Brevet FR2631054A1 — publié le 19891110

"Structure de mur de bâtiment et procédé de réalisation d'une telle structure L'invention concerne une structure de mur de bâtiment à circulation d'air et un procédé de réalisation d'une telle structure de Pour, bien adaptée à un chauffage du bâtiment par les murs. On connaît déjà une structure de mur de bâtiment à doublage isolant, dans laquelle le mur comprend une partie de gros oeuvre à laquelle est solidarisé le doublage isolant, lequel comporte une paroi de briques creuses juxtaposées munies de canaux internes, les briques étant disposées de telle sorte que la direction des canaux soit au moins approximativement verticale et que les canaux respectifs des briques disposées les unes au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres pour permettre une convexion d'air. Cette structure permet de réaliser, à l'extérieur des murs porteurs, un doublage ventilé. L'invention a pour objet un développement d'une telle structure de mur, pouvant être mis en oeuvre dans le cadre de la climatisation d'un bâtiment. A cet effet, l'invention concerne une structure de mur de bâtiment à circulation d'air au moyen d'un doublage isolant, ce mur comportant une âme centrale et un doublage extérieur en éléments creux munis de canaux internes et juxtaposés de telle sorte que la direction des canaux soit approximativement verticale et que les canaux respectifs des éléments disposés les uns au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres pour permettre une convexion d'air, structure caractérisée en ce que le mur comporte également un doublage intérieur en éléments creux munis de canaux internes et juxtaposés de telle sorte que la direction des canaux soit approximativement verticale et que les canaux respectifs des éléments disposés les uns au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres, en ce que les canaux verticaux des éléments sont reliés à des canaux horizontaux prévus dans les parois horizontales du bâtiment pour constituer un circuit de circulation d'air de climatisation, et en ce que ce circuit de climatisation est relié à un dispositif de génération d'air pulsé. trace aux deux doublages, extérieur et intérieur, mettant en oeuvre des eléments creux tels que des brigues creuses dont les canaux sont dans le prolongement les uns des autres, il est possible non seulement de créer une ventilation du côté extérieur du mur, mais aussi du côté intérieur, une circulation d'air de climatisation du côté intérieur permettant un échange calorifique entre les murs porteurs et l'intérieur du bâtiment. L'invention concerne également un procédé de construction d'une telle structure de mur de bâtiment à doublage isolant, caractérisé en ce que l'on pose sur le sol des règles en béton de place en place, on assure la verticalité de ces règles, on colle une épaisseur d'isolant thermique contre les règles, d'un côté de celles-ci; on enduit cette épaisseur d'isolant d'un liant, on dispose des éléments creux de telle sorte que leurs canaux soient verticaux, contre ledit liant, on dispose également des éléments creux de telle sorte que leurs canaux soient verticaux contre le côté opposées règles en béton, et on coule un béton entre ces 'derniers éléments creux et l'isolant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre se rapportant à une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur le dessin ci-joint montrant une section transversale schématique, par un plan vertical, d'une partie de structure de mur de bâtiment selon cette invention. La structure de mur de bâtiment représentée sur la figure comporte une âme centrale 1 en béton ferraillé dans laquelle sont noyées les gaines techniques utiles (non représentées), dont l'épaisseur est par exemple d'une douzaine de centimètres, et, en allant vers l'intérieur du mur, une épaisseur de briques plâtrières creuses 2 conventionnelles juxtaposées disposées de telle sorte que la direction de leurs canaux soit verticale et que les canaux respectifs des briques disposées les unes au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres, de trois centimètres par exemple, et une couche d'enduit plâtre 3 d'un centimètre environ ; on peut également prévoir un autre matériau : agrégats, argile expansée, notamment pour produire des panneaux de plus grandes dimensions ; en allant vers l'exterieur du mur en partant de l'âme centrale 1 en