voisine, que le segment extérieur 19b Sur la figure 3, on a représenté deux panneaux complexes formés d'une couche 8 et d'une plaque isolante 5, successifs, disposés verticalement, et situés de part et d'autre d'une dalle horizontale 21. L'espace existant entre le gradin supérieur 19 de la plaque isolante 5 du panneau inférieur, et le gradin inférieur 18 de la plaque isolante du panneau supérieur est fermé à l'aide d'une bande de matière isolante 22 dont les bords horizontaux sont également décrochés de manière à épouser la forme des gradins 18 et 19. Cette bande 22 peut être mise en place, par exemple, contre le gradin 19 avant la mise en place du panneau supérieur et du gradin 18 ; il est possible également de mettre en place cette bande 22 par translation, suivant une direction perpendiculaire au plan de la figure 3.Selon une autre solution, on peut réaliser cette bande 22 en deux demi-épaisseurs correspondant à chaque segment de gradin ; une première demi-épaisseur peut être engagée en biais puis redressée, dans l'espace compris entre les segments 19a et 18a des panneaux mis en place ; la deuxième demi-épaisseur est ensuite introduite, dans l'espace compris entre les gradins 18b et 19b, les deux épaisseurs étant enfin reliées mécaniquement par des ancres 23 semblables aux ancres 9. Les joints 24, 25 réalisés entre les gradins 18, 19 ont la forme de chicanes dirigées vers le bas depuis l'intérieur vers l'extérieur de la plaque isolante 5. Ces joints en chicanes 24, 25 s'opposent donc à une infiltration d'eau de l'extérieur de la plaque 5 vers l'intérieur, c'est-à-dire vers la couche de béton 8. Ces joints 24, 25 constituent les joints d'isolement 17, décalés par rapport aux 3oints de parement 16 du béton, et permettent d'évitèr un traitement de ce joint 16. Ce ne serait pas le cas si le joint d'isolement 17 se trouvait dans le prolongement du joint de parement 16. Le gradin 20 (figure 4) prévu suivant les bords verticaux de la plaque isolante 5 se compose, par exemple, de deux segments 20a, 20b situés dans un plan vertical orthogonal à la couche en béton 8 ; le segment intérieur 20a se trouve moins en retrait que le segment extérieur 20k par rapport au bord vertical C immédiatement voisin, de la couche 8. Sur la figure 4, on a représenté deux panneaux ou voiles 8 voisins munis de leur plaque isolante 5 , au droit d'un mur de refend 26. Les couches de béton 8 sont assemblées aux autres éléments de construction (mur de refend 26, dalle 21) soit par des clavetages en béton, soit par des liaisons mécaniques telles tiges d'ancrage ou plaques métalliques soudées. L'espace compris entre deux gradins 20 de parois isolantes successives est fermé par une bande verticale 27 de matière isolante thermiquement dont les bords latéraux verticaux épousent la forme des gradins 20. On réalise ainsi deux joints en chicane 28 décalés par rapport aux joints de parement 16 des couches de béton 8. Ce décalage permet, là aussi, d'éviter un traitement du joint en façade entre les couches de béton 8. On assure ainsi la continuité de la finition extérieure à l'aide des bandes de matière isolante 22, 27, généralement constituées de la même matière que la plaque 5. Le revêtement de finition 14 couvre ces bandes 22 et 27 et l'entrée des chicanes 24, 25, 28. Grâce à ces joints en chicane des plaques isolantes, et à leur décalage par rapport aux joints de parement 16, on évite les traitements classiques, relativement longs à effectuer et peu esthétiques, des joints de préfabrication. Selon le procédé de l'invention, aucun joint n'est apparent en façade. Le faible choc thermique sur la couche en béton 8, en raison des plaques isolantes 5 disposées extérieurement, limite les mouvements de dilatation entre les voiles de béton, et les risques de fissuration du revêtement extérieur 14 au droit des joints en chicane 24, 25 ou 28. Le panneau ou voile complexe constitué du panneau ou du voile en béton 8 et de la plaque isolante 5 a une épaisseur totale de l'ordre de 16 cm, l'épaisseur h de la plaque isolante 5 étant d'environ 4 cm à 8 cm et de préférence de l'ordre de 5 ou 6 cm. Avantageusement, dans le cas de panneaux complexes préfabriqués, on incorpore des blocs 28 (figures 5 à 7) de menuiserie en matière plastique, notamment en PVC (chlorure de polyvynile) dans les ouvertures 29 prévues dans le panneau pour les fenêtres, baies, etc... Ce bloc 28 comprend un cadre 30, généralement rectangulaire, à section transversale formée par un profilé creux ayant, par exemple, un profil tel que celui montré sur les figures 5 à 7. Sous le bord horizontal inférieur du cadre 30 est fixée la pièce d'appui 31, également en matière plastique, recouvrant la partie supérieure de la région de la plaque isolante 5 située au-dessous de l'ouverture 29. La pièce 31 fait légèrement saillie vers l'extérieur, comme visible sur la figure 5. Elle peut être fixée à l'aide de vis 32. Sur le bord supérieur du cadre, comme visible sur la figure 6, on peut fixer le coffre 33 d'un volet roulant 34 dont les gorges de guidage 35 verticales (voir figure 7) sont ménagées dans des profilés en matière plastique 36 solidaires du coffre 34. Des joints d'étanchéité tels que 37 sont prévus entre les parois de l'ouverture 29 et le bloc 28 de menuiserie, ainsi qu'entre les divers éléments composant ce bloc. L'assemblage du coffre 33 de volet avec le cadre 30 peut être assuré à laide de vis telles que 38. La fixation du cadre 30 sur le panneau 8 de béton est également réalisée à l'aide de vis telles 39 (figure 7). L'incorporation de blocs de menuiserie qui est facilitée en raison de l'épaisseur relativement faible du complexe voile ou panneau de béton 8/plaque isolante 5, améliore les