Brevet FR2598449A1 — publié le 19871113

La présente invention a pour objet des perfectionnements aux structures des bâtiments , grâce à des éléments préfabriqués, aux procédés pour la construction de tels bâtiments à l'aide de tels éléments, et aux bâtiments ainsi construits. Plus précisément, ces structures, procédés et bâtiments font appel à l'association de panneaux préfabriqués de préférence en béton entre lesquels peuvent être intercalés des isolants notamment pour les éléments séparant l'extérieur et l'intérieur (murs, terrasses, toitures et autres). Dans l'art antérieur ont été décrits d'innombrables systèmes préfabriqués ou non à double paroi, mais si ces derniers sont apparus dès l'antiquité, l'évolution des techniques a fait appel à des éléments de plus en plus grandes dimensions. Or cette évolution a permis à la fois de diminuer le temps de montage, et les prix de revient, d'améliorer la qualité des constituants et des bâtiments, et en particulier l'isolation tout en obtenant une bonne résistance notamment antisismique. Mais l'un des points délicats réside dans le fait que la liaison entre les deux constituants opposés d'un même élément doivent être solidarisés ce qui entraine l'existence de ponts thermiques. Le problème est donc de les réduire pour réduire les pertes énergétiques, sans réduire la résistance mécanique de l'ensemble ce qui est généralement considéré comme incompatible. Le déposant des présentes a ainsi marqué des étapes en progressant dans ce sens. Dans le brevet français 69/33691 du ler Octobre 1969 étaient décrits des éléments de construction creux obtenus par accolement dos à dos de panneaux finis préfabriqués sensiblement identiques, l'accolement étant réalisé par amenée en contact dans un plan vertical de nervures transversales, ces nervures étant situées au niveau de la partie inférieure des panneaux, d'une part, et au niveau du fond du bac de chainage, d'autre part ; ces deux panneaux comportent aussi verticalement des feuillures obliques délimitant entre deux éléments successifs du mur creux des logements à section en double queue d'aronde servant à la coulée des poteaux ossature de liaison assurant la cohésion longitudinale. Dans le brevet français 78/01158 du 17 JANVIER 1978 sont décrits des éléments dérivés des précédents avec des dispositions particulières pour les angles, les ouvertures.Comme dans le brevet précédent si la résistance mécanique est remarquable subsistent encore des ponts thermiques non négligeables. Il est évident que pour les locaux à usage d'habitation ou de bureaux, on a intérêt à réduire les pertes d'énergie qui en résultent. Dans les brevets 2.444.764 du 18 DECEMBRE 1978 et 2.446.362 du 10 JANVIER 1979 sont décrits des panneaux de murs, planchers, terrasse ou toits. Dans les éléments à double paroi sont disposés des isolants à la fois dans les creux entre parois et au regard des chaînages et poteaux ce qui introduit des chicanes isolantes dans les zones de solidarisation entre panneux coopérants et limite donc les ponts thermiques à des trajets en zigzag entre ces chicanes. Par ailleurs il faut remarquer que si des solutions ont été proposées pour réduire ces ponts tout en réduisant les solutions de continuité de l'isolation, l'art antérieur a dû sacrifier à la rigidité mécanique. Le déposant et inventeur des présentes a proposé des solutions réduisant ces ponts et maintenant une bonne rigidité mécanique mais ces solutions ont généralement été limitées à des bâtiments & un ou deux niveaux, avec ou sans cave, avec ou sans comble. La présente invention a pour but, toujours en maintenant à un minimum les ponts thermiques, de perfectionner les structures qu'il a proposées par ailleurs pour les appliquer à des immeubles de hauteur plus importante, par exemple à six niveaux sur rez-de-chaussée et sous-sol éventuel, le sous-sol peut également être à plusieurs niveaux notamment à usage de garage. La construction d'immeubles est donc possible selon la présente invention en reprenant les techniques de bases de demandes précédentes du déposant et inventeur des présentes et en y apportant les éléments structurels et modifications techniques nécessaires pour atteindre le but visé. La présente invention a donc pour objet essentiel des structures apparentées à celles précédemment décrites par le déposant et inventeur des présentes et en utilisant nombre de composants identiques à ceux utilisés pour les bâtiments moins importants tels que les maisons individuelles. Selon la présente invention on peut recourir à des composants de plus grandes dimensions notamment en largeur, la construction d'immeubles collectifs étant plus adaptée à des trames de plus grandes dimensions que celles de maisons individuelles. Ceci