Brevet FR2638183A1 — publié le 19900427

BLOC DE CONSTRUCTION POUR L'EDIFICATION DE PARTIES DE BATINENT PAR SIMPLE SUPERPOSITION La présente invention est relative à un bloc de construction permettant de bâtir des ouvrages divers tels que murs, colonnes, maisons ou ponts par simple superposition c'est-à-dire par empilage d'une rangée de blocs sur la précédente, ces blocs s'interpéné.trant de telle sorte que leur alignement soit respecté selon les trois dimensions et qu'ils ne nécessitent aucun liant comme du ciment ou mortier pour assure la solidité générale de l'édifice, 1ic L'usage de blocs rigoureusement parallélépipédiques faciles à fabriquer exige simultanément la fabrication sur place de ciment et l'embauche d'ouvriers qualifiés sachant réaliser un alignement convenable lors de la construction. De ce fait, le besoin pour un bloc amélioré a été rapidement ressenti et de nombreuses solutions ont d'ores et déjà été présentées. Comme illustré dans les exposés FR 2 550 568 ou FR 2 525 258 par exemple, une première amélioration a consisté à munir ces blocs de moyens permettant de stabiliser leur position les uns par rapport aux autres dans le sens longitudinal et transversal du mur. Toutefois, ces blocs sont encore prévus d'être liés par du ciment ou un mortier. De nombreux autres blocs disposant de moyens imposant un bon alignement ont une configuration telle -2- que l'emploi de liant semble inutile. On peut citer à titre d'exemple les blocs décrits dans les exposés FR 2 254 696, FR 2 396 135, FR 2 567 939, FR 2 605 661, WO 85/00632, WO 86/06774 ou EP 0 001 360. A l'étude de ces exposés on comprend toutefois aisément que la solidité des murs montés avec de tels blocs est essentiellement basée sur l'effet du poids de chaque élément reposant sur des bases de sustentation rigoureusement bien alignées. Mais, ces moyens in d'alignement se présentent généralement soit sous -la forme de protubérances de faible hauteur-, soit de nervures de section transversales coniques. De tels moyens emp chent effectivement tout déplacement late éral- d'un bloc par rapport à un autre mais nullement un basculement d'une brique hors de sa position. En d'autres termes, des efforts de cisaillement éventuels sont bien contrebalancés mais non les mouvements en rotation autour des bords inférieurs longitudinaux, mouvements intervenant lors du flambage d'un paroi au cours d'une secousse sismique ou autres accidents. On notera par ailleurs que la forme complexe de certains moyens de connexion tels qu'illustrés par exemple dans les exposés WO 84/03727, WO 86/04947 ou FR 2 498 661 exige la conception de plusieurs blocs différents tels que blocs de base, demi-blocs, blocs en forme de coins pour créer un système homogène permettant l'édification d'une maison dans ses moindres détails. L'invention résoud ces difficultés en proposant un nouveau bloc de construction dont la configuration est telle qu'elle assure une grande régularité et une forte solidité des parties de bâtiment édifiées par simple surpertpoitior sans adjonction de liant de tels blocs. Unri tel bloc doit par ailleurs permettre le passage de tubes d'alimentation en eau, électricité ou autres, voire le passage de tiges de renfort métalliques considérées comme nécessaires dans les zones géographiques à risques sismique. Enfin et surtout, ce bloc selon l'invention doit permettre & lui seul de réaliser toutes les formes usuellement rencontrées dans un bâtiment et ce en ne nécessitant éventuellement que de légères modifications là.aisément réalisables sur le site. Cette unicité de configurations doit permettre à un ouvrier simple de s'habituer à son mode d'emploi, un maitre d'oeuvre de simplifier ses ordres d'achat -et au fabricanrt de ren+abilJser sa production par de Qrandez séries. Ces buts sont réalisés grace a un bloc de