Brevet FR2584753A1 — publié le 19870116

UNITE D'HABITATION A OSSATURE BOIS La présente invention a pour objet une unité d'habitation à ossature en bois destinée en particulier, mais non exclusivement, à constituer une habitation légère de loisirs. On a déjà proposé différents types d'habitations modulaires, construites à partir d'éléments généralement préfabriqués, par juxtaposition d'unités ou modules. Cette disposition permet d'utiliser des éléments réalisés selon les normes industrielles de productivité et d'éviter des temps d'attente longs sur- chantiers par utilisation de panneaux préfabriqués ou de prédalles en béton. Malgré les efforts accomplis dans cette voie, ces constructions en "dur" demandent beaucoup de temps et sont, par suite d'un coût relativement élevé. On a également déjà proposé de construire des maisons en bois, ce type d'habitat étant exploité depuis les temps les plus reculés notamment dans les pays nordiques où les forets sont abondantes. Malheureusement, ce type de chalet dit "norvégien" exige des bois d'excellente qualité choisis parmi des essences déterminées qu'il est souvent nécessaire d'importer. De plus, le temps de construction de tels habitats, par assemblage de divers composants reste long et ces constructions en bois sont également coûteuses. La présente invention a pour premier objet de pallier ces inconvénients et de permettre la construction d'unités d'habitation pouvant être montées en quelques heures. Un second objet de la présente invention est une unité d'habitation dont le transport soit aisé et pouvant même être parachutée, par exemple après un séisme ou autre catastrophe naturelle. Un troisième objet de la présente invention est une unité dth:1bitation pouvant être mise en oeuvre avec des bois de second choix se trouvant pratiquement dans toutes les régions. Selon la présente invention, l'unité d'habitation est caractérisée en ce qu'elle est réalisée par l'assemblage d'au moins deux éléments de base arqués sur lesquels sont fixés selon des inclinaisons variables, des piliers ou arbalétriers, des panneaux ' étant montés sur deux piliers consécutifs. Il est ainsi possible de réaliser des talutages différents comme celà sera décrit par la suite. Les éléments de base supportent la charge de l'habitat alors que les éléments secondaires ou arbalétriers assurent sa consolidation à la manière des arc-boutant dans les constructions gothiques. les piliers assurent le montage et le maintien des panneaux de recouvrement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de base de l'ossature ou squelette de la maison , qui sera désigné par la suite sous le nom d"'arc", est réalisé de préférence en lamellé collé et l'assemblage des piliers sur les arcs se fait par boulonnage du type "MOISAN". C'est à dire que deux demi-piliers viennent entourer l'arc sur une partie de sa longueur. Les arcs sont autoportants et travaillent à la fois en traction et en flexion suivant une technique performante. La fabrication de la charpente s'effectue à l'aide d'un outillage. classique et peut être.entièrement automatisée. La maison repose au sol, dans un mode de réalisation préféré, sur une dalle de béton de quinze centimètres d'épaisseur. Elle peut également reposer sur des plots disposés aux angles inférieurs de la construction. Dans ces deux cas, il est possible de prévoir un vide sanitaire au-dessous de la construction. Mais, elle peut également reposer sur le sol sans aucune sous-structure, en employant un jeu de câbles tenseurs. Son montage est très économique, les arcs étant fabriqués à partir d'éléments de moins d'un mètre de longueur, les planchers étant porteurs et par suite n'exigeant pas de solives etc.... Par l'utilisation de panneaux appropriés, l'isolation thermique de la construction est supérieure d'environ six fois à l'isolation d'une construction analogue effectuée en béton. Par ailleurs, ces maisons indéformables sont aux normes anti-séismes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent: - La Fig.l, un schéma de principe de l'invention; - La Fig.lA