Brevet FR2575503A1 — publié le 19860704

La présente invention concerne un procédé de fabrication de constructions, notamment d'habitations, ainsi que les constructions réalisées par sa mise en oeuvre. On connaît déjà de nombreuses techniques de construction, et celles qui se rapprochent le plus de la technique selon l'invention sont d'une part la construction classique en maçonnerie et d'autre part la construction en charpente métallique. Le procédé de construction en maçonnerie est le plus utilisé pour la réalisation d'habitations. On ne le décrit pas en détail car il est bien connu. Il faut cependant noter que cette technique présente un certain nombre d'inconvénients qui sont notamment son cout, du fait de la main d'oeuvre importante qui est nécessaire, la longue durée de réalisation de la construction, et le fait que la construction réalisée n'est pas rigide, notamment en cas de tremblement de terre ou de glissement de terrain, à moins qu'elle ne soit réalisée presque totalement en béton armé. L'autre technique précitée met en oeuvre une charpente métallique qui délimite en général des murs et une toiture. La structure réalisée par montage d'éléments métalliques doit être fixée au sol. En général, elle est ancrée par ses coins. Dans certaines réalisations, elle est posée puis fixée sur une dalle formée de béton. Cette construction présente l'avantage de ppsséder une grande rigidité et de pouvoir être établie en un- temps court. Cependant, elle présente des inconvénients car la structure obtenue -est beaucoup plus légère qu'une construction en maçonnerie classique. Les ouvertures entre les éléments de charpente doivent être fermées par des éléments qui doivent être adaptés à une coopération avec une charpente métallique. Par exemple, des espaces entre poteaux peuvent être fermés par des murs formés de maçonnerie classique. La fermeture de ces espaces pour la délimitation d'un volume fermé présente des difficultés étant donné la différence entre les matériaux utilisés. Les constructions réalisées ont en général une mauvaise isolation thermique, car les éléments de charpente métallique facilitent les échanges de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur de la construction réalisée. En fait, à cause de ces inconvénients, cette technique de construction-est très peu utilisée pour les habitations. L'invention concerne un procédé de construction qui combine les avantages de bonne isolation des constructions classiques de maçonnerie et les avantages de rigidité et de faible temps de montage des constructions à charpente métallique, tout en permettant la réalisation de constructions à des coût très inférieurs à ceux des constructions classiques Plus précisément, l'invention concerne une combinaison des avantages de la préfabrication en atelier (pour la réalisation de la charpente métallique) à ceux de la construction classique (isolation par du béton et des matériaux spéciaux), notamment grâce à l'utilisation d'une technique moderne de projection de béton ou mortier. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication de constructions qui comprend - la réalisation, en éléments séparés, d'une charpente métallique comprenant un cadre d'appui destiné à être dispose horizontalement, et une ossature, - la préparation d'une assise horizontale, de dimensions au moins égales à celles du cadre, - la disposition du cadre sur l'assise, - la coulée. d'un- mortier ou d'un béton sur l'assise et autour d'une partie au moins du. cadre afin que le cadre et le mortier ou béton, après prise, forment un socle rigide et lourd en une seule pièce, - le montage de l'ossature sur le cadre solidaire du socle, et - la finition de la construction. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, le mortier ou béton du socle est coulé après la pose du cadre monté sur l'assise mais avant le montage du reste de l'ossature. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'ossature comporte des poteaux, un cadre de chaînage destiné à etre placé à une certaine distance au-dessus du socle, par exemple au niveau du plancher d'un étage, et des fermes. Dans une variante, l'ossature peut ne'comporter que des fermes, par exemple en forme de demi-cercle ou de demi-parabole, lorsque la construction réalisée doit avoir la forme d'un tunnel. Il est avantageux que l'assise soit simplement formée d'un lit de pierres ayant simplement une résistance suffisante pour que le poids de la construction, réparti par le socle, ne provoque pas son affaissement. Cependant, l'assise peut aussi être formée d'une véritable dalle le cas échéant. Il est avantageux que le cadre soit monté direc- tement sur l'assise à partir des éléments préparés en atelier. Cependant, le cadre peut aussi être monté séparément puis posé sur l'assise, surtout dans le cas de cons tructions de dimension relativement modéree. -Il est souhaitable que le cadre comporte, avant la coulée du mortier ou béton,des dispositifs de fixation de l'ossature. Il est souhaitable que le mortier ou béton coulé jusqu'a la face supérieure du cadre ou légèrement au-dessus, recouvre la totalité du socle. Cependant, lorsque les espaces délimités par le cadre sont importants, le mortier ou béton peut n'être coulé qu'autour des fers du cadre, des espaces libres restant dans les parties sans fer. Dans ce cas, ces espaces libres peuvent alors être remplis au moins en partie de pierres ou autres matériaux et sont finalement recouverts dDune mince couche de mortier ou béton. L'ensemble obtenu forme de toute manière un socle lourd et rigide auquel peut être fixée directement 'ossa- ture. L'ossature comporte des poteaux ou des fermes délimitant des espaces, lorsqu'elle a été montée sur le socle. Ces espaces sont avantageusement fermés selon l'invention par une feuille de coffrage coopérant disposée en direction sensiblement verticale ; du béton ou mortier est alors projeté sur le coffrage coopérant afin qu'une face de ce coffrage coopérant et une partie au moins de l'ossature soient enrobées dans le mortier ou béton projeté Ces ouvertures peuvent être délimitées entièrement par llossa- ture ou par celle-ci en combinaison avec des chassis fixés à l'ossature et destinés à délimiter les ouvertures aménagees dans la construction. Il est souhaitable que, avant projection du mortier ou béton, le procédé comprenne la fixation dtun grillage sur le coffrage coopérant ou l'ossature, afin que la tenue du mortier ou béton sur des surfaces verticales ou sensiblement verticales soit facilitée. I1 est avantageux que. la feuille. de coffrage coo perlant soit une feuille d'un métal ferreux ayant de préférence des aspérités, par exemple formées par des ondulations de la feuille. On connait déjà l'utilisation de telles feuilles de coffrage coopérant pour la réalisation de plancher, les procédés connus comprenant le soutien par des échafaudages d'une feuille horizontale de coffrage coopérant puis la coulée de béton. L'invention se distingue de ce procédé en ce que la feuille de coffrage coopérant est placée verticalement et n'est pratiquement pas soutenue sur toute son étendue, le béton ou mortier étant projeté successivement sur toute la surface et n'exerçant pas une pression très élevée. Seule a technique de projection de mortier Ûu béton permet l'utilisation d'une telle. feuille de coffrage coopérant soutenue presqu'uniquement à ses bords car l'utilisation d'un cof fragerécupérable pour la réalisation de l'autre face d'un mur nécessiterait le soutien de la feuille de coffrage coopérant sur toute son étendue. Bien que l'invention concerne aussi un tel procédé, l'utilisation de la technique de projection réduit beaucoup le temps nécessaire à la réalisé sation des murs. L'invention concerne aussi une construction realisée par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Plus précisément, elle concerne une construction du type qui comporte des éléments de charpente métallique et du mortier ou du béton, la construction comprenant notamment un socle comportant un cadre métallique enrobé dans du mortier ou du béton et des murs comportant une ossature métallique fixée au cadre du socle. De préférence, cette construction a des murs comportant du mortier ou du béton enrobant en partie une. structure formée par l'ossature et un coffrage coopérant fi xé surl'ossature, le mortier ou béton contenant éventuellement un grillage. La construction ainsi réalisée peut être complétée par des opérations de finition, telles que l'incorporation de feuilles d'isolation, la réalisation de cloisons intérieures, etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une perspective représentant un cadre de charpente métallique, posé sur une assise, au début de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention la figure 2 représente le cadre de la figure 1 après son enrobage dans