construction comprenant sur sa face supérieure et inférieure des reliefs complémentaires et sur ses faces d'extrémité des éléments de connexion, reliefs et éléments assurant un alignement en trois dimensions des blocs les uns par rapport aux autres. Les reliefs sur la face supérieure peuvent se présenter sous la forme de quatre projections parallélépipédiques à base carrée situées au quatre angles de la face et de quatre projections parrallélépipédiques dont la base rectangulaire équivaut à l'adjonction longitudinalement de deux bases carrées de projections d'angles, lesquelles secondes projections sont situées au tiers et au deux tiers respectivement de chacun des deux bords longitudinaux. Les reliefs sur la face inférieure peuvent ) alors se présenter sous la forme- de cavités parallélépipédiques complémentaires aux projections de la face supérieure. Les éléments de connexion sur les faces -4 - d'extréw3té peuvent se présenter sur une face sous la forme d'un tenon vertical médian de section transversale carrée et sur l'autre face sous la forme d'une mortaise verticale médiane complémentaire. Utilement, des conduits verticaux 300 sont ménaaés dans le bloc au quart, à la moitié et aux trois- quarts de la longueur ainsi qu'à la jonction du tenon 200 et de la face d'extrémité correspondante. De préférence, la longueur du bloc est égale à In neuf fois le côté de la hase carrée des projections d'angle et la largeur est égale à trois fois le coté établissant de fait la valeur de l'intervalle entre les t. rojections & la valeur de ce ctté. La sectio.n tranzsversale carrée du tenon vertical médian peut alors aussi être égale à la base carrée des projections d'angle. Avantageusement, la hauteur des projections peut aussi elle-même être égale au côté de la base carrée des projections d'angle. Selon une autre caractéristique, la hauteur telle que mesurée entre la face supérieure et la face inférieure du bloc peut être égale à trois fois le coté de la base carrée des projections d'angle. Selon un mode de réalisation avantageux, le coté de la base carrée des projections d'angle a une valeur comprise entre 10 et 30 mm. -5 - L'invention sera mieux comprise &' l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et décrit par les figures suivantes: - - la fiaure 1 est une vue en perspective latérale du bloc, - la figure 2 est une vue en perspective du bloc tel que vu par en-dessous, - la f iaure 3 est une vue en perspective d'un anale de bttiment monté avec des blocs selon l'invention, In - la figure 4 est une vue en perspective d'un raccordement en té, - la figure 5 est une en perspective de l'édification d'une colonne à section carrée. En référence aux figures I et 2. le bloc de construction 100 selon l'invention présente une forme générale parallélépipédique avec une face supérieure 103 et une face inférieure 107. La face supérieure 103 est complétée de protubérances parallélépipédiques 110,120 disposées sur son pourtour alors que la face inférieure 107 est creusée sur son pourtour de cavités parallélépipédiques 115,125 en correspondance aux protubérances supérieures. Plus particulièrement, les quatre protubérances 120 situées aux quatre angles de la face supérieure 103 ont une base carrée de côté c et une hauteur h. Les quatre protubérances 110 situées au tiers et au deux tiers respectivement de chacun des deux bords longitudinaux ont une base rectangulaire dont la largeur est égale à c et la longueur égale à deux fois c. La hauteur de ces, protubérances 110 est égale à celle h des protubérances 120. En d'autres termes, ces protubérances équivalent à l'adjonction longitudinalement de deux protubérances 120. Comme on peut bien le constater sur la fiaure 1, l a face externe de chacune des ces protubérances prolonge les faces latérales du bloc 100. Ces protubérances