Brevet FR2572760A1 — publié le 19860509

La présente invention concerne une paroi en panneaux et en particulier un système de revêtement de murs, qui est cons- titué de panneaux et qui convient spécialement aux bâtiments commerciaux et industriels. Il existe naturellement de nombreuses manières de finir les extérieurs de bâtiments commerciaux et industriels. Un type de paroi extérieureutilise des panneaux préfabriqués indi- viduels qui sont convenablement fixes à l'ossature du bâtiment, habituellement par un système de retenue relativement léger auquel les panneaux peuvent être attachés facilement et par lequel les panneaux sont fixés à l'ossature du bâtiment principal. Dans ce type général de paroi extérieure composée de panneaux, il existe sur le marché quelques versions qui utilisent des panneaux compo- sites formés de minces feuilles d'aluminium fixées à une âme en plastique. Ces panneaux composites s'ajustent dans un châssis en forme de grille constitué d'éléments de retenue sous forme de rails qui présentent des rainures pour la réception des bords des panneaux. Ces systèmes connus utilisant des panneaux composites aluminium/plastique/aluminium ont plusieurs inconvénients. Pour commencer, le système de support ou de châssis exige normalement que les panneaux et les rails de retenue soient installés conjoin- tement, panneau par panneau et rail par rail, en travaillant dans le sens horizontal et dans le sens vertical, du fait que le système est basé sur la réception des bords des panneaux dans des rainures des rails. Donc, après qu'un panneau a été installé, les rails pour les bords qui sont alors libres du panneau sont mis en place sur ceux-ci et ainsi de suite. Pour ce qui concerne le coût de l'installation, ce processus d'assemblage est relativement peu coûteux et peut être exécuté relativement vite. Il a cependant le sérieux inconvénient que tout panneau pouvant être endommagé pendant la vie du batiment est difficile à remplacer. De plus, les panneaux composites ont montré une tendance au délaminage en raison de la détérioration des colles sous l'effet de l'humidité qui attaque les bords o ceux-ci s'ajustent dans les rails. Une paroi extérieure en panneaux doit protéger la structure du bâtiment contre la pénétration d'eau, mais doit également permettre aux murs du bâtiment de respirer. Ces deux caractéristiques désirées sont antagonistes à un certain degré et sont difficiles à obtenir avec des panneaux relativement grands parce que la diLa- tation et la contraction thermiques des panneaux imposent des sollicitations sévères au système d'étanchéité utilisé, quel qu'il soit. Il est tout à fait possible que certains joints fuient, parfois en raison d'une installation non soigneuse, mais plus sou- vent par suite de l'usure due à des centaines ou des milliers de cycles thermiques sur une période couvrant un certain nombre d'années. L'infiltration d'eau derrière les faces des panneaux sous l'effet de la condensation est inévitable sous certaines conditions climatiques. Construction Specialties, Inc. ("C/S"), la demande- resse, a précédemment mis au point et commercialisé une paroi en panneaux sous la marque "Techwall" qui possède de nombreux avan- tages par rapport à ceux décrits de façon générale dans ce qui précède. Pour une description complète de ce système "Techwall" de l'art antérieur, on peut se référer à la demande de brevet des E.U.A. n 458 540 au nom de Goertner, déposée le 17 janvier 1983 et intitulée "Panel Wall System" et la demande de brevet des E.U.A. n 507 715 au nom de Bartlett et al., déposée le 23 juin 1983 et intitulé "Panel Wall System". Le système "Techwall" utilise des rails verticaux et horizontaux qui sont fixés à la structure du bâtiment et auxquels des panneaux rectangulaires en cuvette sont fixés par des agrafes reçues dans des fentes ménagées dans les rebords périphériques des panneaux et fixées aux rails. La demande au nom de Goertner porte sur la forme des panneaux et sur le système de fixation. La demande au nom de Bartlett et al. décrit un système qui utilise les concepts des panneaux selon la demande au nom de Goertner et des agrafes de fixation; elle apporte en outre des