Brevet FR2592417A1 — publié le 19870703

La présente invention a pour objet des éléments préfabriqués destinés à l'érection de gabarits et de supports de revêtement utilisables dans la construction de batiments ou de toits du type dôme, ainsi que leur procédé d'utilisation. On sait que la construction de bâtiments ou de toits en forme de dômes, en particulier la construction industrielle de dômes monolithes en ciment, pose des problèmes technologiques et économiques difficiles à résoudre. L'une des techniques connues consiste à mettre en place un ferraillage, ayant la forme du dôme, sur lequel on tend un treillis. On applique alors par projection une couche de mortier, puis un isolant tel que le polyuuréthanne, et enfin soit une résine armée soit, après mise en place d'un nouveau ferraillage, une couche de mortier. L'un des inconvénient de cette méthode est que le polyuréthanne projeté présente une surface très irrégulière et qu'il est nécessaire de pratiquer, avant l'étape finale de revêtement, une opération de surfaçage très coûteuse. On a également proposé de réaliser des structures gonflables sur lesquelles on applique une couche de béton, mais la mise en oeuvre d'une telle méthode est très délicate. La présente invention permet de résoudre de façon simple et économique les problèmes de construction de bâtiments ou de tortures en forme de dômes ou analogues, notamment par l'utilisation d'éléments préfabriqués destinés à être utilisés dans la réalisation de gabarits, comme supports de revêtement et aussi, si désiré, comme éléments d'isolation. La présente invention a pour objet des éléments préfabriqués destinés à 11 érection de gabarits et de supports de revêtement utilisables dans la construction d'un bâtiment ou d'un toit ayant la forme d'une surface courbe, caractérisés par le fait que lesdits éléments sont des panneaux en matériau léger dont la forme correspond à celle obtenue par découpage, sur ladite surface, d'éléments délimités par un polygone courbe ayant 3 à 6 côtés. De préférence, les éléments préfabriqués de l'invention ont 4 à 6 côtés. Ce sont donc des éléments délimités par des polygones courbes analogues à des parallélogrammes (rectangles, losanges, etc....) des trapèzes, des pentagones et des hexagones. On sait qu'il est possible par exemple de décomposer une surface sphérique en hexagones courbes réguliers. En particulier, on peut découper sur une demi-sphère des hexagones réguliers dont les côtés correspondent à la trace, sur la demi-sphère, de trois séries de plans équidistants dont l'une est parallèle à la base supposée et horizontale et dont les deux autres sont convenablement inclinées de part et d'autre de la verticale. On sait également qu'il est possible de découper la surface d'une sphère en 12 pentagones et 20 hexagones correspondant à la trace d'un icosaèdre régulier dont les sommets seraient tronqués par ladite sphère. De tels hexagones ou pentagones peuvent eux-mêmes être décomposés en trapèzes et/ou en triangles. En outre un bâtiment ou d'un toit ayant la forme d'une surface courbe admettant un axe de symétrie peut encore être décomposé en éléments délimités par un quadrilatère courbe dont deux côtés opposés coïncident respectivement avec la trace, sur ladite surface, de deux plans perpendiculaires audit axe, et dont les deux autres côtés opposés coïncident respectivement avec la trace, sur ladite surface, de deux plans contenant ledit axe. Dans ce cas, lorsque le bâtiment à ériger est une surface cylindrique, les éléments préfabriqués sont des portions de surface cylindrique délimitées par un rectangle courbe, et lorsque le bâtiment ou le toit à ériger a une forme hémisphérique ou sensiblement hémisphérique reposant sur une base horizontale, les éléments préfabriqués de l'invention ont la forme d'une portion de surface sphérique limitée par un quadrilatère (trapèze courbe) dont deux côtés opposés cotncident avec la trace de deux plans horizontaux sur la sphère et dont les deux autres côtés opposés correspondent à deux parties de méridiens de ladite sphère. L'assemblage de tels panneaux, de façon à réaliser une double coque, permettra d'ériger aisément, comme cela sera indiqué ci-après, un gabarit ayant la forme de la surface courbe désirée. On comprend aisément qu'il est possible, avec les éléments préfabriqués de l'invention, d'ériger des constructions ayant des formes très diverses (par exemple des dômes quadrangulaires) et même irrégulières. Par exemple, lorsque la construction à ériger a la forme d'une portion de sphère délimitée par la section par un plan vertical d'une demi-sphère de base horizontale, on voit qu'une telle construction peut être