émergent donc seulement vers le haut et nullement latéralement. Comme on peut mieux le constater sur la figure 2, les cavités de la face inférieure 107 se présentent sous deux formes: quatre cavités à base carrée 125.aux quatre coins de la face et quatre cavités à base rectarngaulaire 115 situées au tiers et au deux tiers des 1i0 bords longitudinaux de cette face. Ce bloc 100 est de plus muni en ses faces exFrénité d'élérments de connexion sous la forme d'une tenon vertical médian 200 et d'une mortaise verticale médiane 210. De préférence, la section transversale de ce tenon et de sa mortaise correspondante est carrée. Ce tenon 200 est présent sur -toute la hauteur de la face d'extrémité c'est-à-dire qu'il part de la face inférieure 107 et se poursuit jusqu'au niveau de la face supérieure 103. Ces éléments de liaison permettent de confirmer l'alignement longitudinal des blocs 100 les uns par rapport aux autres lors de leur montage. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le bloc a comme particularité supplémentaire le fait que sa longueur est égale à neuf fois le côté c, que sa largeur est égale à trois fois le côté c et que la largeur du tenon 200 est aussi égale à ce côté c. De ce fait, l'intervalle 130 entre les protubérances 110 et 120 se trouve être aussi égal à c et l'association de la mortaise 210 et des deux cavités 125 font que le bord inférieur de cette face d'extrémité a entièrement -7- disparu. Cette configuration particulière s'et révle!e a la suite de nombreux essais de résistance des matériaux comme la plus avantageuse car elle permet un volume optimum pour les protubérar.ces de la face supérieure 103 et les reliefs restant sur la face inférieure 107. Utilement, la valeur de ce cûté c est comprise entre 30 et 45 mm. Ce bloc 100 est de préférence réalisé par injection sous pression d'un mortier dans un moule, puis séchage et cuisson. Une autre technique, certes plus onéreuse, consiste à mouler le bloc 100 de manière plus grossière puis d'achever la forme par découpe avant séchage. De préférence, ce mortier comprend un mélange de ciment et de sable fin permettant la réalisation de r protubérances bien définies. On peut aussi envisager l'adjonction d'amiante pour obtenir des blocs en fibro- ciment. Différents essais ont montré que le bloc peut encore être réalisé par un béton dont le calibre des pierres n'est pas supérieur à 8 mm. D'autres matériaux tels que l'argile ou le pisé peuvent aussi être utilisés. En tous les cas, il convient de n'utiliser que des matériaux qui après séchage et/ou cuisson ne soieht absolument pas friables. Comme on peut le constater sur les figures I et 2, il est aussi prévu de réaliser des conduits transversaux dans ce bloc 100. De préférence, quatre conduits verticaux sont ménagés le long de la ligne médiane longitudinale: trois conduits 300 respectivement au quart, moitié et trois-quarts de la longueur du bloc et un dernier conduit 310 situé à la jonction entre le tenon 200 et la face d'extrémité. I] est par ailleurs 8 - prévu quatre conduits horizontaux 320 situés dans les deux plans verticaux longitudinaux passant au milieu des deux rangées de protubérances respectivement. Ces deux conduits verticaux 320 sont situés verticalement au tiers et au deux-tiers de la distance séparant la face supérieure 103 et la face supérieure des cavités 115,125. Ces conduits transversaux, d'un diamètre de l'ordre de 10 à 20 mmr. permettent le passage de tubes d'alimentation telz que fils électriques dans des gaines plastiques ou I r tubc-s d'amenée d'eau de préférence en plastique renforcé par un tube métallique. Compte-tenu de la position régulière de ces conduits, il est aisé de décider de l'eTvl]acement sur la face latérale du bloc 100 pour le départ d'un orifice transversal débouchant soit dans un conduit horizontal