est une coupe selon la ligne- I-I de la Fiv.1; - Les Figs 2 à 4 des schémas en demi-coupe montrant des possibilités d'assemblage des arcs et des piliers sur un seul niveau; - Les Figs 5 à 9 des schémas de montage de constructions à deux niveaux; - Les Figs 10 à 13 des exemples, en vue partielle de constructions selon la présente invention; - La Fiv.14, un exemple de construction à structure radiale;; - La Fig. 15, une clé de voûte servant assembler radialement un ensemble d'arcs; - La Fiv.16, un autre exemple de réalisation. Sur la Fiv.1, on voit que la structure de base d'une construction selon l'invention se compose d'une pièce cintrée 1 en forme générale d'arc avantageusement réalisée en lamellé-collé. D'une manière plus artisanale, il est possible d'obtenir un arc par assemblage de deux ou trois planches non rabotées, afin qu'il existe une meilleure adhérence, boulonnées entre elles suivant des coupes formant clefs et contre-clefs comme dans les charpentes à torsion employées en ouvrages d'art ou pour des hangard. Cette caractéristique permet de récupérer des morceaux de planches de moins de un mètre, chutes de scieries, ce qui permet une économie notable de matière première tout en permettant la réalisation d'un arc incassable et indéformable.Cette pièce obtenue par lamellé collé (ou plus artisanalement par un assemblage clefcontrecléf) est utilisée soit sur toute sa longueur, soit, par moitiés, en demi-arc en fonction des applications, comme celà sera décrit par la suite. De part et d'autre de cet arc plein, sont fixées, par boulonnage en des points 6, deux madriers ou bastaings 2 comme représenté sur la Fig.la. On sait que de tels bastaings sont pratiquement normalisés à une section de 16,5x 6,5 cm. Selon la position occupée par ces ensembles de deux madriers entourant un arc ou un demi-arc, on les désignera par les expressions de "pilier" 2, de "poutre" 3 ou d"'arbalétrier" 5. Ces désignations sont purement arbitraires. En effet, l'inclinaison des madriers par rapport à la verticale peut varier d'une manière continue.D'autre part, bien que les éléments 2,3 et 4 participent à la rigidification de l'ensemble de la construction, la fonction principale de ceux-ci est de porter les superstructures, également fixées par boulonnage, et notamment les panneaux destinés à fermer l'habitation. Comme indiqué précédemment, la fonction d'appui au sol est assurée par les arcs 1. Bien entendu, pour la réalisation d'une construction, il est nécessaire de faire appel à au moins deux arcs 1 reliés entre eux par des éléments 3 en position sensiblement horizontale. Sur les Figs 2 à 4 sont représentés des exemples de montage vus dans un plan vertical, en coupe par moitié. Se-lon le type de construction, il existe une partie symétrique ( cas de constructions longitudinales) ou non ( cas des constructions radiales faisant appel à des demi-arcs). Sur la Fig.2, on retrouve un demi-arc 1 sur la partie inférieure duquel est monté un pilier ou montant 2 au moyen de boulons 6. A la partie supérieure du demi-arc 1, est fixée une traverse 4 dont l'extrêmité extérieure est solidarisée avec un arbalétrier ou contrefort 5, l'inclinaison de la traverse 4 étant déterminée par les perçages de passage des boulons 6. La charge supportée par la traverse 4 ( par exemple un panneau de couverture) est ainsi répartie entre l'arc 1, le pilier 2 et l'arbaletrier 5. il en résulte une construction très stable. Sur la Fig.3, , le demi-arc 1 est entouré par un pilier 2, un élément intermédiaire de liaison 4 et par une poutre 3. Bien entendu, les panneaux de facade et de couverture sont fixés entre deux éléments de longueurs identiques. La Fig.4 représente encore un autre mode de montage dans lequel le demi arc 1 est entouré par un pilier 2 et par une poutre n, un contrefort 5 étant fixé directement sur la partie supérieure du pilier. L'élément de base 1 donne également la possibilité de réaliser des constructions à étages. Les Figs 5 à 9 montrent des exemples de construction à deux niveaux. Sur la Fig.5, comme sur les Figs précédentes, on