associée à un prolongement hémicylindrique d'axe horizontal et de rayon égal au rayon de la section de ladite sphère par ledit plan vertical. Les éléments préfabriqués de l'invention destinés à servir de gabarit pour la construction d'un tel prolongement hémicylindrique peuvent être constitués dans ce cas par des portions de la surface cylindrique délimitées par des rectangles courbes, c' est-à-dire d'une part par deux plans parallèles audit plan vertical et d'autre part par deux plans contenant l'axe horizontal du cylindre. Les éléments préfabriqués de l'invention peuvent être réalisés de préférence à l'aide de matériaux isolants moulables ou façonnables tels que par exemple le polystyrène, le polyuréthane, ou analogues. On peut ajuster les dimensions ou les formes par simple découpe. Ces éléments ont des dimensions choisies de préférence pour permettre une manipulation aisée > par exemple 60 à 80 cm pour les plus petites dimensions du panneau, et 80 à 110 cm de hauteur pour les plus grandes dimensions du panneau. L'épaisseur des panneaux peut varier par exemple de 5 à 15 cm. On peut d'ailleurs réaliser par exemple des panneaux de 10 cm par pré-collage de deux panneaux identiques ayant une épaisseur de 5 cm. En outre, selon une technique préférée de montage des panneaux de l'invention, qui sera exposée plus loin, on construit le gabarit sous la forme de deux coques semblables superposées. L'invention a également pour objet un procédé de construction d'un bâtiment ou d'un toit en forme de surface courbe admettant un axe de symétrie, à l'aide d'éléments préfabriqués tels que définis ci-dessus. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on réalise un gabarit constitué par au moins deux coques accolées ayant chacune une forme correspondant à celle de ladite surface courbe, chaque coque étant constituée par un assemblage desdits éléments préfabriqués, la face interne de la coque extérieure coincidant avec la face externe de la coque intérieure contiguë. Les deux coques superposées peuvent être assujetties l'une à l'autre soit par collage, soit par vissage des panneaux lors du montage. Selon un mode d'exécution préféré du procédé de l'invention, on dispose les éléments préfabriqués d'une desdites coques en quinconce par rapport aux éléments préfabriqués constituant une coque contiguë, c'est-à-dire que les éléments constituant une coque sont décalés, selon au moins une direction, par rapport aux éléments analogues de la deuxième coque situés en regard. Par exemple, les éléments en regard des deux coques peuvent être décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction horizontale et/ou dans la direction verticale. De préférence, les deux coques accolées sont semblables, c'est-à-dire qu'elles sont constituées d'éléments semblables chacun à chacun, sauf éventuellement au voisinage de la base dans le cas d'un décalage vertical des éléments. Dans ce qui suit, on va faire référence, à titre purement illustratif, et sauf mention contraire, à l'utilisation de panneaux en forme de trapèzes courbes, déjà décrits ci-dessus, tels que ceux représentés dans la figure 1 annexée. Dans ce cas, on peut par exemple choisir et disposer les éléments de façon que la base dudit gabarit soit constituée par un assemblage latéral d'une première série d'éléments préfabriqués identiques pour former la base d'une desdites coques, et par un assemblage latéral d'une seconde série d'éléments préfabriqués identiques, pour former la base d'une coque contiguë, les éléments desdites première et seconde séries ayant la même largeur de base et des hauteurs différentes. Pour les niveaux supérieurs et pour chaque coque, on peut choisir des éléments ayant tous même hauteur que les éléments les plus hauts de la base du gabarit ; les éléments d'un même niveau supérieur sont de préférence identiques et ont une largeur de base égale à la largeur au sommet des éléments du niveau immédiatement inférieur. Pour construire le gabarit, on peut par exemple assembler les éléments de la dbuble coque voisins d'un même plan vertical, depuis la base jusqu'au sommet, en les étayant convenablement. On peut alors poursuivre aisément le reste de la construction, sans qu'il soit nécessaire de prévoir d'étayages supplémentaires pour les constructions de faibles dimensions, car l'assemblage des éléments de la double coque en quinconce confère au gabarit en construction un caractère auto-porteur. On peut aussi construire le gabarit en assemblant d'abord les éléments de la base. Par exemple, on assemble latéralement une première série d'éléments préfabriqués identiques pour former la base d'une des coques, et on assemble simultanément une