Brevet FR2563259A1 — publié le 19851025

La présente invention a trait à la construction de charpentes en bois lamellé-collé et concerne plus particulièrement l'assemblage de portiques ou d'arcs à grande portée. La technique du lamellé-collé consiste à utiliser des planches de faible épaisseur, séchées et rabotées, qui, après encollage, sont superposées et mises sous presse, soit à plat pour les poutres, soit après courbage pour les arcs. Les éléments de bois lamellé-collé issus de cette technique et fabriqués généralement au sol, qui permettent de réaliser des charpentes réunissant le nombre d'appuis nécessaires, notamment pour la construction de bâtiments ou de vastes espaces libres, sont utilisés dans les bâtiments industriels, commerciaux, agricoles, sportifs, etc.... Ce type de charpente se présente souvent par juxtaposition de portiques ou d'arcs à grande portée, formés chacun par l'assemblage de deux demi-fermes, droites (pour les portiques) ou courbes (pour les arcs), pour former pignon et constituées chacune d'un arbalétrier et d'un poteau sur lequel il repose. La liaison bout à bout d'éléments en bois lamellé-collé est très connue et s'opère généralement par un assemblage à enture en forme de dents de scie. Ce mode d'assemblage, destiné à assurer une liaison coplanaire, peut être également adapté pour une liaison non coplanaire telle celle observée dans liassemblage du poteau à l'arbalétrier d'un portique ou d'un arc à grande portée. A cet effet, une pièce intermédiaire en bois lameilé-colié de renvoi d'angle est disposée entre le poteau et l'arbalétrier, et comporte sur ses deux côtés en contact avec ces deux derniers, des entures conjugées pour s'emboiter avec celles préformées aux extrémités dudit poteau et de l'arbalétrier. Cet assemblage à enture d'un poteau à un arbalétrier présente de nombreux inconvénients et parmi ceux-ci - une préparation préalable onéreuse des extrémités des poteaux et des arbalétriers pour réaliser les tenons ou les mortaises en dents de scie, - un outillage particulièrement coûteux, - des travaux de manutention supplémentaires car les éléments doivent être transportés vers l'unité de façonnage pour la préparation de leurs extrémités, avant d'être acheminés sur le chantier, - etc... Faisant le bilan de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches qui ont abouti à la conception d'un système d'assemblage d'un arbalétrier à un poteau pour la réalisation d'un portique ou d'un arc à grande portée, permettant d'obvier aux inconvenients précités. A cet effet, il a imaginé de fixer deux pièces d'assemblage à l'intérieur et sur l'extérieur de l'angle rentrant et de l'angle saillant formés respectivement par les intrados et les extrados drun arbalétrier et d'un poteau réunis. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la pièce d'assemblage fixée à l'intérieur de l'angle rentrant adopte la forme d'un triangle façonné dans du bois lamellé-collé dont les deux côtés de l'angle au sommet sont collés à l'intérieur de l'angle rentrant et plus particulièrement sur les intrados du poteau et de l'arbalétrier dessinant ledit angle rentrant. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la pièce d'assemblage fixée sur l'extérieur de l'angle saillant adopte la forme d'une fausse équerre façonnée dans un matériau métallique rigide et fixée â l'aide de tire-fonds sur l'extérieur de l'angle saillant et plus particulièrement sur les extrados du poteau et de l'arbalétrier dessinant ledit angle saillant. Un tel mode de liaison élimine les inconvénients de l1assemblage à enture rappelés ci-dessus. Ainsi, les deux pièces nécessaires pour assembler un arbalétrier à un poteau sont uniquement constituées, lune par un triangle en bois lamellé-collé et l'autre par une fausse équerre métallique. La forme et le matériau constitutif de ces deux pièces d'assemblage sont simples et particu lièrement indiqués pour une fabrication en série. On comprend alors que les éléments en bois lamellé-collé tels que les poteaux et les arbalétriers pourront être acheminés directement de l'unité de fabrication vers le chantier où ils seront assemblés in situ au moyen des deux pièces d'assemblage de l'invention. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit donnant, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés-, divers modes de réalisation- de systèmes d'assemblage conformes à la présente invention Sur ces dessins La figure 1 est une vue de face d'un portique réalisé au moyen du système d'assemblage de l'invention La figure 2 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un premier mode de réalisation du système d'assemblage de l'invention La figure 3 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation du système d'assemblage de l'invention La figure 4 est une vue en perspective agrandie d'un détail de la figure 3. Le portique, représenté sur le dessin de la figure 1 et référencé I dans son ensemble, est constitué classiquement de deux demi-fermes la et lb assemblées entre elles pour former le pignon 1', et constituées chacune d'un arbalétrier, la et lb. reposant chacun sur un poteau, 2a et 2b, respectivement. Ces demi-fermes la et lb formées par les arbalétriers la et lb, ainsi que les poteaux 2a et 2f,, sont façonnés dans un bois lamellé-colle dont la technique de fabrication a ete rappelée au début du présent mémoire. Le portique I offre l'avantage de ne reposer que sur les deux poteaux 2a et b, confinant ainsi, avec les deux arbalétriers la et lb, un vaste espace disponible. Selon l'invention, les arbalétriers la et lb reposent sur les poteaux 2a et 2b au moyen de deux pièces d'assemblage 3a, 3b et 4a, 4b, respectivement, destinées à consolider la liaison des demi-fermes et en particulier des arbalétriers la et lb aux poteaux 2a et 2b. Ces pièces d'assemblage 3 et 4 ont notamment pour objet de maintenir l'angle d'ouverture formé par les arbalétriers I avec les poteaux 2, en s'opposant notamment aux efforts de déformation auxqueis il est soumis (poids de la structure de la couverture reposant sur la ferne formée par la réunion de deux demi-fermes la et lb, poussées du vent, etc....). Les dessins des figures 2 et 3 sur iesqueis les indices a et b des références numériques de la figure 1 ont été purement et simplement abandonnés pour une meilleure compréhension de l'invention, ont pour but d'illustrer en détail les deux pièces essentielles 3 et 4 nécessaires à i'assern- blage d'un arbalétrier 1 à un poteau 2, selon les concepts fondamentaux de l'invention. La pièce d'assemblage 3, formée d'un triangle en bois lamellé-collé d'épaisseur égale à celie, e, de l'arbalétrier 1 et du poteau 2, vient se fixer par collage dans l'angle rentrant a, et plus particulièrement sur les intrados 1' et 2' de l'arbalétrier 1 et du poteau 2, dessinant l'angle rentrant a. La pièce d'assemblage 4, formée d'une fausse équerre métallique d'épaisseur égale à celle de l'arbalétrier 1 et du poteau 2, vient se fixer, à l'aide de tire-fonds 5, sur l'extérieur de l'angle saillant ss et plus particulièrement sur les extrados 1" et 2" de l'arbalétrier 1 et du poteau 2 dessinant l'angle saillant ss . Selon une caractéristique particulièrement avantageuses de l'invention, la fixation par collage ou par vissage des pièces d'assemblage 3 et 4 est considérablement améliorée au moyen de divers éléments de maintien ou de renfort judicieusement agencés. Ainsi qu'on peut le voir sur le dessin de la figure 2, ces éléments de maintien et de renfort peuvent être constitués par des tiges 6, qui sont noyées et collées sur une partie de leur longueur dans le bois de l'arbalétrier 1 ou du poteau 2, et, sur l'autre partie de leur longueur, dans le bois des côtés 3' de l'angle au sommet de la pièce 3. On comprend que la présence de ces tiges 6, de préférence filetées pour augmenter le coefficient d'adiìérence de la colle, assurent une meilleure liaison entre la pièce d'assemblcge 3 d'une part, -et l'arbtiétrier 1 et le poteau 2 d'autre part. Ces éléments de maintien et de renfort de la liaison de la pièce d'assem blage 3 peuvent être également constitués (cf. figures 3 et 4) par des éien ents, 7 adoptant la forme de deux flasques 7a et 7b reliés entre eux par une entretoise en forme de plaque 7c, séparant les deux flasques 7a et 7b d'une distance sensiblement égale à l'épaisseur, e, de l'arbalétrier 1 et du poteau 2. Une partie de la largeur de l'entretoise 7c est noyée et collée dans le bois de Irarbalétrier 1 ou du poteau 2 et l'autre partie de sa largeur est noyée et collée dans le bois des côtés 3' de l'angle au sommet de la pièce 3. Ainsi, les flasques 7a et 7b enserrent à cheval sur leurs faces externes et par des moyens de fixation appropriés (par exemple des vis 8) la pièce 3 d'une part, et l'arbalétrier 1 et le poteau 2 d'autre part. Selon l'invention, les éléments de maintien et de renfort peuvent tout aussi bien être conçus et agencés pour la liaison de la pièce d'assemblage 4 à l'arbalétrier 1 et au poteau 2. En se reportant à nouveau au dessin de la figure 2, on remarquera la présence d'un méplat métallique triangulaire 9 installé dans l'angle ouvert de la fausse équerre 4 et dont les côtés de l'angle au sommet sont soiidaires des branches intérieures de cette dernière. Ce méplat 9, qui pénètre dans le bois de l'arbalétrier 1 et du poteau 2 réunis dans lesquels sont ménagées des entailles 10 et 11 pour le recevoir, a pour objet de