voit une demi coupe par un plan vertical et l'on retrouve un demi-arc 1 sur lequel est fixé toujours selon la technique Moisan précédente un pilier 2. Le pilier 2 fait saillie au-dessus de la surface supérieure de l'arc 1 et un second arc la est fixé sur le pilier 2. L'arc la, prend par ailleurs appui sur une poutre 3 boulonnée sur l'arc 1. A la partie supérieure du pilier 2 est boulonné un chevron 8 de pose de la couverture. Bien entendu, lorsque la constructionest terminée, les têtes des boulons 6 restent apparentes ce qui confère à celle-ci un aspect rustique appréeié. Toutefois, les têtes de boulons peuvent être masquées par des caches. La Fig.6 représente un mode d'assemblage voisin de celui de la Fig.5. Mais le niveau inférieur est déterminé par deux arcs 1 juxtaposés alors que le niveau supérieur comprend deux demi-arc la reliés par une poutre 3, les arcs 1 servant de voûtes à la partie inférieure. Comme précédemment, les piliers 2 soutiennent deux chevrons 8, les demi arcs la étant reliés aux piliers 2 et aux chevrons 8. Les Figs 7 8 et 9 représentent d'autre montages possibles. Sur la Fig.7, le montage est dissymétrique c'est-à-dire que le pilier de gauche est d'une longueur supérieure à celle du pilier de droite de sorte que la poutre 8 est inclinée ce qui permet la réalisation d'une toiture en pente. Sur la Fig.8 les deux piliers sont de même 3 longueur et disposés symétriquement par rapport à l'axe de la maison figuré en traits mixtes. Il est ainsi possible de constituer une terrasse à la partie supérieure de l'habitation. Sur la Fig.9, le panneau de couverture 10 peut être fixé directement en bout des piliers 2 de manière à constituer au-dessus du niveau d'habitation un espace de rangement.Lorsque les poutres 3 constituées de deux madriers ou bastaings font saillie extérieurement par rapport aux arcs, comme celà est représenté sur la Fig.1, il est possible de constituer une terrasse ou même des passages entre des unités d'habitation contiguës. Sur les exemples qui ont été décrits précédemment, la construction peut être de type longitudinal, les éléments représentés et des éléments identiques étant, au moins sensiblement, dans le prolongement l'un de l'autre. Mais les constructions peuvent également être de type radial, c'est à dire présenter un axe central A , l'habitation présentant en vue par-dessus une pluralité de secteurs dont les rayons peuvent être différents, chacun des secteurs constituant un module. Dans ce cas, les modules de constructions peuvent avoir, par exemple les configurations représentées sur les Figs. 10 à 13. Sur la Fig.1O, qui représente une partie d'une construction radiale, on retrouve deux demi-arcs 1 , un troisième demi arc n'étant pas représenté. Ces trois demi-arcs permettent de constituer deux cellules 21,22 dont les affectations peuvent être différentes, comme celà sera expliqué par la suite. La cellule ou secteur 21 est constituée comme celà a été décrit en regard de la Fig.3. Par contre la cellule 22 est construite selon le schéma de la Fig.2. La cellule 22 est recouverte par un panneau de couverture 10 alors que la cellule 21 est recouverte par des panneaux 11 étant entendu que certains au moins de ces panneaux peuvent être des panneaux vitrés. La Fig.ii, représente un autre type de secteur ne comprenant qu'un pilier 2, central. La Fiv.12 représente une construction radiale à deux niveaux comprenant deux arcs 1 et deux arcs la superposés aux arcs 1 comme indiqué précédemment. Un plancher 14 prend appui sur les arcs 1. Les piliers 2 servent, évidemment à la pose de panneaux de façade alors que les chevrons 8 sont destinés à recevoir les panneaux de couverture mais comme indiqué précédemment, toutes les inclinaisons des piliers sont possibles. La Fiv.13 montre une autre construction de type radial à deux niveaux de planchers 13 et 14. La Fig.14 représente l'ossature- d'une construction polygonale et plus précisément octogonale. Huit demi-arcs 1 déterminent une zone centrale 23 d'habitation alors que les prolongements éventuels constituent des