Brevet FR2586729A1 — publié le 19870306

"Procédé de construction de bâtiments à ossature bois par panneaux composites porteurs isolants". Cette invention concerne un procédé de construction de bâtiments à ossature bois. Elle s'étend aux panneaux étudiés pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne la maison individuelle, le bâtiment industriel de plain pied ou à étage, le bâtiment à usage agricole (ex : élevage) La présente invention a comme buts - une réduction importante de la main d'oeuvre lors de l'édification de la maison, afin de réduire les délais de livraison et le prix. - une augmentation considérable de l'isolation thermique par l'utilisation d'isolants performants tels que le polyuréthane, le styrofoam, polyisocya nurate ou tout autre mousse à structure cellulaire raidisseuse A cet effet, le procédé de construction visé par l'invention est du type dans lequel les murs sont réalisés au moyen de panneaux sandwichs composés d'une structure porteuse en bois, formant un cadre permettant l'assemblage, d'un isolant (2) injecté à haute densité (pour améliorer l'isolation et raidir l'ensemble) entre 2 parements de préférence à base de bois, comme le contreplaqué ou l'aggloméré, mais également de tous panneaux existants sur le marché et pouvant se fixer sur du bois, renforçant la structure. A ce titre, le panneau peut être réalisé dans des tailles standards de plaques de bois, limitant le prix et le poids. La structure bois porteuse constitue le chant vertical des panneaux Elle est constituée de poteaux de bois (1), parallélépipédiques découpés dans le sens de la longueur suivant deux plans de taille de manière à réaliser, depuis le côté le plus petit, jusqu'au centre, un évidement en forme de demiqueue d'aronde. Ces deux plans de découpe forment entre eux un angle, permettant l'emboitement rigoureux d'un deuxième poteau inversé sur le premier. Cet angle est calculé de manière à ce qu'il permette lors d'un serrage des poteaux entre eux, par boulonnage transversal (3), en plus d'un collage,(4) une reprise des forces de serrage suivant son cosinus ; engendrant un serrage des panneaux entre eux dans leur sens longitudinal. Dans cette invention, l'assemblage n'est pas apparent et est parfaitement solidaire, ce qui possède comme avantages A) de présenter une surface continue adaptée à des finitions par matériaux courants classiques, B) de ne pas permettre de fissuration du mur. L'invention décrite ici même présente une originalité en ce que l'isolant utilisé comme remplissage ne l'est pas seulement en tant que isolant mais également en tant que raidisseur. Le procédé consiste, après avoir réalisé l'ensemble de menuiserie constitué des poteaux verticaux, horizontaux et des parements, à injecter dans cet ensemble un isolant spécifique à haute densité. Les caractéristiques de la matière susceptible de remplir le panneau doivent être, outre une très haute capacité d'isolation, un pouvoir raidisseur important, afin que cette matière vienne en renfort de la structure et participie de la résistance générale en reprennant une partie des forces subies par le panneau et permettant ainsi d'alléger la structure. En cela, cette invention présente un caractère interessant car généralement dans les système d'ossature bois en panneaux porteurs, seuls, les panneaux reprennent les forces verticales dûes au toit et les forces horizontales dûes au vent, la matière de remplissage ne jouant que le rôle d'isolant. Il était possible d'envisager l'isolant sous forme de plaques rigides collées ou clouées à l'intérieur du panneau au lieu de l'injecter. Or, une collaboration rigoureuse entre les divers composants du panneau pour une reprise efficace des forces ne peut se faire que si la matière de remplissage rigide assure une homogénéité parfaite de toutes les parties dupanneau. Toute solution de continuité entre les poteaux et l'isolant imposerait une flexion ou un flambement des poteaux horizontaux ou verticaux avant qu'une reprise des charges par l'ensemble se produise, et imposerait à certains éléments de la structure un travail inutile pouvant les déteriorer. L'injection sous haute pression apparaît donc comme la solution la plus parfaite dans le cas de réalisation de la présente invention. Elle l'est d'autant plus que le fait d'injecter à haute densité une matière à l'état mousseuse améliore les capacités isolantes de cette matière et en outre assure entre cette matière isolante elle même et les poteaux un collage intime en tous points. L'intérêt de ce collage est d'engendrer dans le plan séparant les deux composants des forces statiques empêchant le glissement des deux matériaux l'un sur l'autre diminuant donc la possiblité de flexion et contribuant à la rigidité de l'ensemble suivant le principe du lamellage collage. Un autre intérêt de l'injection réside dans le fait que celle-ci oblige l'isolant à remplir le moindre interstice et donc à supprimer les ponts thermiques.Cette caractéristique thermique vient s'ajouter à celle de l'assemblage engendrée par la découpe des poteaux en demi queue d'aronde dont la forme après collage constitue une excellente solution aux ponts thermiques. D'autre part, la structure du panneau comporte 3 autres pièces de bois. 1) Un renfort vertical (6) qui est le déchet de coupe du poteau vertical de chant, cet élément apporte une rigidité supplémentaire au centre du panneau. 