moyens pour recueillir et évacuer l'eau et pour adapter le système Goertner au principe de construction "écran contre la pluie". Le système "Techwall" satisfait aux objectifs indiqués dans ce qui précède quant à la protection du bâtiment contre la pénétration d'eau, tout en permettant au mur de respirer, et il assure également la collecte et le drainage de l'eau ayant pu pénétrer la façade en panneaux. L'invention apporte une paroi extérieure ou une partie d'une telle paroi comprenant des panneaux rectangulaires disposés côte à côte et bout à bout en étant légèrement espacés les uns des autres. Chaque panneau est en forme de cuvette en ce sens qu'il est constitué d'une face principale formant une partie de la paroi extérieure d'un bâtiment ou d'une autre construction, ainsi que d'un rebord périphérique continu qui est dirigé vers l'intérieur, vers le bâtiment, depuis le pourtour de la face principale. Un élément de retenuehorizontal sous forme d'un rail est fixé au bâtiment à la jonction horizontale entre chaque paire de panneaux verticalement voisins et chaque panneau est fixé à ce rail horizontal par des attaches disposées à des intervalles convenables. Un élément de gouttière de drainage est disposé au joint vertical entre chaque paire de panneaux horizontalement voisins, chaque élément de gouttière étant situé dans le même plan que les branches verticales des rebords périphériques des panneaux concernés et possédant un fond ainsi que des flancs s'étendant le long des bords du fond et orientés dans le sens de leur éloignement du bâtiment, vers les panneaux, les flancs étant disposés latéralementà l'extérieur des joints entre les branches verticales des rebords périphériques. Chaque rail possède une rigole de drainage s'étendant dans le même plan que le joint horizontal entre les panneaux verticalement voisins et cette rigole communique avec un élément de gouttière de drainage, de sorte que l'eau qui a pu pénétrer derrière les panneaux et l'eau de condensation sont recueillies et acheminées horizontalement par les rigoles de drainage et verticalement par les éléments de gouttière en vue de leur évacuation à l'extérieur du bâtiment. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque rail horizontal est situé dans le même plan qu'au moins deux paires situées horizontalement côte à côte de panneaux situés l'un au-dessus de l'autre, et un élément de gouttière de drainage intermédiaire est situé au joint vertical entre les panneaux supérieurs desdites paires, cet élément de gouttière communiquant à son extrémité inférieure avec la rigole de drainage du rail horizontal. Un éltément de gouttière de drainage primaire s'étend dans le même plan que lesdites paires de panneaux à chaque extrémité du rail, les extrémités de la rigole de drainage du rail débouchant chacune dans un éLément de gouttière de drainage primaire. De préférence, un élément de gouttière intermédiaire est fixé aux rails horizontaux au-dessus et au-dessous des panneaux supérieurs desdites paires et les éléments de gouttière primaire sont fixes au bâtiment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de ta description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation frontale schéma- tique d'un groupe représentatif de panneaux selon ce mode de réalisation; - la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne 2-2 de la figure I à un joint horizontal entre une paire de panneaux verticalement voisins; - La figure 3 est une coupe prise suivant la ligne 3-3 de figure I à un joint vertical entre des panneaux horizontalement voisins; et - la figure 4 est une coupe prise suivant la ligne 4-4 de figure 1, également à un joint vertical entre une paire de panneaux horizontalement voisins. Selon un-mode de réalisation préféré de l'invention, la façade extérieure d'un bâtiment est formée, aux endroits autres que là o se trouvent des fenêtres ou dtautres baies ou confor- mations spéciales, par les faces principales 10 de panneaux rectangulaires en cuvette, désignés globalement par la référence 12. Chaque panneau possède un rebord périphérique continu 14 qui est dirigé vers l'intérieur à partir de la face principale, en direc- tion