Brevet FR2584461A1 — publié le 19870109

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé d'assemblage modulaire tridimensionnel démontable destiné à tout type de construction. Les divers procédés de constructions usuels utilisent soit des éléments de petites dimensions liés entre eux (colles, mortiers... ) ; soit des matériaux coulés en oeuvre (béton, plastiques, métaux... ) ; soit des systèmes d'éléments préfabriqués de moyennes ou grandes dimensions. Parmi ces derniers procédés on distingue des systèmes à panneaux porteurs et des systèmes poteaux/poutre avec remplissage intégré après montage de l'ossature. Les poteaux et poutres assurent la structure porteuse de la construction. Les panneaux intégrés n'ont en ce cas qu un rôle de remplissage, éventuellement semi-porteur, et de contreventement. L'un des points délicat à traiter concerne la mise en oeuvre de ces panneaux et plus particulièrement leur liaison à ossature poteaux/poutre. Dans tous les cas, l'ossature de la construction est montée préalablement au remplissage. Celui-ci est placé ensuite et liaisonné à l'ossature par différents moyens - liaisons par pièces mécaniques (cloutage, agrafage, vissage, boulonnage) ; liaison par interposition d'un liant plus ou moins élastique (colles, mortier) ; liaison par soudage ou brasage. Le plus souvent plusieurs de ces moyens sont utilisés simultanément. Les problèmes à résoudre sont principalement : fiabilité, rapidité, esthétique et coût minimum de mise en oeuvre. Tous ces procédés nécessitent - soit de monter le remplissage au fur et à mesure de l'élévation de l'ossature - soit de laisser de nombreuses réservations à l'intérieur des panneaux de remplissage, destinées aux liaisons, et qu'il faudra obturer ensuite - soit de monter des panneaux ouverts imposant une phase supplémentaire de fermeture. Les inconvénients sont - sur le plan technique, des liaisons le plus souventponc- tuelles ne permettant pas un maintien continu des éléments entre eux et favorisant ainsi de nombreuses déformations ; - sur le plan économique, une ou plusieurs interventions in situ supplémentaires alourdissant le cahier des charges du montage et son délai d'exécution. Le procédé selon l'invention est destiné à pallier ces inconvénients en apportant une solution de liaison différente permettant le montage de panneaux fermés préfabriqués en usine. Les avantages en sont : simplicité, performances, fabrication en séries, adaptation très large, rapidité de montage, pos- sibilité de démontage et de récupération. Le principe de l'invention réside en un clavetage général des éléments de construction (fig. 1). En un premier temps, l'ossature poteaux/poutre est montée et liaisonnée par l'intermédiaire d'éléments de liaison originaux (ELH/ELB fig. 10 à 15) destinés à fixer les poutres horizontales (POU fig. 5 à 7) aux poteaux verticaux (POT fig. 2 à 4). Le blocage des poutres et poteaux autour des éléments de liaison est assuré par de simples boulons. En un deuxième temps, l'ossature étant achevée, les panneaux de remplissage (PA) sont placés à l'intérieur des cadres tridimensionnels formés par l'ossature. Ils sont alors positionnés, liés et bloqués sur l'ossa- turne par le glissement de clavettes (CL fig. 18/l9) à l'intérieur de rainures et de fentes prévues à cet effet sur les poteaux, poutres et éléments de remplissages (panneaux). Les rainurages sont placés de telle sorte qu'il permettent aux clavettes ; d'une part d'être mises en place et retirées sans démonter l'ossature ; d'autre part de ceinturer l'intégralité des panneaux et assurer un ancrage à l'intérieur des extrémités de poteaux. A cet effet la longueur des clavettes est légèrement supérieure à l'arête des panneaux. Ainsi sont assurés, en une seule opération, rapide, efficace, économique et démontable : le calage, la fixation et la rigidité des éléments de 1-' ossature. A cet effet les panneaux de remplissage sont livrés entièrement achevés au montage (Technique des panneaux fermés). Aucun percement n'est à réaliser à postériori. Le