Brevet FR2610022A1 — publié le 19880729

La présente invention concerne un système constructif, par cadres bois modulaires, formant structures, et leurs procédés de montage. L'invention peut être utilisée, pour toutes sortes de constructions et de bâtiments en rez-de-chaussée ou à étages. Son utilisation peut se faire, soit en murs porteurs, soit en murs non porteurs. Dans ce dernier cas, les composants du système constructif, peu- vent être considérés comme éléments de remplissage de façades. Dans le cas de constructions traditionnelles, on élève des murs por- teurs, en aménageant des ouvertures avec linteaux. Ces murs sont couronnés par des poutres ou des chaînages coulés sur place. Ce dispositif s'avère lent et coûteux. Dans le cas de constructions préfabriquées, on élève des panneaux oeuvrés, finis, que l'on place côte à côte. Ce dispositif s'avère également coûteux, mais surtout contraignant: la trame amenée par les joints de façade, doit être intégrée au parti architectural. Le procédé, objet de l'invention, permet de remédier à ces inconvé- nients: il allie les avantages de la préfabrication en atelier (celle des cadres modulaires standards) à une grande rapidité de montage sur chantier, sans imposer aucune contrainte de tramage de plans et de joints de façade. Le but de la présente invention, est de remplacer tous les procédés existants, par une structure à base de cadres modulaires standards, pouvant avoir simultanément une fonction d'élément porteur ou d'élément de remrissa- ge. Ceci, sans les contraintes, imposées habituellement, lorsque le concep- teur est obligé de respecter une trame, pour établir son projet arcrhitetural. Le procédé, objet de l'invention, consiste à fabriquer, de façon in- dustrielle, des cadres modulaires standards en bois, plastique, métal, fibres de bois comprimées, béton, ou tout matériau ayant des caractéristiques méca- niques équivalentes. Le procédé, objet de l'invention, comporte des cadres bois modulaires porteurs, dits cadres standards, qui sont composés: par deux montants bois, parallèles et verticaux, de profil en I, formant poteaux sur une hauteur d'é- tage; par deux traverses horizontales, haute et basse, en bois plein, de pro- fil rectangulaire, reliant ces poteaux bois en tête et en pied; par quatre goussets en contreplaqué, situés aux angles du cadre. La plus grande dimension du profil en I est positionnée perpendiculairement à la façade. Les cadres de contreventement sont fabriqués à partir d'un cadre stan- dard,dans lequel les quatre goussets d'angle sontremplacés par un panneau de contreplaqué, fixé sur les quatre membrures du cadre, et remplissant complète- ment celui-ci. Ils assurent le contreventement des constructions, lorsque cel- les-ci sont soumises aux efforts horizc;ntaux du vent. 26 1 0022 Le profil en I des montants verticaux, formant poteaux, des cadres modulaires standards, est composé par une âme centrale en contreplaqué, sur laquelle sont cloués, aux extrémités et de part et d'autre de celleci, quatre tasseaux de bois plein. Les dimensions de ces profils en I peuvent varier, suivant les cas de charge rencontrés, pour satisfaire aux normes de résistance des matériaux. En pied, les cadres bois modulaires enfourchent un rail de guidage et de maintien, composé: soit par une lisse basse, en bois plein, de section rectangulaire, dans le cas d'une plateforme plancher en béton; soit par une poutre bois, de section en I, dans le cas d'une plateforme plancher en bois. En tête, les cadres bois modulaires enfourchent une poutre bois, de section en I, servant également de rail de guidage et de maintien. Cet enfourchement est rendu possible, par le prolongement, à la deman- de, au delà des traverses haute et basse du cadre, des quatre tasseaux, faisant partie des montants verticaux. Ce dépassement détermine alors une fourche. L'importance de ce prolongement, est fonction de la hauteur des éléments qui sont à enserrer. Aux angles des constructions, les montants des cadres bois modulaires, s'emboîtent l'un dans l'autre. La tête de la section en I, vient se loger dans le creux de l'autre section en I qui lui est juxtaposée. Les âmes des sections en I, sont alors perpendiculaires les unes des autres. Le procédé, objet de l'invention, comporte des poutres bois qui s'em- boitent en tête et en pied dans les fourches prévues à cet effet, sur les cadres modulaires. Ces poutres bois constituent l'ossature horizontale, porteuse des façades, des refends, et des planchers. Elles ont une section en forme de I, également composée d'une âme centrale en contreplaqué, sur laquelle sont cloués, aux extrémités et de part et d'autre de celle-ci, quatre tasseaux de bois plein. Les dimensions de ces profils en I, peuvent varier, suivant les cas de charges rencontrés, pour satisfaire aux normes de résistance des