du bâtiment. Un panneau convenant à la mise en oeuvre de l'invention est fabriqué d'une tôle d'aluminium ayant une épaisseur d'environ 3 mm, qui est entaillée à chaque angle puis façonnée pour former le rebord, les parties ou branches du rebord étant soudées ensemble et meulées à chaque angle, ou rendues étanches d'une 2 5 72760 autre manière pour que le panneau présente un rebord périphérique continu et pour lui donner une forme en cuvette ou en bac. Des raidisseurs internes peuvent être utilisés pour conférer de la rigidité à la face principale au cas o les panneaux sont relative- ment grands. Les panneaux peuvent également être fabriqués d'autres matériaux par différentes techniques, par exemple par emboutissage de tôle d'acier, thermoformage ou moulage de plastique ou de feuilles de métal ou de plastique combinéesavec des matériaux adéquats pour former des âmes de panneaux composites. Les branches horizontales adjacentes de chaque rebord 14, le long du joint entre chaque paire de panneaux verticalement voisins, sont fixées- au bâtiment par un rail de retenuehorizontal 16, dont une coupe transversale est visible sur la figure 2. Chaque rail horizontal 16 possède une partie médiane 18 qui fait saillie sur une courte distance dans le joint entre les rebords 14. Chaque branche horizontale du rebord présente des fentes 20 (voir figure 4) découpées en elle à des intervalles adéquats, tous les 40 ou 60 cm par exemple, et une attache de montage 22 est mise en place dans les fentes et fixée par une vis 24 à la partie médiane 18 du rail. Chaque attache est installée en l'alignant d'abord dans le sens de la longueur du joint entre les panneaux (c'est-à- dire horizontalement) puis en la tournant de 90 à la position de montage. Une partie 22A en forme de clavette de l'attache s'ajuste dans une rainure de clavette 24A en vue du positionnement convenable de l'attache 22 à la position montée. On peut se reporter à la demande de brevet au nom de Guertner, citée dans ce qui précède, pour une description et une représentation plus détaillées de cette attache de montage. L'invention peut être mise en oeuvre avec d'autres dispositifs de fixation mais les attaches de montage de la figure 2 ont l'avantage d'avoir une construction simple, d'être faciles à installer et de permettre l'enlèvement de chaque panneau individuellement à des fins de réparation ou de remplacement si cela devait être nécessaire. Le rail 16 comporte en outre une partie d'appui supérieure 26 et une partie d'appui inférieure 28, situées respectivement au-dessus et audessous de la partie médiane 18 et présentant chacune une surface d'appui pour l'extrémité de la branche de rebord horizon- tale correspondante d'un panneau et recevant en outre un joint d'étanchéité 30 adéquat pour établir une étanchéité à l'eau raison- nablement efficace entre le bord de la branche horizontale et le rail. Immédiatement au-dessus de la partie d'appui supérieure 26 se trouve une région de section droite à peu près en U, qui est définie, en partie, par une nervure 32 et par la portion inférieure d'une partie de rail 34 qui a la forme d'un profilé en U et constitue une bordure de montage supérieure. La région de section droite à peu près en U mentionnée ci-dessus constitue une rigole de drainage supérieure 36 sur le rail. Une bordure de montage inférieure 38 de conformation semblable se raccorde à la partie d'appui inférieure 28. Une nervure 40 en L s'étend vers l'extérieur à partir de la portion inférieure de la bordure de montage 38 du bas et définit une rainure de drainage inférieure 42. Une aile 48 dont le but sera expliqué dans ce qui va suivre s'étend vers le bas à partir de la bordure inférieure 38. Le rail de retenueest de préférence filé en aluminium et possède une section droite uniforme sur toute sa longueur. Il est fixé à des intervalles convenables sur sa longueur au bâtiment par des éléments de fixation 46 et 48 qui traversent les bordures de montage 34-et 38. Les rails peuvent également être fixés au bâtiment par des vis traversant la partie médiane 18. Les branches verticales des rebords périphériques 14 des différents panneaux 12 ne sont fixées d'aucune manière