boulonnage ou l'inJec- tion de liant est remplacé par le simple glissement de clavettes longitudinales. Le système est aisément démontable et réutilisable sans détérioration des éléments. Ce procédé se compose de trois types d'éléments éléments d'ossature, éléments de liaison, élément de remplissage. Les éléments d'ossature comprennent les poteaux (POT), les poutres (POU) et les dès d'angles (DE). Ils peuvent être de section et en matériaux divers (bois, plastique, métal). Ils sont pourvus de rainures et de fentes longitudinales et transversales. Un mode de réalisation possible est décrit par les dessins annexes. (planche 1 à 37). I1 concerne une application à un habitat de loisirs modulaire à structure orthogonale tridimensionnelle. Dans l'exemple choisi l'ossature poteau/poutre est en bois. Le poteau est en ce cas de section carrée. Ses dimensions sont fonction des contraintes mécaniques à satisfaire. I1 est rainuré et fendu suivant les figures 2 et 3. Deux fentes (F1) orthogonales sont placées aux extrémités et dans l'axe du poteau. Une rainure (R1) est désaxée d'une largeur de rainure. Quatre fentes périphériques sont placées aux extrémités des poteaux dont l'axe correspond à une demi-largeur de poteau. La poutre est généralement de section et matériau identique au poteau. Dans l'application présentée, les poutres ont leur extrémités fixées en applique sur les faces des poteaux. Le but recherché étant une trame tridimensionnelle cubique, sa longueur est inférieure de deux largeurs à celle du poteau. Les rainures sont placées suivant les figures 5 à 7. Elles sont disposées de façon à ne pas interférer avec les rainures du poteau lors du montage. Deux fentes (F3) sont placées face à face, de part et d'autre de l'axe. Elles sont désaxées d'une demi-largeur de rainure. Une fente (F4X perpendiculaire aux précédentes est désaxée d'une largeur de rainure. Le système de fentes est symétrique aux deux extrémités de la poutre. Les dès d'angle sont de section et matériaux identiques au poteau et à la poutre. Ils ne sont que des éléments de décoration destinés essentiellement à camoufler les pattes des éléments de liaisons débordant de la structure. Ils sont placés en périphéries hautes et basses des constructions. Les éléments de liaison comprennent l'élément de liaison haut (ELH fig 10 à 12), l'élément de liaison bas (ELB fig. 14/15). la platine de fondations (PF fig 17), la clavette (CL fig 18). Les dimensions, et matériaux utilisés pour la réalisatior de ces éléments de liaison sont également fonction de leur destination d'emploi, des caractéristiques mécaniques souhaitées et des séries envisagées. I1 peut s'agir de bois durs, de métaux inoxydables ou traités, de plastiques à hautesrésistances. Ils sont destinés à assurer la liaison fixe et démontable des poutres aux poteaux, ainsi que la liaison de la construction à ses fondations ou à son support. Leur positionnement ne doit pas entraver le libre passage des clavettes. L'élément de liaison haut (ELH fig. 10 à 12) est composé de 4 pattes orthogonales. Chacune de ces pattes est destinée à pénétrer les fentes orthogonales placées en tête des poteaux. Plus longues que la largeur du poteau, leurs débords sont logés à l'intérieur des fentes d'about des poutres (fig.l). Des trous (T1/T2) permettent la mise en place de boulongs destinés à assurer la liaison des poteaux et des poutres. Des lumières (tel), de la largeur correspondant à la largeur de la clavet-te et la hauteur à l'épaisseur de deux clavettes, permettent le libre passage de celles-ci. L'élément de liaison bas (ELB fig. 14/15) reprend le même principe de fonctionnement. Sa particularité par rapport au précédent (ELH) réside dans la hauteur supérieure de l'élément et la présence en partie inférieure d'une embase (E) à double vocation. Elle est destinée, d'une part à l'appui des panneaux de plancher ; d'autre part à faciliter la fixation et la rigidité de la vis de platine (VP fig. 15/28). Une variante est représentée par les figures 12 et 13 (ELV) Cette