béton, se trouve une épaisseur d'isolant thermique 4 en polystyrène expansé (classe 2 de préférence) d'une dizaine de centimètres, une épaisseur de briques creuses 5 juxtaposées. réalisée de la même manière que celle déjà mentionnée et également de trois centimètres, liée à l'isolant par un produit liant 6 projeté sur cet isolant (sur une épaisseur de cinq millimètres environ), et une couche extérieure d'enduit chaux-ciment décoratif 7. L'âme centrale 1 est constituée de règles en béton armées lors de leur fabrication, au moyen d'une armature esquissée en 1A sur la figure , espacées de soixante centimètres en soixante centimètres sur la longueur du mur, entre lesquelles est coulé du 'béton de manière classique, des trous etant réservés par exemple tous les soixante centimètres pour le passage de fers tors 8 de huit millimètres présentant une tête leur conférant une forme en T permettant le maintien de l'épaisseur d'isolant 4 contre cette âme centrale 1 en liaison avec des plaques en losange 9 ancrées dans le béton, la tête du T retenant ledit isolant. I1 en résulte un quadrillage tous les soixante centimètres. Les deux épaisseurs de briques 2, 5-de part et d'autre de l' & en béton 1 et de l'isolant 4 sont par ailleurs liées avec ceux-ci mécaniquement au moyen de fers 10 en fil galvanisé de trois millimètres de diamètre par exemple, traversant l' & e centrale 1 et l'épaisseur d'isolant 4, dont les têtes, recourbées en forme de crochets, sont noyées dans le matériau qui assure le jointoyage entre les briques, toutes les deux briques. L'épaisseur totale d'un tel mur est ainsi de l'ordre d'une trentaine de centimètres. Les canaux verticaux des briques creuses du doublage intérieur 2 sont mis en communication avec des canaux horizontaux prévus dans le sol'et le plafond dont des exemples des structures respectives seront donnés dans la suite de la description, de manière à permettre une circulation d'air de climatisation depuis le sol jusqu'au plafond inclus par l'intermédiaire des murs. Le procédé de réalisation d'un tel mur est le suivant On commence par tracer le contour du mur à l'emplacement désiré, puis on pose sur le sol de place en place des règles en béton armées par un fer vertical lors de leur préfabrication, par exemple tous les. soixante centimètres, destinées à entrer dans la constitution de l'âme centrale 1, et on en assure la verticalité avec des étais du type tirant-poussant t on réserve alors quelques trous tous les soixante centimètres environ, afin que le béton puisse se liaisonner et également pour pouvoir passer un fer tors 8 de huit millimètres de diamètre environ devant être glissé dans une plaque en losange 9 après quoi, on place l'isolant côté extérieur, que l'on colle aux règles avec une colle appropriée, et on place les dispositifs de liaison mécanique 10 à fil de fer galvanisé en vue d'assurer de façon efficace la liaison entre l'isolant 4 et les règles en béton t ensuite, si la construction est au niveau du sol, à l'aide d'une machine à projeter le ciment, on enduit, côté extérieur, l'isolant 4, sur une épaisseur de cinq millimètres environ, d'un liant gras 6 adjuvanté de colle, ou, en l'absence de colle, on griffe l'isolant pour un meilleur accrochage ; après cela1 on pose, tout d'abord du côté extérieur, les briques minces 5, éventuellement préalablement juxtaposées en plaques de plusieurs briques jointoyées entres elles (cette solution étant de préférence celle à adopter en cas de nécessité d'un échafaudage ; les plaques sont alors préfabriquées sur place ou en atelier, les briques étant par exemple collées sur des bandes de polystyrène de 120 x 40 cm puis les plaques sont elles-mêmes collées sur les règles en béton, et assemblées par des fils de fer, ou autres préfabriqués), de telle sorte que ces briques minces à canaux intérieurs (dites briques plâtrières) soient verticales (c'est-à-dire que leurs canaux soient verticaux), en décalant les joints horizontaux d'une colonne de briques à la colonne voisine ; au cours de la pose des briques, et toutes les deux briques, on insère dans les joints, un fil de fer 10 galvanisé de trois millimètres de diamètre, qui est destiné à assurer la liaison avec les briques qui seront disposées à l'intérieur, ce qui permet d'opposer une résistance à la poussée du béton, lors du coulage ; lorsque toute la longueur d'un mur, sur une hauteur de deux mètres environ, est