seconde série d'éléments préfabriqués identiques, en les accolant aux éléments de la première série, pour constituer la base de la seconde coque, les éléments des première et seconde séries ayant des hauteurs différentes et étant en outre, de préférence, décalés latéralement. On peut poursuivre alors la construction au niveau immédiatement supérieur, par assemblage latéral alternatif d'éléments semblables d'une double coque, lesdits éléments semblables en regard des deux coques se trouvant automatiquement décalés en hauteur et étant aussi, par construction, décalés latéralement. I1 peut rester au sommet du dôme une ouverture circulaire que l'on peut soit combler à l'aide d'un élément en forme de calotte sphérique, soit utiliser comme ouverture. Après assemblage du gabarit, on peut avantageusement procéder au découpage sur celui-ci des diverses ouvertures (portes, fenêtres, cheminées, etc...) prévues. Le gabarit peut être construit soit directement sur une dalle flottante soit sur une semelle ayant la forme de la base du bâtiment que l'on souhaite ériger. Pour construire le bâtiment ou le toit proprement dit on peut appliquer alors diverses techniques qui vont être exposées ci-après. On peut par exemple appliquer sur le gabarit ainsi constitué un revêtement en un matériau durcissable, et éventuellement armé, par exemple un revêtement en mortier, en plâtre, ou en résine synthétique. Avant d'appliquer le revêtement de mortier il est possible de réaliser au-dessus de la face externe du gabarit un ferraillage de façon à obtenir un revêtement armé. Le revêtement est appliqué par exemple par projection selon les méthodes connues. Pour mettre en place le ferraillage, on peut avantageusement utiliser un gabarit dans lequel la double couche de panneaux est assemblée par vissage extérieur à l'aide de vis auto-taraudeuses à pointe conique dont le corps dépassant sert d'écarteur et dont la tête est constituée en support et guide pour les éléments de ferraillage. On peut de même appliquer sur la face interne du gabarit un revêtement intérieur, par exemple en plâtre armé. On obtient ainsi un bâtiment ou toit dans lequel le gabarit, disposé entre le revêtement extérieur et le revêtement intérieur, constitue un élément d'isolation. On peut également, avant d'appliquer un revêtement sur la face externe du gabarit, appliquer sur celle-ci un revêtement anti-adhésif. On applique alors sur cette face un revêtement en matériau plastique durcissable, comme précédemment. Après durcissage du revêtement, il est alors possible de démonter les panneaux constituant le gabarit pour les réutiliser, soit comme éléments de gabarit, soit comme éléments d'isolation. On peut par exemple réassembler lesdits panneaux de façon analogue sur la face externe du revêtement qui devient revêtement intérieur et on applique à nouveau, sur la nouvelle face externe obtenue, un revêtement extérieur. L'invention a également pour objet un gabarit, un bâtiment ou un toit obtenu selon le procédé décrit précédemment. On va maintenant décrire plus en détail des modes de réalisation particuliers de l'invention, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective, en coupe-partielle, d'un gabarit destiné à la construction d'un dôme hémisphérique et constitué d'éléments en forme de quadrilatères (trapèzes) courbes, - et la figure 2 représente une vue en perspective, en coupe partielle, d'un gabarit pour dôme hémisphérique dont les éléments sont constitués d'hexagones courbes. Le dôme complet est figuré sur les dessins par des tirets aux endroits où les panneaux n'ont pas été représentés. On fait maintenant référence à la figure 1. On voit que le gabarit est formé d'une double couche de panneaux accolés disposés en quinconce. La base du gabarit est constitué intérieurement par une couronne horizontale circulaire formée par l'assemblage latéral de panneaux identiques tels que la, lb, 1c, le, ld > et extérieurement par une couronne formée par l'as- semblage latéral de panneaux de plus grande hauteur tels que 2a, 2b, 2c, 2d. Les panneau extérieurs 2a, 2b, ... sont décalés latéralement par rapport aux panneaux intérieurs ; par exemple, comme on le voit, la base du bord latéral droit du panneau 2a est disposé sensiblement au milieu de la base du panneau lb. Les panneaux des niveaux supérieurs, tels que 3a, 3b, 3c, ..., ou 4a, 4b, 4c ..., etc, forment de même des couronnes circulaires horizontales. Les panneaux 3a, 3b, ... et 4a, 4b ... ont une même hauteur ; les panneaux tels que 3a, 3b, ... ont une base de largeur égale à la largeur au sommet des éléments tels que la ou lb sur lesquels ils reposent. Avec de telles dimensions, on voit qu'il