2) Un poteau horizontal (12) parallélépipèdique fermant le haut du panneau et raidissant celui-ci dans le sens longitudinal. C'est sur ce poteau que vient s'appuyer la lisse haute (13) qui transmet aux panneaux les efforts engendrés par les fermes. 3) Une semelle en U inversé (7) fermant le bas du panneau qui, tout en le raidissant longitudinalement, sert à le fixer sur la fondation par che vauchement sur une lisse basse de forme inverse suivant le principe mâle femelle. La présente invention comprend les panneaux sus décrits et s'étend également à leur mise en application dans une construction. Pour ce faire, deux éléments permettent une utilisation optimale. Il s'agit de la lisse basse et des poteaux d'angle. La lisse basse (8-9) est consituée de deux poteaux en forme de parallélépipède de deux tailles différentes, le poteau supérieur étant plus petit que le poteau inférieur. la taille du poteau supérieur de la lisse est calculé de manière à ce qu'il pénètre très exactement dans la semelle en forme de U inversé formant le bas des panneaux. L'assemblage pouvant être réalisé par collage et clouage. la taille du poteau inferieur de la lisse correspond à la largeur du panneau pour que celui-ci puisse s' appuyer-dessus. La lisse basse elle-même s'appuyant sur la fondation par l'intermédiaire de feutre bitumineux (11) et de joints de Compriband (10) assurant l'étanchéité. Sa fixation se fait au moyen de tiges filetées, soit noyées dans le béton soit prises par chevilles chimiques (fig.3), ou similaires. En variante, le poteau supérieur de la lisse basse (8) ainsi que la découpe de la semelle (7) des panneaux peuvent prendre toutes les formes permettant un emboitement vertical : en triangle, en demi-cercle etc... De même on peut envisager l'inversion du procédé mâle-femelle. De ce cas, la lisse basse est faite d'un seul poteau et est évidée suivant l'une des formes sus décrites. La semelle du panneau est alors de forme inverse complémentaire et s'emboîte dans la lisse basse. Le poteau d'angle (14) est un poteau de bois dont deux faces sont découpées suivant la demi-queue d'aronde reprenart la forme des chants des panneaux, permettant ainsi un assemblage efficace dans les angles. L'assemblage est renforcé par un collage et un Tirefonds. La position des découpes sur le poteau dépend de l'angle formé par les murs. Le poteau peut être carré pour des murs se coupant à 90 mais peut également prendre d'autres formes et permettre des angles aigus ou obtus. Dans le cas de constructions groupées les poteaux d'angle peuvent être évidés sur trois ou quatre faces suivant la mêmedécoupe afin de permettre l'articulation de plusieurs corps de bâtiment. Ce poteau d'angle est réalisé en bois et de préférence selon le procédé lamellé collé, ce qui lui confère une résistance supérieure et évite le travail du bois, mais il peut être réalisé d'une seule pièce de bois ou de tout autre matière possédant les qualités de solidité et d'isolation du bois. Cette invention n'est pas limitée aux termes de la description précédente mais en comprend toutes les variantes. REVEN!DICATIONS 1) Système de construction de bâtiments à ossature bois par panneaux porteurs composites intégrant leur ossature, l'isolant, leurs fixations inter panneaux et: leur fixation au sol, et par les poteaux d'angles et lisses basses afférents, caractérisé en ce que les panneaux s'assemblent entre eux grâce à une découpe des poteaux de chant selon une forme de demi-queue d'aronde dont l'angle fermé est tel qu'il permet au serrage transversal une reprise des forces de serrage longitudinalement selon son cosinus. 2) Système de construction selon la revendication 7 caractérisé en ce cue les panneaux s'assemblent au sol par un procédé mâle-femelle comprenant une semelle de panneaux évidée suivant diverses formes s' en- boItant sur une lisse basse de forme inverse et complémentaire de celle de la semelle des panneaux. 3) Système de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les panneaux s'assemblent au sol par un procédé mâle-femelle comprenant une lisse basse évidée suivant diverses formes dans laquelle s'emboîte la semelle des panneaux de forme inversée et complémentaire à celle de la lisse basse. a) Système de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'isolant est injecté dans les panneaux de telle manière, de telle épaisseur et à telle -densité qu'il puisse non seulement servir de raidisseur en rendant l'ensemble homogène, mais qu'il participe à la reprise de tous les efforts verticaux ou longitudinnux. 5) Système de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les angles du bâtiment sont formés de poteaux en bois lamelléscollés ou de toute autre matière possédant au moins les mêmes caractéristiques, de forme correspondante à l'ouverture de l'angle formé par les deux murs et dont deux des côtés sont évidés de telle manière que les poteaux de chant des panneaux puissent s'emboîter dedans de la même façon que deux panneaux entre eux. 6) Système de construction selon la revenåication 1 caractérisé en ce que les poteaux d'angle puissent posséder plus de deux évidements de chants verticaux selon les revendications 1 et 5 , de manière à ce qu'ils puissent servir de moyens de liaison de plusieurs bâtiments dans le cas de constructions oroupées.