du mortier ou béton, au cours d'une étape suivante du procédé de l'invention la figure 3 est une perspective illustrant l'étape suivante du procédé de construction selon l'invention, c'est-à-dire le montage d'une ossature métallique sur le socle réalisé la figure 4 est une coupe d'une partie du sol d'une constructipn terminée réalisée selon l'invention ; et la figure 5 est une coupe d'un mur réalisé par le procédé selon l'invention. La figure 1 est une perspective qui représente une assise 10 de pierraille sur laquelle est posé un cadre 12 d'une charpente métallique. L'assise 10 doit avoir des dimensions au moins égales à celles du cadre 12, et il est préférable qu'elle dépasse l'extérieur du cadre suffisamment pour que les contraintes exercées ultérieurement sur l'assise ne puissent pas être excessives sur un bord de la construction. Bien qu'on ait représenté une assise formée de pierres, tout sol relativement compact, bien horizontal, convient à la réalisation d'une construction selon l'invention. On note sur la figure 1 que la face supérieure du cadre 12 comporte des organes 14 de fixation, par exemple sous forme d'équerres vissées ou soudées- ou simplement sous forme de trous, destinés à permettre la fixation ultérieure de l'ossature. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la construction peut être réalisée facilement avec une assiette déterminée avec précision. En effet, l'ensemble de la charpente métallique, réalisée en atelier, a d'excellentes propriétés de rigidité et de perpendicularité. Lorsque le cadre 12 a été placé bien horizontalement sur l'assise 10, par exemple par calage comme indiqué à titre illustratif par la référence 16, l'ensemble de la construction est disposé bien horizontalement et verticalement. Le cadre 12 représenté sur la figure 1 peut avoir été déposé directement, par exemple par une grue, mais il peut aussi avoir été monté directement sur place, à partir des éléments séparés préparés en atelier. Une fois le cadre posé bien horizontalement sur l'assise comme indiqué sur la figure 1, du mortier ou de préférence du béton est coulé autour des fers du cadre, comme indiqué sur la figure 2. L'ensemble formé par le cadre et le béton constitue alors un socle 18. I1 faut noter que le béton est coulé de manière qu'il enrobe autant que possible tous les éléments métalliques, sauf à la face supérieure où les organes 14 de fixation restent accessibles pour le montage ultérieur de l'ossature. Le béton peut être coulé sur toute la surface du cadre ou, dans une variante, il peut- n'être coulé qu'autour des éléments métalliques, comme indiqué sur la figure 2. Il reste donc des espaces 20 ne contenant pas de béton. Cette réalisation permet une économie supplémentaire car ces espaces peuvent alors être simplement remplis de pierraille, éventuellement recouverte d'une mince couche de béton. A ce stade de la construction, lorsque le béton a pris, le socle 18 est disposé bien horizontalement et a déjà un poids important qui assure la stabilité de la construction-ultérirure. La figure 3 représente la phase suivante du procédé selon l'invention, dans laquelle une ossature 22 a été montée sur le socle, plus précisément sur les organes 14 de fixation Cette ossature de type classique comporte par exemple des poteaux de coins 24, des poteaux intermédiaires 26, des fermes 28, un faîtage 30, etc. On n'a représenté que les fermes d'extrémités mais, bien entendu, une toiture en comporte habituellement un plus grand nombre. L'état de la construction représenté sur la figure 3 correspond à la caractéristique essentielle de l'invention, la construction pouvant être terminée par exemple de manière classique. On comprend mieux, sur la figure 4, comment est réalisée la construction représentée sur la figure 3. Plus précisément, sur la figure 4 la référence 10 désigne l'assise sur laquelle est disposé le caJ-re dont un fer intermédiaire en I est repéré par la préférence 12. Le socle est formé par coulée de béton 32 autour des fers et on note que la face superieure du béton arrive au niveau de la face supérieure du fer, lsor- gane 14 de fixation, une équerre dans le cas représenté, dépassant au-dessus du socle.On a représenté un poteau intérieur fix8 a cet organe 14, à titre purement illustr-atif. On note aussi sur la figure 4 que, comme representé sur les figures 2 et 3, des espaces ont été ménagés dans les espaces libres du cadre