dernière, de conception plus complexe que les précédents, présente toutefois certains avantages. Elle ne nécessite l'utilisation que d'un seul élément de liaison en remplacement des ELH et ELB. Elle permet l'élévation aisée de volumes à étages. Cette variante est pourvue, autour de son axe, d'un tube fileté intérieur (EL) ou tube avec écrou soudé, destiné à recevoir, soit une vis de liaison à la platine de fondation ou au support soit une double vis articulée destinée à la liaison de deux ou plusieurs poteaux superposés. Un trou (T3), en fond de tubetpermet la fixation de l'élément en tête et pied de poteau (fig. 4), par simple vis. La platine de fondation (PF fig. 16 et 17) est composée d'un tube creux fileté (EP) destiné à recevoir la vis (VP fig 15) de l'élément de liaison bas (ELB). Le vissage plus ou moins prononcé de la platine, avant fixation aux fondations, permet le calage horizontal de l'assise de la construction. La partie inférieure de la PF est une embase d'une forme plane quelconque, percée de trous de fixation (TF) et placée perpendiculairement au tube fileté. Les trous (TF) sont destinés à recevoir les vis et rondelles de fixation aux fondations. Leur surlargeur (environ 2 fois) par rapport aux vis, permet le jeu nécessaire au calage de l'implantation. (fig 27). Les clavettes (CL fig 18)sont, dans l'application un simple profilé de section plate rectangulaire, correspondant aux rainures des poteaux, poutre et éléments panneaux. Elles ont pour rôle la liaison des divers éléments composant la structure et le remplissage de la construction. Elles sont mises en place, après montage de l'ossature tridimensionelle, au moment de l'incorporation des divers panneaux de remplissage. Cette mise en oeuvre s'effectué par glissement des clavettes à partir des têtes de poteaux, suivant l'axe vertical ; et horizontalement, en parties basses et hautes, à partir des flancs de têtes et pieds de poteaux. Ces clavettes présentent une longueur égale à celle des éléments de remplissage augmentée d'environ deux demi-largeurs de poutre ou poteau. Leur largeur correspond à la profondeur cumulée des rainures réservées à l'intérieur des poteaux ou des poutres, plus celle de la rainure correspondante de l'élément de remplissage, auquel s'ajoute le jeu nécessaire à la mise en place des éléments, à la déformation éventuelle de la structure et à la dilatation prévue des matériaux. Ces derniers points sont naturellement fonction des conditions d'emploi et de sollicitation ainsi que du matériau utilisé. Enfin l'épaisseur de la clavette correspond à la largeur des rainures augmentée du jeu nécessaire au glissement. La liaison des composants est donc assurée de façon continue, ainsi que le ferait un collage, tout en permettant une engravure mécanique, tel que le réalise le cloutage ou le boulonnage de façon seulement partielle. En outre, les têtes de clavettes pénètrent partiellement les têtes de poteaux et de poutres, assurant également un blocage général à ce niveau. Afin de faciliter la pénétration et le croisement des clavettes, celles-ci ont leurs extrémités adoucies (fig. 18-19). Le profil représenté en dessin est de section rectangulaire plate. Le même procédé pourrait être utilisé à l'aide de tubes ou profils de formes ronde , ovalisée, ou profil plus travail- lé. Le seul impératif est que la clavette "mâle" corresponde à la réservation "femelle" des poteaux, poutre et panneaux. Le matériau peut être métallique, plastique ou bois dur stabilisé. Le choix dépend essentiellement des risques de corrosion, de la rigidité, de la légèreté et du coût recherchés. Les éléments de remplissage sont destinés à être fixés à l'intérieur des cadresformés par l'ossature poteau/poutre. Ils peuvent être de conceptions et compositions multiples suivant leur destination et le mode de construction à laquelle ils sont destinés. Leur râle est de fermer les volumes. Ils peuvent participer à la structure de la construction et en assurent, dans tous les cas, le contreventement. I1 peut s'agir de