au bâtiment et il n'y a pas non plus un dispositif d'étanchéité quelconque entre les extrémités des branches verticales des rebords et un autre élément quelconque. Au lieu de cela, un élément de gouttière de drainage verticale est installé à chaque joint vertical entre des paires de panneaux horizontalement voisins. Deux types de gouttières de drainage sont utilisés, bien que l'on puisse utiliser le même profilé d'aluminium extrudé pour les deux types. Comme représenté sur la figure 3, l'un des deux types d'éléments de gouttière est un élément de gouttière de drainage intermédiaire 50. La disposition d'un tel élément intermédiaire sera d'abord expliquée ci-après en référence à la figure 1. Chaque rail horizontal peut avoir une longueur qui peut atteindre à peu près 6 m. Dans un tel cas, il y aura deux ou davantage de paires de panneaux horizontalement voisins, disposés bout à bout et assemblés au railt de retenue horizontal concerné, lequel rail s'étendra de façon continue à travers le joint vertical entre les panneaux horizontalement voisins. La figure I montre une telle disposition de façon schématique. Les joints verticaux entre les panneaux horizontalement voisins sont désignés par V1, V2 et V3, tandis que les joints horizontaux sont désignés par H1 et H2. Les rails horizontaux de cet exemple s'étendent de façon continue depuis le joint vertical V1 et à travers le joint V2 jusqu'au joint vertical V3, un rail horizontal étant prévu sur le joint H1 et un autre rail sur le joint horizontal H2. Sur la figure 1, l'extrémité inférieure d'un groupe de panneaux (par exemple à La fondation du bâtiment ou au-dessus de fenêtres) est illustrée schématiquement par ta présence d'un canal de drainage horizontal 52 qui est situé sous la rangée de panneaux la plus basse du groupe et qui est destiné à recueillir l'eau sortant du système de drainage de l'assemblage de panneaux,-le canal étant agencé pour évacuer l'eau, comme indiqué schématiquement par les flèches 54. Les branches horizontales inférieures des rebords 14 des panneaux les plus bas du groupe peuvent être fixées au bâtiment par des supports et des agrafes, par exemple comme décrit et représenté dans la demande de brevet au nom de Bartlett et al. dont il a également été question dans ce qui précède. Dans le groupe représentatif montré sur la figure 1, un élément de gouttière de drainage intermédiaire s'étend vertica- lement au joint V2 entre les deux rails horizontaux et un élément intermédiaire semblable s'étend du rail inférieur, au joint V2, vers le bas jusqu'au canal de collecte 52. Chaque élément de gouttière intermédiaire 50 comporte un fond 56 et des flancs latéraux 58 et 60 le long des bords du fond (voir figure 3). Les flancs 58 et 60 sont situés latéralement à une certaine distance à l'extérieur des branches verticales des rebords 14 des panneaux concernés, par rapport à l'intervalle entre elles. Les traits mixtes en haut et en bas sur la figure 2 indiquent l'empla- cement des éléments de gouttière de drainage intermédiaire 50 aux points o ils rejoignent les railts horizontaux. L'aile 44 constitue une aire d'appui pour l'extrémité supérieure d'un élément de gouttière 50, lequel est fixé à cette aiLe par une vis. L'aire d'appui pour l'extrémité inférieure de chaque élément de gouttière intermédiaire est la paroi externe ou paroi dirigée vers l'extérieur de La bordure de montage supérieure 34, à laquelle l'extrémité inférieure de l'élément de gouttière 50 est fixée par une vis. L'autre forme de réalisation de l'élément de gouttière verticale de drainage est l'élément de gouttière primaire 62 représenté sur la figure 4. Un tel élément est utilisé à chaque joint vertical entre des panneaux aux extrémités de rails voisins dans le sens horizontal. Dans l'exemple de la figure 1, un élément 62 est installé à chacun des joints verticaux VI: et V3. Chaque élément de gouttière primaire 62 s'étend verticalement sur toute l'étendue verticale d'un groupe de panneaux. Chacun de ces éléments comporte un fond 64 et des flancs 66 et 68 le long des bords du fond (voir figure 4),Les flancs étant situés Latéralement à l'exté- rieur du joint vertical entre les panneaux. Pour