est valable pour les murs, mais également pour planchers, terrasses et toitures. Dans les immeubles collectifs on peut également selon la présente invention, réaliser des balcons et loggias plus fréquents dans des constructions de hauteur plus importante que dans les villas ou autres maisons de dimensions plus modestes. La présente invention utilise donc pour les murs des panneaux jumelés définissant les deux faces externes des murs ainsi que des poteaux dédoublés entre panneaux juxtaposés de chaque face de mur pour permettre l'insertion d'isolant (ce qui était déJå décrit dans les brevet 2.448.362) et assure la continuité horizontale de la structure d'une part et de l'isolation d'autre part, sur toute la hauteur entre deux planchers ou chaînages ces poteaux jumelés sont complétés par une jonction a' hauteur des chainages dont l'une au moins est disposée de façon a permettre à un isolant de s'intercaler entre chainage et panneau exterieur, isolant horizontalement, de façon continue sur toute la longueur de chaque chainage ou plancher ce qui réduit les sections de ponts thermiques à celles où les poteaux dédoublés sont accrochés aux chaînages, planchers, terrasses ou rives équivalentes; or ces sections sont horizontales ce qui nécessairement fait suivre aux ponts thermiques un trajet présentant au moins deux parties verticales ou au moins obliques intercalées entre au moins trois parties généralement horizontales. Si l'on considère l'ensemble d'une façade d'un immeuble ces ponts en chicane et de section fort réduite sont donc limités aux points d'intersection des poteaux et chaînages, la continuité de l'isolation étant assurée sur tout le reste de la surface. Qui plus est ce principe de continuité de l'isolation peut être étendu aux encadrements d'ouvertures (portes et fenêtres) comme on le verra ci-dessous ce qui limite donc les ponts thermiques à ceux mentionnés ci-dessus et à ceux que peuvent présenter les dormants et ouvrants n'entrant pas dans le cadre de la présente invention mais que l'homme de l'art sélectionnera en eonsequence pour ne pas porter atteinte aux avantages présentés par les bâtiments construits conformément à la présente invention, quant aux économies d'énergie. A ces techniques développées par le déposant et inventeur des présentes pour leurs applications aux maisons individuelles mais reprises ici pour des immeubles tels que les immeubles collectifs, viennent s'ajouter des éléments caractéristiques faisant l'objet de la présente invention. En ce qui concerne les structures le renforcement de la résistance mécanique verticale, elle est assurée pour les murs nécessitant une isolation par le recours à des composants jumelés de largeur adéquate entre les nervures desquels ont peut placer un isolant et couler un poteau de section suffisante pour constituer l'essentiel de la partie porteuse verticale de la structure, les panneaux jumelés et les poteaux jumelés formant le reste de cette structure. En ce qui concerne les murs ne nécessitant pas d'isolation thermique particulière (entre appartements ou bureaux consécutifs, par exemple) on peut prévoir la même structure de poteau, éventuellement sans isolant et comploter ou remplacer de telles dispositions par la coulée entre nervures latérales verticales de remplissage sans isolants mais par exemple en béton caverneux.Dans les deux cas les constituants jumelés destinés à recevoir les poteaux de béton présentent des nervures latérales verticales servant à la coulée des potelets jumelés clavetant les panneaux juxtaposés. Ces constituants présentent la réduction, voire la suppression des nervures horizontales pour assurer la jonction avec les chaînages et autres éléments de structure horizontale. Par ailleurs, comme on l'a déjà souligné plus haut, on peut recourir à des éléments de grande largeur correspondant par exemple à celle de la trame adoptée, voire à un multiple. Dans ce cas, ils peuvent présenter quelques nervures verticales intermédiaires en plus des nervures latérales et des nervures horizontales intermédiaires et des extrêmes hautes et basses côtés chainages. En ce qui concerne les éléments horizontaux (planchers et terrasses) ils peuvent présenter des prolongations vers I'extérieur au delà des murs pour former balcons et parties hautes et/ou basses de loggias. On n'insistera pas ici sur, des composants particuliers tels que ceux présentant des baies ou autres ouvertures telles que portes et fenêtres ni sur les composants de toits et terrasses qui peuvént être les mêmes que ceux utilisés pour les immeubles bas. Il est d'autre part évident que si, dans ce qui est décrit ci-après on s'en tient à des bâtiments utilisant à tous niveaux des composants préfabriqués, on peut à volonté