maintenir l'angle d'ouverture de la fausse équerre 4 et de s'opposer ainsi aux déformations auxquelles cette dernière peut être soumise sous l'effet d'efforts transmis à ses branches par l'arbalétrier 1 et le poteau 2 assemblés. On comprendra que les réalisations et pratiques spécifiques décrites ci-dessus l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation et que de nombreuses variantes pourront être apportées par l'homme de métier aux exemples ci-dessus décrits et représentés tout en respectant l'esprit et la portée de l'invention prise dans ses aspects les plus larges. R E V N D I C A T I O N S 1. Système d'assemblage de deux éléments en bois non coplanaires, et plus particulièrement d'un arbalétrier (1) reposant sur un poteau (2) pour définir la demi-ferme d'un portique ( I ) ou d'un arc à grande portée, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comprend deux pièces d'assemblage (3 et 4) fixées à l'intérieur et sur ltextérieur des angles rentrant (a) et saillant (ss) formés respectivement par les intrados (1' et 2') et les extrados (1" et 2") de l'arbalétrier (1) et du poteau (2) réunis. 2. Système d'assemblage selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la pièce d'assemblage (3) fixée à l'intérieur de l'angle rentrant (a) adopte la forme d'un triangle dont les deux côtés 3' de l'angle au sommet jouxtent les intrados (1' et 2') de l'arbalétrier (1) et du poteau (2) dessinant ledit angle rentrant (a). 3. Système d'assemblage selon la revendication 1, CARACTERISE erse PAR LE FAIT QUE la pièce d'assemblage (4) fixée sur les extrados (1" et 2") de l'arbalétrier (1) et du poteau (2) et dessinant l'angle saillant (B) adopte la forme d'une fausse équerre dont les branches jouxtent lesdits extrados. 4. Système d'assemblage selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTE RISE PAR LE FAIT QUE l'épaisseur de la pièce d'assemblage en forme de triangle (3) et ia largeur des branches de la pièce d'assemblage en forme de fausse équerre (4) sont égales à l'épaisseur (e) de l'arbalétrier (1) et du poteau (2). 5. Système d'assemblage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la pièce d'assemblage (3) en forme de triangle est en bois et est fixée par collage sur les intrados (1' et 2') de l'arbalétrier (1) et du poteau (2) et dessinant l'angle rentrant ( 6. Système d'assemblage selon les revendications 1 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la pièce d'assemblage (4) en forme de fausse équerre est façonnée dans un matériau métallique rigide et est fixée à l'aide de tire-fonds (5) sur les susdits extrados (1" et 2"). 7. Système d'assemblage selon les revendications 2 et 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le coilage de la pièce d'assemblage 3 en forme de triangle à l'intérieur de l'angle rentrant (a) sur les intrados (1' et 2') est renforcé par des tiges (6) noyées et collées sur une partie de leur longeur dans le bois de l'arbalétrier (1) ou du poteau (2) et sur l'autre partie de leur longueur dans le bois des côtés (3') de l'angle au sommet de la susdite pièce (3) en forme de triangle. 8. Système d'assemblage selon les revendications 2 et 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le coilage de la pièce d'assemblage 3 en forme de triangle a l'intérieur de l'angle rentrant (a) sur les intrados (1' et 2') est renforcé par des éléments (7) adoptant la forme de deux flasques parallèles (7a et 7b) reliés par une entretoise en forme de plaque (7c), cette dernière étant noyée et collée sur une partie de sa largeur dans le bois de l'arbalétrier (1) et du poteau (2) et sur l'autre partie de sa largeur dans le bois des côtés (3') de la pièce en forme de triangle (3), alors que les deux flasques (7a et 7b) enserrent, à cheval sur leurs faces externes et par des moyens de fixation appropriés (8), la pièce d'assemblage (3) en forme de triangle d'une part et l'arbalétrier (1) et le poteau (2) d'autre part. 9. Système d'assemblage selon les revendications 3 et 6, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite pièce d'assemblage (4) en forme de fausse équerre est pourvue d'un méplat métallique triangulaire (9) dont les côtés de l'angle au sommet sont solidaires des branches intérieures de la fausse équerre, ce méplat, qui pénètre dans le bois de l'arbalétrier (1) et du poteau 12) réunis comportant à cet effet des entailles (tO et 11) pour le recevoir, étant destiné à maintenir l'angle d'ouverture de la fausse équerre ire). 10. Système d'assemblage selon les revendications 1 à 9 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'arbalétrier (1), le poteau (2) et la pièce d'assemblage en forme de triangle (3) sont façonnés dans du bois lamel lé-collé.