et ont été ensuite remplis de pierraille 34 puis d'une mince couche 36 de béton. Le sol a ensuite été réalisé par une finition classique comprenant la pose d'une isolation 38, la disposition de hourdis 40, recouverts eux-mêmes de béton,. puis la pose d1un revêtement de sol 42. On note sur là figure 4 que le fer du cadre est entouré de béton et que l'ensemble forme une structure rigide. Selon une caractéristique très avantageuse de l'invention, des murs sont réalisés sur l'ossature 22 par projection de béton. La construction comprend cependant normalement, avant la réalisation des murs, la pose des châssis qui délimitent les ouvertures (portes, fenêtres, etc.) par fixation sur l'ossature. -Des organes 14 de fixation peuvent d'tailleurs avoir été prévus pour la fixation de ces châssis. Ensuite, l'ossature, comprenant ces châssis est utilisée pour la réalisation des murs par projection de béton ou de mortier sur un coffrage coopérant. La figure 5 indique comment sont réalisés ces murs. Sur la figure 5 qui est une coupe~ par un plan horizontal, la référence 44 désigne une feuille de coffrage cooperant fixée en 48 sur un poteau intermédiaire 46. La feuille de coffrage coopérant est avantageusement une feuille d'un métal ferreux ondulé, de préférence une tôle dont les ondulations ont un profil spécialement formé pour que le béton s'y accroche facilement. De telles tôles de coffrage coopérant sont déjà connues pour la formation de pianchers. Cependant, contrairement à la pratique- habituelle, ces feuilles 44 de- coffrage sont placées verticalement -dans la mise en oeuvre de l'invention. La fixation de la feuille 44 sur le poteau 46 peut s'effectuer de toute manière commode, par exemple par soudage localisé, par vissage, par agrafage, etc. Ensuite, un grillage, ayant de préférence des mailles de quelques centimètres, est disposé en avant de la feuille 44 de coffrage coopérant et ce grillage 50 est fixé en 52 à la feuille 44, par tout procédé convenable. Par exemple, un agrafage convient étant donné que la liaison entre le grillage et la feuille 44 n'a pas à subir d'effort important. Ensuite, du béton ou mortier est projeté depuis l'extérieur de la construction vers la feuille 44 de coffrage. La technique de projection de béton, qui est relativement peu répandue, permet l'application d'une manière fiable et régulière d'une couche de béton de quelques centimètres d'épaisseur, au cpntact de la feuille 44 de cof -frage coopérant et tout autour du grillage 50. La finition extérieure peut être celle qu'on obtient habituellement avec un béton, c'est-à-dire qu'elle peut être relativement. lisse ou au contraire très rugueuse. Après la prise du béton, la structure réalisée est solidaire de l'ossature mais est aussi solidaire du socle puisque les murs sont formés à partir du sol, c'est-àdire à partir du socle. On- note sur la figure 5 qu'il reste, sur toute la longueur du poteau 46, un espace qui peut être avantageusement rempli d'une plaque épaisse 56 d'isolation, formée avantageusement d'une mousse de matière plastique, ayant par exemple une face revêtue d'une feuille d'aluminium. Ensuite, pendant la finition de la construction, une cloison intérieure ou une face de parement 58 peut être formée à l'intérieur de l'habitation, par exemple sous forme d'un mur de briquettes, de carreaux de plâtre, etc. On note que la technique de projection de béton décrite en référence à la figure 5,peut -être mise en oeuvre sur la totalité des murs de la construction, tout autour de celle-ci et pratiquement sans interruption, si bien que les murs forment, dans toute l'épaisseur du béton, une structure en une seule pièce quirisquepeudese fissurer. En outre, ce risque est encore réduit étant donné la rigidité donnée par la charpente métallique. La construction réalisée selon l'invention combine les- avantages de la grande rigidité, de la précision dimensionnelle et de la rapidité de montage de la construction en charpente métallique, aux avantages de poids et d'isolation des constructions classiques à base de liants minéraux. Ainsi, la construction réalisée est relativement lourde et ne risque pas d'être emportée, même dans les ouragans les plus violents. En outre, elle a une très grande rigidité si bien que, même en cas de tremblement de terre, elle ne risque pas de s'effondrer. En cas de glissement de terrain (assise insuffisamment stable), elle se déplace simplement, sans