loger chaque élément de gouttière primaire, les parties horizontales des bordures de montage 34 et 38 du haut et du bas présentent des découpes 70 et 72 (voir figure 4) et les éléments 62 sont fixés directement à La structure du bâtiment par des vis 74 à des intervalles verticaux adéquats. Les éléments de gouttière peuvent également être fixés sur les rails horizontaux. Les petits intervaLLes entre les branches horizontales adjacentes et Les branches verticales adjacentes des rebords, aux joints entre des panneaux voisins, sont obturés en installant d'abord une baguette de support 76 et en remplissant ensuite la partie extérieure de l'intervalle avec un élastomère d'étanchéité 78. Quelle que soit la qualité du travail effectué et quel que soit le type de la matière élastique d'étanchéité employée, iL est pratiquement certain que tôt ou tard dans ta vie de la façade du bâtiment, des fuites se produiront dans le système d'étanchéité. De plus, il y aura inévitablement de la condensation sur les surfaces intérieures des panneaux. La présente invention assure que la pénétration d'eau depuis la face externe du bâtiment dans l'espace entre les panneaux et le bâtiment reste minimale et assure en outre la collecte et l'évacuation de l'eau pouvant se trouver entre le système de panneaux et la structure du bâtiment, soit par condensation, soit en raison de fuites à travers la matière d'étanchéité 78. La pénétration d'eau à travers les fuites dans le système d'étanchéité est rendue minimale en permettant la "respiration" du système de panneaux, de manière que la pression extérieure sur la paroi du bâtiment et là pression dans l'espace compris entre le système de panneaux et la structure du bâtiment soient maintenues essentiellement égales sous toutes les conditions. La gouttière de drainage crée une communication verticale pour l'espace compris entre les faces internes des panneaux et le bâtiment et les éléments de gouttière primaire 62 comme les éléments de gouttière 50 communiquent librement avec les espaces définis par les faces principales 10 et les rebords 14 des panneaux 12, de même qu'avec les rigoles de drainage 36 et 42. L'eau pénétrant par les joints horizontaux entre les panneaux et la condensation sur les surfaces internes des panneaux auront tendance à être captées par les joints d'étanchéité 30 et à s'écouler vers l'une ou l'autre extrémité de la branche horizontale considérée du rebord de panneau, d'o elles s'écouleront ensuite verticalement vers le bas par un élément de gouttière de drainage. L'eau qui pénètre par le joint vertical entre des panneaux voisins sera captée et évacuée de façon analogue par un élément de gouttière primaire ou un élément de gouttière intermédiaire. Pour ce qui concerne les éléments de gouttière intermédiaire, ilscommuniquent à leurs extrémités inférieures avec la rigole de drainage horizontale 36 en haut du rail horizontal et l'eau déchargée à ce point s'écoulera le long de cette rigole supérieure 36 pour en être déchargée dans un élément de gouttière primaire. 72760 Les flèches à côté du joint vertical V2 sur la figure 1 illustrent le drainage de l'eau depuis les éléments de gouttière intermédiaire vers Les rigoles de drainage des rails horizontaux. Les flèches à côté des joints V1 et V3 représentent la décharge de L'eau par les rigoles de drainage de chaque rail horizontal dans les éléments de gouttière de drainage primaire. Comme décrit dans ce qui précède, l'eau déchargée de l'extrémité inférieure de chaque élément de gouttière de drainage est évacuée à travers des trous ou des tuyaux d'évacuation ou dans un canal de collecte, d'o elle est évacuée à son tour comme indiqué schématiquement par les flèches 54. Au lieu d'être déchargée dans un canal collecteur, il est possible également-de décharger l'eau sur un déflecteur ou un dispositif analogue. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Paroi ou partie de paroi, formant notamment une paroi extérieure ou un revêtement d'un mur d'un bâtiment ou d'une autre construction, comprenant des panneaux rectangulaires dis- posés côte à côte et bout à bout en étant légèrement espacés les uns des autres, caractérisée en ce que chaque panneau (12) possède une forme en cuvette et est constituée d'une face prin- cipale (10) formant une partie d'une paroi extérieure d'un bâti- ment, ainsi que d'un rebord périphérique (14) s'étendant depuis la face principale vers la structure du bâtiment, un élément de retenue horizontal en forme de rail (16) étant fixé à la structure du bâtiment et situé dans le même plan que le joint horizontal entre chaque paire de panneaux (12) verticalement voisins, des moyens de fixation reliant chaque branche horizontale du rebord (14) de chaque paire de panneaux verticalement voisins au rail horizontal correspondant, et un élément de gouttière de drainage (50, 62) étant situé au joint vertical entre chaque paire de panneaux (12) horizontalement voisins, chaque élément de gouttière de drainage étant situé dans le même plan que les branches verticales des rebords périphériques: (14) des panneaux (12) concernés audit joint vertical, chaque élément de gouttière de drainage (50, 62) possédant un fond (56, 64) et des flancs (58, 60 respectivement 66, 68) s'étendant le long des bords du fond et orientés dans le sens de leur éloignement de La structure du bâtiment depuis le fond de l'élément de gouttière, en direction des panneaux (12), les flancsdes éléments de gouttière étant situés latéralement à distance à l'extérieur des branches verticales des rebords péri- phériques (14) de ladite paire de panneaux (12) horizontalement voisins, par rapport au joint vertical entre ces panneaux,et chaque rail horizontal possédant.une rigole de drainage (36, 42) s'étendant dans te même plan que le joint horizontal entre ladite paire de panneaux (12) verticalement voisins et communiquant avec un élément de gouttière de drainage (50, 62), de sorte que de l'eau de condensation ou de l'eau ayant pu pénétrer derrière les panneaux (12) est évacuée horizontalement par les rigoles de drainage (36, 42) et verticalement par les éléments de gouttière de drainage (50, 62), de manière à assurer un écoulement contrôlé, la collecte et l'évacuation de l'eau à l'extérieur du bâtiment. 2. Paroi s4lon la revendication 1, dans laquelle chaque rail horizontal (16) est situé dans le même plan qu'au moinsdeuxpaires disposées horizontalement côte à côte de panneaux (12) verticalement voisins, dans laquelle un élément de gouttière de drainage inter- médiaire (50) est situé au joint vertical entre les panneaux supérieurs desdites paires et communique à son extrémité inférieure avec la rigole de drainage (36) du rail horizontal, et dans laquelle un élément de gouttière de drainage primaire (62) s'étend dans le même plan que lesdites paires de panneaux (12) à chaque extré- mité du rail, les extrémités de la rigole de drainage du rail débouchant dans chaque élément de gouttière de drainage primaire (62). 3. Paroi selon la revendication 2, dans laquelle chaque élément de gouttière de drainage intermédiaire (62) est fixé aux rails horizontaux au-dessus et au-dessous des panneaux supérieurs desdites paires de panneaux (12). 4. Paroi selon la revendication 2, dans Laquettlle les éléments de gouttière de drainage primaire (62) sont fixes à la structure du bâtiment. 5. Paroi selon la revendication 4, dans laquelle chaque extrémité du rail horizontal possède une découpe (70, 72) qui reçoit une partie de l'élément de gouttière de drainage primaire (62) correspondant, une partie extrême de la rigole de drainage (42) du rail étant située au-dessus dudit élément de gouttière (62). 6. Paroi selon la revendication 1, dans laquelle le rail horizontal possède une partie médiane (18) située dans le même plan qu'un intervalle formé au joint horizontal entre les panneaux (12) verticalement voisins et destinéeà recevoir des moyens de fixation (22, 24), une partie d'appui (26, 28) située dans l'ensemble sous la branche horizontaledu rebord périphé- rique (24) de chaque panneau (12) fixé au rail concerné, une portion de rail sensiblement en U s'ouvrant vers le haut et constituant une rigole de drainage (36, 42) près de chaque partie d'appui, ainsi qu'une bordure de montage (34, 38) située à l'extérieur de chaque partie d'appui (26, 28) par rapport à la partie médiane (18).