réalisée, on fait de même du côté intérieur, en disposant les briques de la mème manière, en prenant soin de sceller les fils de fer 10 ; quand tous les murs sont montés sur cette hauteur, on termine l'âme centrale 1 en coulant entre les briques intérieures et l'isolant 4 un béton dosé à 250 kg au mètre cube, ou davantage, suivant la résistance désirée ; puis on réalise dans un ordre quelconque les enduits 3, 7 à savoir, côté extérieur, un enduit 7 de préférence à la chaux, ayant des qualités élastiques, la teinte pouvant être choisie en fonction de l'aspect décoratif et/ou des caractéristiques thermiques désirées (importance désirée des apports solaires, les canaux intérieurs des briques véhiculant plus ou moins de calories) ; du côté intérieur, les briques reçoivent de préférence un enduit 3 en plâtre, ou projeté, ou décoratif, ou une plaque connue commercialement sous le nom "placoplâtrett. Il faut noter que, de préférence, les gaines électriques et de plomberie sont disposées à l'intérieur du mur, entre les briques intérieures et l'isolant 4, avant le coulage du béton, afin de profiter de l'espace libre pour éviter que les gaines soient apparentes. Dans la région des ouvertures, on dispose de chaque côté de celles-ci, une règle en béton armé spéciale. Ces règles comportent des gonds scellés lors de la préfabrication de la règle, en vue de recevoir les gonds correspondants des fermetures ; ces mesures sont prises aussi bien en ce qui concerne les fenêtres ou portes-fenêtres avec leurs volets, que les portes classiques. Des règles servent aussi d'arrêt de béton, et de linteau. En fonction des exigences liées A l'architecture, à la couverture, par exemple en style régional, ou à la recherche d'économies d'énergie, le mur peut être plus haut à l'extérieur, rempli de béton isolant, etc. Par exemple, pour une hauteur sous plafond de 2,65 m, il faut prévoir quelques centimètres de réserve pour la pose du plafond, et on montera donc le mur jusqu'd 2,75 m. Le haut doit être rectiligne et de niveau pour servir d'arase au béton (environ dix centimètres d'épaisseur) ; derrière le béton, l'isolant doit être plus élevé d'une vingtaine de centimètres, et les briques extérieures plus élevées également, pour atteindre le niveau prévu pour les tuiles. En ce qui concerne les "bas murs", ceux-ci commencent par un béton brut, et on prévoit un isolant descendant-de quarante à soixante centimètres environ, afin de diminuer les pertes thermiques, en prenant soin de- ne pas remblayer trop haut afin de ne pas boucher les trous des briques qui, placés ainsi, ne déparent pas l'esthétique, et servent à la ventilation extérieure du mur, par exmple par apport d'air frais se réchauffant le long des parois, et puisage d'air frais la nuit -pour rafraichir la maison. Avantageusement, 19 sol est conçu pour coopérer avec les murs en vue de réaliser une circulation d'air pour la climatisation du bâtiment ; à cet effet, il est lui-même muni de canaux horizontaux débouchant dans les canaux verticaux des murs. Les canaux horizontaux du sol peuvent être ceux des hourdis, si le plancher est en hourdis creux. Sur terre-plein, on nivelle le sol, puis on dispose des cailloux sur ce sol, après quoi on coule un béton de propreté ; sur le béton de propreté, on dispose une couche d'isolant, par exemple de polystyrène classe 2 d'une épaisseur de cinq ou six millimètres environ, puis, au-dessus, une couche de briques dont les canaux sont alignés dans le prolongement les uns des autres. I1 en est de même pour le plafond ; pour constituer celui-ci, on peut disposer des plaques de "placoplâtre" espacées de deux centimètres, ou des briques spéciales connues sous le nom de "plafonnettes", ou encore des hourdis creux ; dans tous les cas, on constitue au moyen des canaux des murs et ceux des parois horizontales du bâtiment (planchers et plafonds), un circuit fermé. Pour climatiser le bâtiment, il suffit de relier ce circuit fermé ou à la rigueur semi-fermé, au moyen de gaines, à un générateur d'air pulsé, chaudière ou pompe à chaleur air-air. Le circuit ainsi créé est invisible (il n'y a presque aucune sortie d'air chaud ou froid) et pratiquement inaudible ; il permet de chauffer et de refroidir les murs en vue de leur faire échanger leurs calories avec les pièces. L'air préchauffé vient des combles et passe autour du conduit de cheminée ou est réservé un double conduit