se fissurer ni s'effondrer. Elle est donc particulièrement adaptée aux régions dans lesquelles les cataclysmes naturels tels que les ouragans et les tremblements de terre, sont à craindra. Comme la charpente métallique est préfabriquée en atelier, la précision dimensionnelle obtenue est très grande, et le montage du cadre et de l'ossature est très rapide. Compte tenu de la rapidité d'application du béton par projection, une construction peut être réalisée en un temps trois à quatre fois inférieur à celui qui est nécessaire pour une construction de dimension équivalente par un procédé classique, alors que l'aspect extérieur et intérieur d'une construction terminée est exactement le même que celui d'une construction -classique puisque tous les éléments de la charpente métallique sont avantageusement enfermés de préférence dans du béton qui les protège contre la rouille. Comme la préfabrication ne concerne que la charpente métallique, elle ne constitue pas une charge financière importante, comme dans le cas de la préfabrication d'éléments en béton (moules coûteux, rigidité des modèles, etc.). En effet, la charpente métallique peut-être adaptée à chaque cas particulier, éventuellement à- des formes spécifiques d'une seule construction (arrondis, etc.). Tous les avantages indiqués pour la construction selon 11 invention permettent finalement une réduction très importante du coût de la construction, surtout parce que la main d'oeuvre nécessaire à sa réalisation est considérablement réduite par rapport à la technique classique. Ainsi, les constructions réalisées selon l'invention ont non seulement des avantages très nets par rapport aux constructions classiques, mais leur coût est aussi notablement réduit. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de constructions, caractérisé en ce qu'il comprend - la réalisation, en éléments séparés, d'une charpente métallique comprenant un cadre d'appui(12)destiné à être disposé horizontalement, et-une ossature (22), - la préparation d'une assise horizontale (10) de dimensions au moins égales à celles du cadre, - la disposition du cadre sur l'assise, - la coulée d'un mortier ou d'un béton sur l'assise, autour d'une partie au moins du cadre afin que le cadre et le mortier ou béton après prise forment un socle rigide et lourd en une seule piècé (18), - le montage de l'ossature sur le cadre solidaire du socle, et - la finition de la construction. 2. Procédé selon la revendication t, caractérisé en ce quel'ossature (221 comporte des poteaux, un cadre de chaumage, destiné à être placé à distance du cadre du socle, et des fermes. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'assise est un lit de matériaux sans liant. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre comporte, à sa face supérieure, des dispositifs (14) de fixation de l'ossature. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coulée du mortier ou béton est réalisée jusqu'au niveau de la face supérieure du cadre (12), afin que les dispositifs eventuels de fixation restent accessibles. 6. procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que l'ossature 122) comporte des poteaux délimitantdesespaces pour la formation de murs, et la finition de la construction comprend la réalisation de murs par fermeture d'au moins un espace par une feuille de coffrage coopérant (44), disposée en direction sensiblement verticale, et la projection d'un mortier ou béton sur le coffrage coopérant, afin qu'une face de ce coffrage (44) une partie au moins de poteau soient enrobées. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la projection d'un mortier ou béton, la fixation d'un grillage (50) sur le coffrage coo pétant ou sur ossature (22). 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ct 7, caractérisé en ce que le coffrage coopérant (44) est formé d'une feuille d'un métal ferreux, de préférence comportant des aspérités. 9. Construction, du type qui comporte des éléments de charpente métallique et du mortier ou du béton, caractérisée en ce qu'elle comprend - un socle(18) comportant un cadre métallique (12) enrobé de mortier ou de béton, et - des murs comportant une ossature métallique (22) fixée au cadre du socle. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les murs comportent du mortier ou du béton enrobant en partie une structure formée par l'ossature (22) et un coffrage coopérant (44) fixé sur l'ossature.