panneaux pleins, composites, vitréS à claires-voies... Leur particularité réside dans le fait qu'ils sont pourvus d'un cadre extérieur périphérique rainuré longitudinalement. (fig 25/26/28 à 33/36 à 38/43 à 45)-. Ces rainures naturellement correspondent à celles des poteaux et poutres. Elles sont destinées à recevoir une demi-largeur de clavettes sur l'intégralité de la périphérie du panneau. Les planches 19 à 34 décrivent quelques systèmes de fixation des panneaux à l'ossature. Les dessins démontrent une application à un système constructif à ossature bois. En ce cas, les éléments de remplissage comprennent : divers panneaux muraux (pleins, vitrés, claustras) des panneaux plancher (habitatior terrasse), des panneaux toiture (tuiles, bardeaux... ) Les figures 46 à 48 décrivent une application à un habitat de loisirs de 24 m2 environ. Cet habitat (bungalow) comprend 4 modules habitables couverts d'environ 6 m2 chacun (trame 2,55 X 2,55 d'axe en axe) ; 2 volumes couverts de claustras destinés à abriter les loisirs extérieurs ou un véhicule, 1 volume terrasse, et deux volumes ouverts L'emprise de bungalow, dans l'esprit d'un groupement d'habitats est délimité par des clôtures reprenant- le même principe constructif et utilisant l'élément claustra. Le domaine technique privilégié concerné par l'invention est celui de la construction immobilière en général - habitat de loisirs, habitat principal, cité d'urgence, base-vie, camps de vacances, kiosques divers (restauration, vente journaux , bureau de vente, point de rencontre ou d'information), bureaux provisoires, ou d'extensions, bureau paysager... Ce procédé de construction peut également être utilisé dans d'autres domaines techniques tels que le mobilier urbain, le mobilier d'ammeublement, les jeux de construction... REVENDICATIONS 1) Procédé d'assemblage, de dimensions, formes et maté-' riaux quelconques, caractérisé en ce -qu'il est composé de poteaux (POT) et de poutres (POU) rainurés et fendus, liés par éléments d'assemblage (ELH/ELB) dans lesquels sont placés des panneaux de remplissage (PA) ; l'ensemble étant maintenu, renforcé et bloqué par des clavettes longitudinales (CL), glissées à l'intérieur des rainures ménagées à cet effet. (ex. fig 1). 2) Poteau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est rainuré et fendu afin de permettre le glissement des clavettes. Le profil des rainures correspond à celui-des clavettes. (ex. fig 2 à 4) 3) Poutre (POU) selon revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est rainurée et fendue afin de permettrele glissement des clavettes. Le profil des rainures correspond à celui des clavettes (ex. fig 5 à 7). 4) Eléments de liaison haut et bas (ELH/ELB) selon revendication 1 caractérisés en ce qu'ils sont fixés sur les poteaux et pourvus de pattes se logeant dans les fentes prévues à cet. effet sur es poutres. Ces éléments possèdent en outre des lumières (ll) destinées au libre passage des clavettes. (ex. fig 10 à 15) 5) Clavette selon revendication 1, caractérisée en ce qu'elle correspond au profil des rainures des poteaux, 'poutres, et éléments de remplissage dans lesquels elle vient se glisser. 6) élément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre extérieur périphérique est rainuré suivant le profil des clavettes, qui glissées à l'intérieur, sont destinées à le maintenir et le fixer à l'Ossature composée des poteaux et poutres. (ex. fiq 25/26. 28 à 33,r 33/38 / 43-à 45). 7)Procédé d'assembisge, selontrevendications 1 à 6, ca-- ractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un tube fileté (T), ou pourvue d'un écrou (EP), destiné à recevoir la -tige filetée de l'élément de liaison bas (ELB.ex. fig 14 et 15), et d'une embase percée de trous. (TF ex. fig 17) 8) Procédé d'assemblage suivant revendications 1 et 5 caractérisé en ce que les panneaux assurent directement la fonction structure, les cadres de panneaux rainurés en périphérie remplissant, par l'intermédiaire des montants et traverses, le rôle des poteaux et des poutres supprimés.