recourir en tous points à des techniques classiques. Ainsi est-il possible de construire les sous-sols selon les techniques traditionnelles puis les niveaux au-dessus du sol selon l'invention. On peut aussi construire en tout ou partie un ou plusieurs niveaux de façon classique comme par exemple,le rez-de-chaussée, les combles, telle partie de plancher notamment aux endroits prévus pour cages d'escaliers, d'ascenseurs, de pentes de garage, etc... En principe, on peut concevoir un étage courant reproduit autant de fois que nécessaire, mais on peut également par économie et ceci sans mettre en péril la résistance mécanique, réduire la section d'éléments porteurs et notamment des poteaux au fur et à mesure où l'on superpose les niveaux, ce qui a par ailleurs l'avantage de diminuer le coefficient de transmission thermique et non seulement par réduction des sections en matériaux conducteurs, mais également d'augmenter celle des constituants isolants. Dans ce qui suit, et, pour simplifier, on se limitera à la structure d'étages identiques, tout en soulignant ici que sans sortir du cadre de l'invention, on peut faire varier les sections, et, notamment celles des poteaux, d'un niveau à 1 'autre. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire un exemple de réalisation étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. On se reportera aux figures suivantes qui représentent schématiquement la figure 1 une coupe horizontale sur un mur de façade conforme à l'invention, selon dd' des figures 2, 3 et 4, les figures 2, 3 et 4 des coupes verticales respectivement selon aa, bb et cc du mur de .les figures 5 et 6 des coupes verticales sur des jonctions entre murs et planchers-balcons. La figure 1 est représentée en coupe horizontale un mur de façade, l'extérieur étant à gauche, l'intérieur à droite. I1 en sera de même aux figures suivantes, la façe extérieure est constituée par une série de panneaux préfabriquées 1, 2, 3, 4, 5 en forme générale de dalle rectangulaire présentant des nervures verticales et horizontales que l'on décrira ci-après-. De même pour la façe intérieure constituée par des panneaux 6, 7, 8, 9, 10 similaires à quelques détails près. Un élément courant de mur comprend donc deux panneaux tels que 3 et 8 jumelés. Les nervures verticales latérales 11, 12, 13, 14 présentent des rainures obliques permettant en coopération avec celles des panneaux voisins de couler des potelets 15, 16, 17, 18 clavetant les panneaux juxtaposés (ici 2-3, 3-4, 7-8,et 8-9). Chaque panneau courant tel que 3 ou 8 peut, selon sa largeur, présenter éventuellement une ou plusieurs nervures verticales intermédiaires telles que 19, 20 ce qui assure une ridigité à l'ensemble et permet d'alléger chaque panneau par réduction de l'épaisseur de la dalle. Chaque panneau cernant 3,8 ne présente donc qu'une section relativement faible aux contraintes verticales d'où la nécessité pour des immeubles hauts à charges importantes de disposer de la possibilité d'inclure des poteaux porteurs. Les panneaux tels que 2 et 7 ou 4 et 9 de forme générale également rectangulaire à nervures verticales latérales 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 dont l'utilité est la meme que pour les panneaux courants. Ces panneaux sont généralement moins larges que les panneaux courants et leur dalle est plus épaisse pour présenter une meilleur régidité surtout du fait de nervures horizontales absentes, ou réduites. Sur la figure 1 on notera que les éléments 2,7 sont plans et 4,9 angulaires. En fait à part ces caractéristiques différentes toutes les autres sont équivalentes. Entre les panneaux courants (1, 6, 3, 8, 5, 10) ou spéciaux (2, 7, 4, 9) on dispose des éléments isolants 29, 30, 31, 32, 33 sans solution de continuité horizontale. Entre les panneaux courants (1, 6, 3, 8, 5, 10) l'isolant est de préférence central et séparé des dalles par un vide d'air de part et d'autre. Entre panneaux spéciaux (2, 7, 4, 9) l'isolant vient au contact de la dalle extrieure (2, 4) pour laisser du côté intérieur (7,9) un espace où l'on peut coouler un poteau porteur (34, 35). Si maintenant, on se reporte aux figures 2, 3 et 4 qui sont des coupes verticales ou retrouve les divers éléments de la figure 1, sous les mêmes numéros de référence. A la figure 2, on trouve la coupe selon aà c'est-à-dire sur les panneaux courants 3,8 et l'isolant central 31 laissant entre eux les deux vides d'air (36, 37). Les nervures horizontales hautes 38, 39 et basses 40? 