secteurs spécialisés. C'est ainsi, par exemple que le secteur 24 peut constituer un garage, le secteur 25, l'entrée, le secteur 26,la cuisine etc... Bien entendu, une telle structure suppose un assemblage central des arcs ou demi-arcs 1. Conformément à une caractéristique de l'invention, cet assemblage est réalisé par une clé de voûte 15 représentée sur la Fig.15. Cette clé de voûte se compose d'un noyau central 17, qui peut être creux, à partir duquel s'étendent radialement autant d'ailettes 18 que la construction comporte de secteurs. Dans l'exemple représenté correspondant à la construction de la Fig.14, les ailettes sont au nombre de huit et, sur chacune de celle-ci vient se fixer un demi-arc au moyen de boulons (identiques à ceux utilisés dans les assemblages "moisan") passant à travers des trous 19 prévus à cet effet. Les demi-arcs 1 reposent, d'une part sur le sol et, d'autre part, à leur extrêmité supérieure sur la clé de voûte 15. Avantageusement, la clé de voûte est recouverte par une protection 16 du type dôme transparente ou opaque et destinée à assurer l'étanchéité de la toiture à ce niveau. r;n ciutre exemple de construction est figuré sur la Fig.16. Comme précédemment, cette construction comprend des modu]es différents mais tous constitués par assemblage de piliers 2 et de poutres 3 sur des arcs 1. A partir de la gauche de la Fig., on distingue un hall d'entrée 27, une pièce de servitude 28 pouvant servir à entreposer des objets utilitaires, un couloir 29 débouchant sur une unité d'habitation 30 à deux niveaux, reliés par un escalier. Les références des différentes pièces apparaissant sur cette figure désignent les mêmes éléments que précédemment. Bien entendu, les possibilités d'agencement d'une construction selon l'invention sont pratiquement illimitées et l'invention n'est nullement limitée aux quelques exemples qui ont été donnés. e préférence toutefois, le constructeur définira un certain nombre de constructions types et les trous de boulonnage seront percés avec précision en atelier. A titre d'exemple seulement, dans un mode de réalisation, les arcs avaient une portée de six mètres à sept mètres et leur hauteur était de 2,5 mètres. La présente invention permet ainsi, avec un mode de construction simple, l'emploi de bois de qualité inférieure, tels que ceux que l'on trouve dans certaines régions , de réaliser des unités d'habitation para-sismiques. Les éléments avant montage peuvent être aisément transportés en vue de leur exportation. De plus, à partir des mêmes éléments, les constructions peuvent être très diverses, seuls variant, d'une construction à l'autre, les emplacements de perçage permettant le passage des boulons. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'un certain nombre de pièces peuvent être réalisées en un matériau autre que le bois. REVENDICATIONS 10 Unité d'habitation à ossature bois caractérisée en ce qu'elle est réalisée par l'assemblage d'au moins deux éléments de base arqués (1) sur lesquels sont fixés selon des inclinaisons variables, des éléments secondaires tels que des piliers (2) ou arbalétriers (5) et de poutres (3) horizontales, des panneaux isolants de protection étant montés sur deux éléments secondaires consécutifs. 20 Unité d'habitation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de base (1) de l'ossature , est réalise en lamellé-collé, l'assemblage des éléments secondaires (2,3,5), constitués chacun de deux madriers, sur les éléments de base (1) étant réalisé par boulonnage (6) du type "MOISAN" 30 Unité d'habitation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de base arqués (1) sont constitués par assemblage de deux planches boulonnées entre elles suivant des coupes formant clef et contre-clef. 40 Unité d'habitation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de base (1) consistent en des demi-arcs réunis, par l'une de leurs extrêmités, sur une clé de voûte (15) et reposant sur le sol, éventuellement par l'intermédiaire d'une dalle ou d'un plot, par leur seconde extrêmité, l'habitation étant divisée en secteurs.