qui descend jusqu'à la chaufferie. Une simple ventilation classique connue dans la technique sous le sigle V.M.C. suffit pour extraire vers la toiture l'air vicié des pièces telles que W,C., salles de bain, cuisines, et apporter l'air frais préchauffé dans les salles de séjour, chambres, etc.Pour éconimiser les V.M.C., dans le haut des salles de bain, est posé une grille de ventilation sur le retour des gaines d'air. Pour les salles de séjour et les combles, des trous sont percés en bas des plinthes, et la plinthe posée environ deux millimètres plus haut, sans joint, permettant l'apport d'air neuf. Une trappe à ouverture manuelle est créée dans le plafond. En demi-saison, l'air chaud est pulsé dans les canaux du côté intérieur, réchauffant le béton, de telle sorte que la nuit, la chaleur emmagasinée la journée dans ces mètres cubes de béton de certaines parties des murs et dans la toiture et emmagasinée dans les combles soit communiquée aux pièces du bâtiment, l'isolant, se trouvant du côté extérieur, empêchant les échanges de calories avec l'extérieur t coopérant avec un thermostat réglé à une température de 18 C environ, un ventilateur aspire l'air chaud des combles et le fait passer à l'intérieur des canaux des briques, ce qui provoque l'élévation de la température du béton, lequel transmet ses calories à l'atmosphère des pièces pendant la nuit. L'hiver, en cas de froid intense, un apport du dispositif de chauffage (chaudière ou pompe à chaleur) est nécessaire, mais le moindre rayon de soleil peut être utilisé. L'été, l'efficacité de l'isolation rend la maison confortable, mais on peut mettre à profit la fraicheur de la nuit pour rafraichir l'intérieur , la création d'ouvertures (deux de préférence) et l'action du ventilateur commandé thermostatiquement permettent d'introduire dans les murs l'air frais du sous-sol (à 10 ou 12" C) et ainsi de raffraichir les pièces d'habitation. I1 est donc ainsi possible de construire des bâtiments notamment d'habitation, à partir de matériaux courants, de grande diffusion, comportant une isolation par l'extérieur avec un effet pariétodynamique, et un chauffage intérieur utilisant le béton comme structure solide et comme volant thermique. En particulier, le beton, qui, à l'état liquide présente des facilités de pompage et de mise en oeuvre à condition de disposer de coffrants légers et bien adaptes, se transforme en séchant en un solide résistant aux contraintes mécaniques et aux intempéries, est d'un coût économique, est disponible partout, et permet de jouer comme on l'a vu le rôle de volant thermique. A titre d'exemple, pour une surface habitable de- cent vingt mètres carrés, on compte environ vingt-quatre mètres cubes de béton pour les murs et douze mètres cubes pour le plancher. Le système peut naturellement évoluer avec l'utilisation - de coffrants préfabriqués, portables manuellement, d'une vingtaine de kilogrammes, qui diminuent la main-d'oeuvre et les coûts, éventuellement à parements finis ; une autre possibilité est qu'ils soient au contraire de grande surface mais facilement transportables par des moyens de levage ; le poids lourd, c'est-i-dire le béton, est cependant fait sur place. Les coffrants utilisés peuvent aussi être décoratifs, par exemple un plâtre moulé, aux formes répétitives, facilement réalisés en atelier, susceptibles d'être rapidement posés sur chantier, cpulés de béton ; il suffit alors simplement de protéger de tels coffrants de la pluie et des salissures. Ils peuvent être également un assemblage de briques, de pierres minces, etc., et pour les gros ouvrages, on peut également utiliser un. voile en ciment blanc avec treillis soudé auquel est accroché le ferraillage, le tout se maintenant lors de la coulée d'un béton gris et participant à la résistance à la poussée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et aux modes de réalisation de l'invention cidessus décrits et représentés, et on pourra en prévoir d'autres formes et modes de réalisation sans sortir de son cadre. Ainsi, par exemple, pour éviter, notamment dans le cas ou la construction nécessite des plaques de briques pré-assemblées, des pertes de temps, et également une obturation des canaux diminuant les possibilités de circulation d'air et en conséquence l'aptitude au chauffage, on peut créer des panneaux à circulation d'air multidirectionnelle en perçant par exemple trois trous dans les