performances thermiques du panneau de façade et réduit les coûts d'entretien par rapport aux menuiseries en bois, avec un coût d'investissementéquivalent. Comme visible sur les figures 6 et 7, l'ouverture 40 ménagée dans la plaque isolante 5 a des dimensions legèrement plus faibles que celle 29 prévue dans la couche 8 de belon de telle sorte que, suivant les deux bords verticaux (figure 7) et le bord horizontal supérieur (figure 6) la plaque isolante 5 déborde vers l'intérieur par rapport au béton et vient recouvrir, partiellement, le bloc 28 de menuiserie. Le revêtement de finition 14 (figures 6 et 7) recouvre le chant de la plaque isolante 5. Par contre1 comme visible sur la figure 5, la plaque isolante 5 affleure sensiblement le bord inférieur de l'ouverture 29. Le voile 8, ou peau intérieure en béton armé mince, permet la pose directe du revêtement de finition intérieure. Le procédé de l'invention offre, bien entendu, tous les avantages de l'isolation par l'extérieur, associés à un parement lourd - traitement des ponts thermiques, ce qui implique l'élimination des risques de condensation et une amélioration des performances d'isolation de la paroi extérieure - inertie thermique intéressante assurant un confort d'été satisfaisant grâce à la paroi semi-lourde située du côté intérieur du complexe - existence d'un parement lourd coté intérieur qui permet l'accrochage au mur d'éléments de mobilier ou d'appareillages, donnant à l'habitation la sécurité d'une paroi "en dur". Le procédé de l'invention offre en outre les avantages spécifiques suivants - une économie substantielle par rapport aux procédés classiques d'isolation par l'extérieur - une grande rapidité d'exécution ; en particulier, une façade préfabriquée assure une mise hors d'eau instantanée du chantier - la limitation des intervenants sur la peau extérieure de l'ouvrage, la façade étant posée ; pour la finition intérieure, seul le peintre doit intervenir - la suppression des joints apparents en façade que l'on rencontre dans les systèmes à base de préfabrication et qui pose souvent des problemes de traitement esthétique des façades - la relative légèreté des panneaux prefabriqués avec le procédé de l'invention ; à titre d'exemple non limi statif, un élément de 15 m2 aura une masse d'environ 3000 kg ce qui permet d'utiliser des engins de levage traditionnels.. Le voile ou panneau en béton 3 est auto-porteur. Il peut être rendu porteur de plancher en jouant sur l'épaisseur g du béton et sur les armatures r. La variante de réalisation in situ (coulage en place) du voile 8 convient particulièrement pour les murs pignons porteurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un voile ou d'un panneau ou analogue en béton, in situ ou en préfabrication, avec isolation thermique extérieure, caractérisé par le fait que l'on met en place, dans le coffrage ou dans un moule, vers l'extérieur, une plaque (5) de matière isolante thermique munie, sur sa face (7) tournée vers l'intérieur, de moyens d'accrochage mécanique (A) du béton et que l'on coule, contre la face intérieure (7) de la paroi isolante (5), une couche de béton (8). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'épaisseur (e) de la couche de béton (8) est inférieure ou égale à 12 cm, cette épaisseur (e) étant généralement supérieure à 8 cm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage mécanique (A) comprennent des ancres (9), notamment en matière plastique, traversant la plaque (5) de matière isolante et faisant saillie sur la face intérieure (7) de cette plaque, ces ancres (9) servant en outre d'éléments écarteurs pour maintenir l'écartement (1 > entre les parois (3, 4) du coffrage ou du moule. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage mécanique (A) comprennent des gorges ou rainures (12) notamment à section transversale en "queue d'aronde", dans lesquelles peut pénétrer le béton lors du coulage de la couche (8). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la face extérieure (6) de la paroi isolante (5) comporte également des moyens d'accrochage, notamment constitués par des rainures ou des gorges (13), en particulier à section transversale en "queue d'aronde", pour permettre l'accrochage d'un revêtement de finition (14). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bords (B) de la plaque isolante (5) sont en retrait par rap port aux bords (C) du voile ou du panneau (8) en béton de telle sorte que les joints (16) de parement du béton sont décalés par rapport à ceux (17) de la paroi isolante et sont recouverts par des bandes (22, 27) de matière isolante. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les bords (B) de la plaque isolante- (5) sont agencés sous forme de gradins (18, 19, 20) de manière à former, avec des bandes de matière isolante (22, 27) dont les bords correspondent aux gradins, des joints en chicane réalisant une étanchéité à l'eau. 8. Voile ou panneau en béton préfabriqué, ou analogue caractérisé par le fait qu'il -comprend une couche de béton (8), dont l'épaisseur est inférieure ou égale à 12 cm, cette couche (8) étant munie, vers l'extérieur, d'une paroi (5) isolante thermiquement accrochée mécaniquement à la couche de béton. 9. Voile ou panneau en béton selon la revendica tion 8, caractérisé par le fait que les bords (B) de la paroi (5) isolante thermiquement se trouvent en retrait par rapport aux bords (C) de la couche (8) de béton. 10. Voile ou panneau en béton selon la revendica tion 8 ou 9 caractérisé par le fait que des blocs menuiserie (28) en matière plastique sont incorporés dans le panneau préfabriqué, ces blocs menuiserie comportant, de préférence, intégrés, un volet roulant (33, 34) et une pièce d'appui (31).