41 jouent également un rôle de raidisseur, mais servant à définir l'espace de liaison horizontal ou l'isolant 42, 43 passe contre la dalle de face extérieure laissant un espace de coffrage de chaînage 44, 45. En dehors de ces zones de chaînage, les vides d'air de part et d'autre de l'isolant 31 sont limités par les nervures verticales (latérales) 11, 12, 13, 14 ou intermédiaires 19, 20. Les nervures horizontales hautes et basses 40, 41, 42, 43 et d'éventuelles nervures intermédiaires 46,47 prévues selon la hauteur des dalles assurant également le raidissement, mais nervures intermédiaires verticales 19, 20 et horizontales 46, 47 présentant de préférence des échancrures, telles que 48, 49, 59, 51 permettant la circulation de l'air. Ceci peut être utilisé par exemple dans le cas où l'on intègre un panneau solaire dans une dalle externe. A la figure 3, on se trouve au droit des potelets jumelés, 15, 17 coulés dans les nervures 11, 13 des panneaux 3, 8. On retrouve également l'isolant 52 et la liaison entre potelets 15, 17 et chaînages 44, 45 séparés de la dalle extérieure par l'isolant 42, 43. A la figure 4, coupe sur les panneaux spéciaux (selon cc sur 2,7 mais équivalente selon ee sur 4,9) on trouve la structure porteuse 34 et l'isolant 30 ainsi que la jonction avec chainages 44 et 45. On remarque ici la continuité verticale du poteau au 34 coopérant avec les panneaux 2,7. On constate en se reportant aux figures 1 à 4, seule la figure 3 coupe au droit des potelets jumelés il y a solution de continuité de l'isolant, encore que le pont thermique soit en chicane ce qui l'allonge, le trajet et réduit la transmission calorifique. Ceci est donc très limité par rapport à toutes les surfaces d'un mur et assure une remarquable isolation. On notera également que les panneaux présentent tous des assemblages à nervures et gorges 53, 54, 55,56 entre panneaux jointifs superposés, cependant l'assemblage 54 de bas de panneau intérieur se combine avec les planchers 57, 58 non décrits ici mais similaires à ceux des demandes et brevets antérieurs du demandeur et inventeur des présentes. Ces planchers sont solidarisés avec les chainages 44,45. En ce qui concerne les panneaux de sous-sols et toits, on peut recourir à ceux précédemment décrits dans ces demandes et brevets. Cependant les panneaux situés au droit des panneaux spéciaux porteurs présentent de préférence la meme structure pour assurer la continuité des poteaux porteurs jusq'aux fondations et le cas échéant jusqu'au faîte de l'immeuble. En ce qui concerne le procédé on pratique comme pour les structures précédemment décrites par le déposant inventeur des présentes. Cependant le présent procédé présente une particularité en ce qui concerne la construction de la structure porteuse. En effet, selon le procédé conforme à l'invention on réalise successivement les opérations suivantes mise en place d'un béton de propreté, mise en place des éléments servant de coffrage aux longrines de foncation, ferraillage et coulée des longrines, mise en place des éléments de planchers du niveau bas (sous-sol ou rez-de-chaussée) ferraillage et coulée des poutres de plancher bas, mise en place des panneaux de niveau bas mise en place des éventuels isolants (notamment si niveau non en sous-sol) ferraillage et coulée des potelets et des poteaux porteurs mise en place du second plancher ferraillage et coulée des poutres de second plancher, mise en place des panneaux de second niveau, mise en place des isolants, ferraillage et coulée des potelets et poteaux porteurs et/ainsi de suite jusqu'au faite. Ceci inclut aussi bien la mise en place des murs extérieurs que celle des murs de refends notamment des refends porteurs. On notera qu'en sous-sol on peut se contenter d'une seule dalle extérieure à nervures importantes permettant de couler un potelet de plus grande section et ceci dans les zones de panneaux courants, mais comme on l'a souligné, il faut la structure des panneaux spéciaux et la possibilité de couler des poteaux porteurs pour assurer la continuité de la structure jusqu'au niveau des fondations. Si on le préfère, comme on l'a signalé plus haut, on peut envisager sous-sols et éventuellement rez-de-chaussée, construits de façon traditionnelle. Il en va de même pour les superstructures (toits par exemple). Aux figures 5 et 6 on trouve deux coupes verticales schématiques sur une jonction mur-plancher-balcon. La figure 5 correspond à la coupe verticale hors baie, la figure 6 à la coupe correspondante au droit de la baie. A la figure 5 des panneaux 60, 61, 62, 63 sont ici séparés par le plancher 64 - porte à faux 65 formant balcon on retrouve des éléments équivalents de ceux des figures précédentes avec leur isolant 66, 67 et un chaînage 68 échancré pour le passage du plancher mais solidarisé avec lui par tout moyen adéquat. Cependant à la figure 6 des panneaux sont profondément modifiés 60, 62, on prolonge le chaînage 68 sous forme de linteau 69 l'isolant 70 se retrouvant contre la dalle extérieure 