briques avant l'ouverture afin de créer une canalisation transversale.On peut également réaliser de grands panneaux de 0,5 ou 1 m2 en argile expansée t le moulage est effectué én deux fois, sur table vribrante, en continu ; la face inférieure prend ainsi l'empreinte de la table, éventuellement avec une planéité "bien finie" ; les deux côtés sont coupés à la demande t la face supérieure est munie de l'empreinte d'un "hérisson" (profil constitué d'une succession de trapèzes isocèles); ensuite, sur la même table, on laisse passer un mortier d'argile expansée de un centimètre d'épaisseur environ, puis on passe à l'envers les panneaux préfabriqués auparavant, "tête de hérisson" noyée dans la colle, ce qui permet un bon scellement ; l'espace ainsi créé entre les faces finales peut avoir la valeur désire en fonction de l'application souhaitée ; la seconde face peut aussi avoir une finition rugueuse si nécessaire. REVENDICATIONS 1* - Structure de mur de bâtiment à doublage isolant, ce mur comportant une âme centrale (1) et un doublage extérieur en éléments creux (2) munis de canaux internes-et juxtaposés de telle sorte que la direction des canaux soit approximativement verticale et que les canaux respectifs des éléments disposés les uns au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres pour permettre une convexion d'air, structure caractérisée en ce que le mur comporte également un doublage intérieur en éléments creux (5) munis de canaux internes et juxtaposés de telle sorte que la direction des canaux soit approximativement verticale et que les canaux respectifs des eléments disposes les uns au-dessus des autres soient dans le prolongement les uns des autres, en ce que les canaux verticaux des éléments sont reliés à des canaux horizontaux prévus dans les parois horizontales du bâtiment pour constituer un circuit de circulation d'air de climatisation, et en ce que ce circuit de climatisation est relié à un dispositif de génération d'air pulsé. 2' - Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments creux sont des briques creuses conventionnelles, dites "briques plâtrières". 3e ~ Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que le doublage intérieur en éléments creux est séparé de l'âme centrale (1) par une épaisseur d'isolant thermique (4). - ~ Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme centrale (1) comporte du béton. 5e - Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'une des épaisseurs d'éléménts creux (2, 5) est revêtue d'une couche d'enduit (3, 7). 6 - Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mur comporte des pièces munies d'une partie en fer tors (8) pour maintenir l'épaisseur d'isolant (4) contre l'âme centrale (1). 7 - Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mur comporte des fers (10) traversant l'âme centrale (1), dont les têtes, recourbées en forme de crochets, sont noyées dans un matériau assurant le jointoyage entre les briques. 8e ~ Structure de mur de bâtiment selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments creux sont percés d'au moins un trou transversal. 9 - Structure de mur de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments sont des panneaux en argile expansée munis.de canaux. 10' - Procédé de construction d'une structure de mur de bâtiment à doublage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on pose sur le sol des règles en béton de place en place, on assure la verticalité de ces règles, on colle une épaisseur d'isolant thermique (4) contre ces règles d'un côté de celles-ci, on enduit cette épaisseur d'isolant d'un liant (6),. on dispose des éléments creux tels que des briques creuses (5) avec leur canal vertical, contre ledit liant, on dispose des éléments creux (2) contre le côtë opposé des règles en béton, et on coule un béton entre ces derniers éléments creux et l'isolant. 11 - ~ Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, après avoir collé l'isolant extérieur (4), et avant de l'enduire de liant (6), on place des dispositifs de liaison mécanique (10) en vue d'assurer la liaison entre l'isolant et les règles en béton. 12' - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, lors de la pose des épaisseurs de briques (2, 5), on insère dans les joints entre certains éléments voisins, un fil de fer (10) pour assurer la liaison entre les éléments disposés respectivement des deux côtés des règles en béton.