matériaux. Dans les parties droites, la jonction etila continuité des poutres bois, constituant l'ossature horizontale porteuse, sont assurées par des dispo- sitions spéciales. D'une part, l'âme centrale se termine, pour les deux pou- tres arrivant bout à bout, par une coupe biaise à 45 . D'autre part, les tas- seaux constituant les membrures de la poutre, sont disposés en coupes décalées. Ces dispositions particulières permettent la transmission, par clouage, des efforts "tranchant" et de "flexion" sollicitant la poutre. Dans les angles, la jonction et la continuité des poutres bois, cons- tituant l'ossature horizontale porteuse, sont assurées par des pièces de bois plein. Ces pièces, de section rectangulaire, viennent en remplissage, de part et d'autre de l'âme centrale des poutres bois, et entre les tasseaux. Cet 3.e 2 6 2610022 assemblage est réalisé par clouage de tenons et mortaises en coupes droites. Dans le cas oû l'on veut que les façades, en vue en plan, prennent la configu- ration d'une ligne brisée (angles quelconques) il suffit que l'assemblage pré- cédent soit réalisé en coupes biaises. Le procédé, objet de l'invention, comporte des plancherzbois, cons- titués par une ossature porteuse, réalisée par des poutres bois solives. Ces solives ont une section en forme de I, également composée d'une âme centrale en contreplaqué, sur laquelle sont cloués; aux extrémités et de part et d'au- tre de celle-ci, quatre tasseaux de bois plein. Les dimensions de ces profils en I, peuvent varier, suivant les cas de charges rencontrés, pour satisfaire aux normes de résistance des matériaux.Ces solives s'appuient sur les poutres bois principales disposées au droit des façades et des refends. Leur fixation s'effectue au moyen d'éléments bois, de section rectangulaire, cloués respec- tivement sur l'âme des solives et sur l'âme des poutres bois principales. Ces planchers constituent soit le sol, soit le plafond, soit les planchers inter- médiaires des constructions. Lors du montage des cadres modulaires de structure, un pré-cadre est enserré et fixé, entre les montants verticaux de deux cadres modulaires. Ce pré-cadre se met en place comme un simple élément de structure. Il est des- tiné à recevoir les ouvertures, constituées par "un bloc intégré" du commerce, comprenant; la menuiserie avec vitrage, les tableaux et la pièce d'appui finis, les volets de fermeture. Un autre but de la présente invention, est de permettre de clouer ou d'agrafer, directement sur la structure bois, les peaux intérieures et les peaux extérieures. Un autre but de la présente invention, est de présenter un cadre modulaire standard léger et résistant, dont le remplissage intérieur permet une meilleure isolation. Un autre but de la présente invention, est de pouvoir utiliser les montants des cadres modulaires standards en tant que poteaux isolés. Un autre but de la présente invention, est de pouvoir placer les cadres modulaires, côte à côte, ou espacés d'un intervalle de dimension fixe. Un autre but de la présente invention, est de pouvoir préfabriquer les façades,. en atelier, par panneaux complets et finis. Un autre but de la présente invention, est de pouvoir réaliser des bâtiments en rez-de chaussée ou à étages. Un autre but de la présente invention, est de pouvoir utiliser le procédé constructif comme "bardage" et "remplissage de facade", dans le cas de bâtiments à ossature traditionnelle. 2 610022 Dans le dispositif, objet de l'invention, les cadres modulaires stan: dards, sont placés sur le périmètre d'une plateforme plancher, en lieu et place des façades et des refends éventuels. Ces cadres sont séparés entre eux par un intervalle, dont la dimension peut varier à la demande. Cette particularité permet d'adapter le système constructif, objet de l'invention, aux cotes de n'importe quel plan d'habitation. En effet, les exigences de calepinage, con- cernant, d'une part la position des ouvertures, d'autre part les cotes de lon- gueur et de largeur du plan, sont résolues, dans tous les cas, par la possibi- lité de "jouer" avec la dimension des intervalles, disposés entre chaque cadre modulaire. Ceci permet de respecter scrupuleusement, tous les plans d'habita- tion établis par les concepteurs; alors que ces plans ont évidemment été créés d'une façon "libre", sans aucun souci de trame. Les dessins annexés, illustrent le procédé et son mode de réalisation, tel qu'il est décrit. Le procédé comporte des cadres bois modulaires standards (1) et des cadres de contreventement (2). Ces cadres bois modulaires sont composés de deux montants bois (3), de deux traverses horizontales, haute et basse (4), de qua- tre goussets (5). La section en I, des montants verticaux des cadres modulai- res, est composée par une âme centrale (6) et par quatre tasseaux bois (7) , situés aux extrémités et