est possible de disposer aisément les panneaux extérieurs en quinconce par rapport aux panneaux intérieurs. L'assemblage des panneaux est réalisé comme cela a été indiqué dans la description. Les panneaux, en polystyrène d'épaisseur 5 cm, ont les dimensions suivantes - panneaux la, lb, etc ... : base 110cm ; hauteur 55cm - panneaux 2a, 2b, etc ... base 55cm ; hauteur 110cm, etc... On a poursuivi la construction en appliquant extérieurement par projection une couche de mortier armé de fibres de verre, commercialisé sous la marque GRC par PILKINGTON (Grande-Bretagne) ou FORTON (Hollande). On a projeté intérieurement une couche de plâtre armé de fibres-de verre. On a ainsi obtenu un bâtiment hémisphérique dans lequel le gabarit de polystyrène constitue un élément d'isolation (épaisseur 10 cm) entre les revêtements externe et interne de mortier et de plâtre. En faisant référence à la figure 2, on voit que les éléments du gabarit sont ici des hexagones courbes réguliers tels que 5, sauf certains éléments de la base qui sont des trapèzes (demi-hexagones tels que 6). Pour faciliter la compréhension du dessin, on n'a représenté qu'une seule coque d'hexagones assemblés. On a toutefois représenté en pointillé la-position qu'occuperaient deux hexagones 7 et 8 de la seconde coque, de façon à assurer une disposition en quinconce des éléments hexagonaux d'une coque par rapport à l'autre. REVENDICATIONS 1. Eléments préfabriqués destinés à l'érection de gabarits et de supports de revêtement utilisables dans la construction d'un bâtiment ou d'un toit ayant la forme d'une surface courbe, caractérisés par le fait que lesdits éléments sont des panneaux en matériau léger dont la forme correspond à celle obtenue par découpage, sur ladite surface, d'éléments (la, 2a, 3a, 5) délimités par un polygone courbe ayant 3 à 6 côtés. 2. Eléments selon la revendication 1, caractérisés par le fait que ledit polygone a 4 à 6 côtés. 3. Eléments préfabriqués selon la revendication 1 ou 2, destinés à l'érection de gabarits et de supports de revêtement utilisables dans la construction d'un bâtiment ou d'un toit ayant la forme d'une surface courbe admettant un axe de symétrie, caractérisés par le fait que leur forme correspond à celle obtenue par découpage, sur ladite surface, d'éléments (la, 2a, 3a ...) délimités par un quadrilatère courbe dont deux côtés opposés coïncident respectivement avec la trace, sur ladite surface, de deux plans perpendiculaires audit axe, et dont les deux autres côtés opposés coincident respectivement avec la trace, sur ladite surface, de deux plans contenant ledit axe. 4. Eléments selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisés par le fait qu'ils ont la forme d'hexagones ou de pentagones. 5. Eléments préfabriqués selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés par le fait qu'il sont réalisés en matériau isolant moulable ou façonnable tel que le polystyrène, le polyuréthane, ou analogues. 6. Procédé de construction dun bâtiment ou d'un toit en forme de surface courbe, à l'aide d'éléments préfabriqués tels que définis dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on réalise un gabarit constitué par au moins deux coques accolées ayant chacune une forme correspondant à celle de ladite surface courbe, chaque coque étant constituée par un assemblage desdits éléments préfabriqués, la face interne de la coque extérieure coïncidant avec la face externe de la coque intérieure contiguë. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on assujettit lesdites coques l'une à l'autre par collage. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on assujettit lesdites coques l'une à l'autre par vissage. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'on dispose les éléments préfabriqués d'une desdites coques en quinconce par rapport aux éléments préfabriqués constituant une coque contiguë. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que l'on applique extérieurement sur le gabarit ainsi constitué un revêtement en un matériau durcissable. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit matériau durcissable est un mortier et que l'on applique une couche dudit mortier sur la face externe du gabarit, après mise en place éventuelle d'un ferraillage. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'on assujettit les éléments du gabarit par vissage extérieur à l'aide de vis auto-taraudeuses à pointe conique dont le corps dépassant sert d'écarteur et dont la tête est constituée en support et guide pour les éléments de ferraillage. 13. Gabarit, bâtiment ou toit caractérisé par le fait qu'il est obtenu selon le procédé de l'une quelconque des revendications 6 à 12.