60. I1 est dévié vers l'intérieur pour arriver au fond de la feuillure recevant l'huisserie 71. Au-dessus du plancher 64 - balcon 65 un seuil 72 préfabriqué reçoit l'huisserie supérieure 73. Au droit des potelets non représentés, le plancher 64 -balcon 65 est échancré pour les laisser passer et assurer la continuité. En ce qui concerne les loggias, deux solutions sont entre autres passibles, l'une consiste à recourir à des balcons superposés tels que ceux des figures 5 et 6 en prévoyant en bord de balcon .une poutrelle horizontale renforcée pouvant se solidariser en quadrillage avec des poteaux verticaux. Mais on peut également utiliser la structure des murs classiques avec baies en reportant vers l'intérieur des huisseries en menuiserie de bois, de métal ou autres matériaux, ménageant entre chaînages-linteaux et façade décalée l'espace de la loggia. Les garde-corps peuvent alors être rapportés en tous matériaux (métal, bois, verre ou autre) ou en élément béton également préfabriqué comme les appuis de fenêtres décrits dans les demandes antérieures du déposant-inventeur des présentes. Revendications 1. Eléments préfabriqués pour construction de bâtiments formés de deux composants en forme générale de dalles s'étendant verticalement d'un chaînage à l'autre, destinées à être jumelées pour former chacune une face externe de l'élément et leur intervalle contenant de l'isolant, chaque composant présentant des nervures périphériques, les nervures verticales latérales étant rainurées obliquement par rapport aux faces de l'élément pour la coulée de potelets de jonction entre composants juxtaposés, les nervures hautes de deux composants jumelés formant coffrage au chaînage associé à l'isolant, les nervures basses présentant des moyens de calage sur l'élément inférieur, caractérisé par le fait que chaque composant (1,9) est quadrillé intérieurement par des nervures (19,20) définissant un vide d'air et dont les sommets assurent le calage de l'isolant en position intermédiaire. 2. Eléments préfabriqués selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le quadrillage est constitué par des nervures (10,20,36,37,40,41 ...) orientées horizontalement et verticalement. 3. Eléments préfabriqués selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisés par le fait que la partie des nervures (19,20,36,37,40,41 ...) du quadrillage en contact avec l'isolant est échancrée (50,51) pour laisser circuler l'air des vides. 4. Eléments préfabriqués selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisés par le fait que les nervures (36,37,38,39,40,41,46,47) hautes, basses et du quadrillage sont au moins sur une partie de la largeur de l'élément interrompues pour permettre la coulée de poteaux (15,17) porteurs solidarisés avec les chaînages (44,45) hauts et bas. 5. Eléments selon la revendication 4 caractérisés par le fait que les poteaux (15,17) sont associés à de l'isolant. 6. Eléments selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisés par le fait que les nervures hautes (39) sont échancrées pour la mise en place d'éléments de planchers (38) et la solidarisation avec les chaînages (45). 7. Eléments selon la revendication 6 caractérisés par le fait que les éléments de planchers (58) traversent l'élément vertical (62) et sont prolongés par un porte à faux (65) formant balcon-loggia. 8. Procédé de construction à l'aide d'éléments selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par les phases opératoires suivantes mise en place d'un béton de propreté, mise en place des éléments servant de coffrage aux longrines de fondation, ferraillage et coulée des longrines, mise en place des éléments de planchers (57) du niveau bas (sous-sol ou rez-de-chaussée) ferraillage et coulée des poutres de plancher bas, mise en place des panneaux de niveau bas (1,6) mise en place des éventuels isolants (notamment si niveau non en sous-sol) ferraillage et coulée des potelets et des poteaux porteurs (11,13) mise en place du second plancher (58) ferraillage et coulée des poutres de second plancher, mise en place des panneaux de second niveau, (12,14) mise en place des isolants, ferraillage et coulée des potelets et poteaux porteurs (15,17) et/ainsi de suite jusqu'au faite. 9. Bâtiment obtenu par le procédé selon la revendication 8.210. Bâtiment selon la revendication 9 présentant au moins un balcon (65). 11. Bâtiment selon l'une des revendications 9 ou 10 dont une partie des éléments sont ouverts en baies (61), une façade étant rapportée décalée vers l'intérieur pour former loggias. 12. Bâtiment selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le bord extrême des balcons est constitué par une poutrelle horizontale coopérant avec des poteaux verticaux pour former loggias.