de part et d'autre de celle-ci. En pied, les cadres bois modulaires enfourchent une lisse basse (8), ou une poutre bois (9). En tête, les cadres bois modulaires enfourchent une poutre bois (9). Ceci est ren- du possible par la fourche (10), déterminée par le prolongement des tasseaux bois (7) au delà des traverses haute et basse (4) des cadres modulaires. Aux angles des constructions, les montants des cadres bois modulaires(3) s'emboî- tent l'un dans l'autre (11). Le procédé comporte des poutres bois (9), qui constituent l'ossature horizontale, porteuse des façades, des refends et des planchers. Leur section en forme de I, est également constituée par une âme centrale (6) et par quatre tasseaux de bois (7) situés aux extrémités et de part et d'autre de celleci. Dans les parties droites, la jonction et la continuité des poutres bois (9), est assurée par une coupe biaise de l'âme (12) et par des coupes décalées (13) des tasseaux bois (7) constituant les membrures. Dans les angles droits (21), la jonction et la continuité des poutres bois (9), est assurée par des pièces de bois plein (14), de section rectangulaire, venant en remplissage, de part et d'autre de l'âme centrale (6), entre les tasseaux (7). Dans le cas d'un angle, qui, en vue en plan ne serait pas droit, mais quelconque (15), les em- bouts des pièces de bois (14) et des tasseaux (7) doivent être sciés en cou- pes biaises (16). Le procédé comporte des planche-rs bois, constitués d'une ossature por- teuse, réalisée par des poutres bois solives. Ces solives (19) ont une section en forme de I, également composée par une âme centrale (6) et par quatre tas- seaux (7) situés aux extrémités et de part et d'autre de celle-ci. Leur fixa- tion s'effectue au moyen d'éléments bois de section rectangulaire (17) cloués respectivement sur l'âme des solives (19) et sur l'âme des poutres bois (9) principales, disposées au droit des façades et des refends. La particularité du montage donne à l'invention tout son intérêt. Les cadres modulaires standards sont séparés entre eux par un intervalle (18) dont la dimension peut varier à la demande. Cette particularité permet d'adapter le système constructif, objet de l'invention, aux cotes de n'importe quel plan d'habitation. Le système constructif, objet de l'invention, est donc modulaire, par la fabrication industrielle de cadres à des dimensions standard; mais il per- met d'éviter, par l'originalité du procédé de montage, toutes les contraintes et inconvénients amenés par une modulation traditionnelle. REVENDICATIONS 1) Système constructif, par cadres modulaires préfabriqués, porteurs ou non porteurs, caractérisé en ce que les cadres standards (1) et les cadres de contreventement (2) qui enfourchent, en tête et en pied, les poutres bois (9) formant ossature porteuse horizontale, sont séparés entre eux par un interval- le (18), de dimension variable, permettant de "jouer", pour s'adapter, dans tous les cas, aux diverses cotes d'un plan. Les poutres (9), constitutives du système constructif, s'emboîtent dans les fourches (10) des cadres modulai- res (1) et (2), par le prolongement des tasseaux (7) au delà des traverses (4). Aux angles, les montants (3) sont juxtaposés et s'emboîtent (11) l'un dans l'autre. Les poutres (9) assurent leur continuité, dans les parties droites, par une coupe biaise (12) de l'âme centrale (6), et par la disposition en cou- pes décalées (13), des tasseaux (7). Les poutres (9) assurent leur continuité, dans les angles, par des pièces de bois (14), venant en remplissage de part et d'autre de l'âme centrale (6), entre les tasseaux (7). Cet assemblage, par tenons et mortaises, peut être réalisé en coupes droites (20) pour des an- gles droits (21), ou en coupes biaises (16), pour des angles quelconques (15). Les planchers bois, constitutifs du système constructif, sont formés par des solives (19), qui se fixent sur les poutres (9), par l'intermédiaire d'élé- ments bois (17). 2) Système constructif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière du profilé en forme de I,servant à la fabrication des montants verticaux (3) des cadres modulaires, des poutres (9) et des solives (19), n'est pas limitative au bois. On peut également utiliser des profilés ayant des caractéristiques techniques équivalentes en: plastique, métal, fibres de verre, lamellé, béton, fibres ou copeaux de bois comprimés, ou tout autre ma- tériau. Ces profilés peuvent également se présenter sous la forme de treillis ajourés. 3) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions du profilé en forme de I, servant à la fabrication des montants verticaux (3) des cadres modulaires, des poutres (9) et des solives (19), peu- vent changer, en ce qui concerne la hauteur et la largeur de l'âme (6), ainsi que la section des tasseaux (7). Ceci pour satisfaire aux normes de résistance des matériaux, suivant les cas de charges rencontrés. 4) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les montants verticaux (3) peuvent être utilisés en tant que poteaux isolés, mis en place à intervalles fixes ou variables.Ces poteaux sont alors posi- tionnés, verticalement, un par un, par plombage. Ils enfourchent en pied et 2 6 1 0 0 2 2 en tête, les divers éléments servant de rail de guidage et de maintien, tels que lisses basses (8) et poutres (9). ) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cadres modulaires standards (1) et les cadres de contreventement (2), peu- vent être posés côte à côte, ou espacés d'un intervalle de dimension fixe. 6) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les façades et les refends peuvent être préfabriqués, en atelier, avec intégra- tion dans un même ensemble fini: des cadres modulaires standards (1), des ca- dres de contreventement (2), des poutres (9), de l'isolation avec parevapeur, du pare-pluie, des peaux extérieure et intérieure, des ouvertures etc... Ceci peut être réalisé de plusieurs façons. Soit par panneaux de façade rectilignes, complets ou partiels, juxtaposés et assemblés sur chantier. Soit par "éléments" constitués par les panneaux de façade précédents, assemblés entre eux, en ate- lier, suivant des configurations géométriques en forme de I ou de U et pouvant également comporter une partie de la toiture; l'ensemble des façades de la mai- son et de la toiture, peut être alors réalisé, sur chantier, par juxtaposition et assemblage de plusieurs "éléments". Soit par une "boite" complète, réalisée en atelier, et représentant la maison dans son ensemble, extérieurement finie. Les dimensions de ces divers ensembles préfabriqués, doivent être compatibles avec les gabarits de transport. 7) Système constructif selon la revendication 1, caracterisé en ce que le procédé peut s'appliquer aux constructions en rez-de chaussée, ou sur plu- sieurs étages. Dans ce dernier cas, les structures porteuses constituées par les cadres modulaires standards (1), les cadres de contreventement (2) , les poutres (9) horizontales etc...doivent être convenablement dimensionnées, en fonction des efforts qui les sollicitent, pour satisfaire aux normes de résis- tance des matériaux. 8) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé par la- possibilité de fixer, par clouage ou agrafage direct, sur l'ossature consti- tuée par les cadres (1) et (2), des peaux différentes. La peau extérieure peut être réalisée de plusieurs façons. Soit en béton, mortier, enduit, plâ- tre, torchis, matières isolantes; pâte à papier, terre, plastique, ou tout autre matériau pouvant être projeté sur des grilles en acier galvanisé, sur des clains plastiques ou sur des panneaux de fibres compressées au mortier de ciment. Soit en tuiles plates, ardoises, tuiles bois, pierre ou tout autre matériau pouvant être cloué sur un liteaunage, ou sur un support continu en panneaux de bois. Soit en clains de bois disposés horizontalement ou vertica- lement. La peau intérieure peut être réalisée en panneaux de bois, plaques de plâtre, composés plâtre-bois, panneaux de plastique, panneaux de verre, ou $ tout autre matériau constituant des revêtements, par produits secs manufac- turés, diffusés en plaques à fixer sur ossature porteuse. 9) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation thermique et phonique peut être réalisée de plusieurs façons. Soit à l'intérieur du mur: par des panneaux semi-rigides en laine de verre, par des panneaux de polystyrène ou par tout autre matériau isolant et rigide; ces panneaux sont bloqués contre les âmes centrales (6) et les tasseaux (7), qui constituent les montants verticaux des cadres (3). Soit sur la peau inté- rieure, par une deuxième couche d'isolant en panneaux, supprimant tous les ponts thermiques, et servant de support au parement interne. Mais également sur les poutres bois (9), par interposition au niveau de l'âme (6), d'une isolation complémentaire, posée en atelier. Un vide d'air, faiblement ventilé, est laissé entre la peau extérieure et l'isolant situé entre les cadres. ) Système constructif selon la revendication 1, caractérisé par la pos- sibilité d'utiliser le procédé de construction comme bardage en remplissage de façades. Ceci peut être réalisé dans le cas de bâtiments à ossature tradition- nelle. Ces bâtiments doivent avoir leurs façades ouvertes, constituées uni- quement par des poutres porteuses et des poteaux porteurs. On fixe des lisses bois (8) formant rail de guidage et de maintien, entre deux planchers consécu- tifs, haut et bas, sur le bord périphérique de ceux-ci. Les cadres bois modu- laires standards (1),viennent se placer, de l'extérieur vers l'intérieur, en enfourchant les lisses de guidage. Ils sont ensuite fixés à celles-ci par Clouage.