ou vertical. Ces conduits peuvent aussi être mis a profit pour y faire passer des tiges métalliques ou portions de tiges munies d'un c6té d'un filet et de l'autre d'un écrou permettant ainsi d'armer le ramur construit avec de tels blocs. Tel que décrit précédemment, ce bloc unique permet à lui seul la réalisation de tout type de construction tel qu'il va être expliqué ci-dessous. En référence à la figure 3, on voit comment l'ouvrier démarre un mur à partir d'un angle en décalant une rangée sur deux d'une protubérance. En d'autres termes, l'ouvrier dispose de manière conventionnelle une première rangée de blocs 101,102 et 103 puis, pour la seconde rangée de blocs encastre le premier bloc 104 & cheval sur le bloc 101 et 103 décalant de ce fait le bloc 105 d'une protubérance vers la droite tel qu'illustré sur la figure 3. Ce bloc 105 chevauche alors simultanément le Tur!j$p tSute 4uem elmoeq unnb anod '4eJ.a ua s'znat.zlju zpaoq seas ap un, op iuoi et uo!goao aud inosq ea9 snId %nad au xssnv siew 'alaxael uoItIsueil ua laeldp 33j4 snld 4naed- au fbue stoj aun rnopidns oolq un sanbtuoD uou %a sanbipgdudglpI[rpid;uos saouezlqn4oid sal anb nuae-aldwoa 'anb snId ap eaaqou uo Àsaalne xne qaoddea jed sun sel. szoIq sep xneinobia obeaquai un esodw! spgTAeD sel suQp sauvaaqnload sap uoto!e4aUt, T anb nuae-ea4dwoa uaew9soe s@I jTe as s/inm sap eaael ?I 's/oP fxnel4Tu szooq sao op lt[o4OA 4a lTPl 49 TuaweauFIe uoq -a Tuewa4eiFpawuit %u tjiuoo soiTq ap aobuvl awaixnop ei lgd uuaaqetpeuww ianu!4uoo ap aleqiq) ajid Ise TI '9!Utnb nad ia/aano un lad an%4.DC3J onbzio! auwg xnoinobti SJOiq saa ep quaweuBije un -'ojl 4awed ses!9aouw sal suep OOZ suoueq sep 4uawebebue,l *eqotx) eaanaTiajui eltp el suep es!/d aouaaggaid ap lsa.olq op aeneitJui J95uÄi ei-tuiweid eq uaoeCpe ueualuuipnerirJuo[l oolq uos ap OIz a2tvaou el suep aa%@uad Oa, uouea4 a[ 4utuwoa sanaTapdns sDolq ap agLueu el ans loeuoo sanraitTf ljed 4nad uo 'SL inatiedns oolq elt Iad ej 1uJuo. 4-: Z0'j0t 4u1aw uipn%46uoI;asods!p siolq xnep oaU-a uoi4%uol et andb sote aqe4suoo uo C0O 3otq np a4tolp aoueagqn4oJd el la tot oolq np ayan6fl OZ ajueaqn4oid PI quaguelinits awajue 0[po oolq np 511 a%!oTp aineaiajui a4!AeD e 'oawuw aa 'OL DoIoq np 0Zt aqione aoueiaqnjoid e1 la lot ooq np OZI a%oxp aDu91a,3ilnol, [ --uoIwue;lntdts aofo1 as 4uauuaa '50o ooq nrip aotop 51 %!tA1?e Tl sutip anb aesuoi uo 'uag;aosse sei^A9e ?p le OZ'oit snzu3pjqnqojd sap saeiaInnDtaed solo S93p %a uottsodsip et ep nuea-a4dioD 'gOf 4e tot ot'q- -I0 - pulze se réalzer, il faudrait que la partie inférieure au niveau des cavités du bloc puisse traverser une zone déjà occupée par la partie supérieure à angle droit des projections. La solidité de ce mur dépend donc bien simultanément du poid-s des blocs assemblés les uns sur ]es autres et de l'interaction latérale des projections dans les cavités. Dans Ies zones géographiques à haut risque sls-mique, on peut de plus mettre à profit les conduits verticaux 300 pour y faire passer des barres métalliques ou mieux des éléments métalliques 510 de hauteur effective &sale à la hauteur du bloc 100, se vissant les ans dans es autres pour créer une tige métallique. AvantargeuFement, le premrier de ces éléments 510 sera pris avec le bloc initial dans la masse de la dalle inférieure. Une fois le mur monté, on constate que d'autres conduits verticaux 300 permettent le passage de tubes d'alimentation tels que d'électricité 520 ou d'eau 530. Comme on peut bien le constater sur la figure 3. une fois un angle monté, les tenons 200 font alternativement saillie d'un côté ou de l'autre. Compte- tenu du conduit vertical 310 existant à la jonction entre le tenon 200 et le bloc 100 qui agit comme point de faiblesse, il est possible de casser proprement avec un marteau ces tenons 200 devenus inutiles. Les zones 260 rémanentes peuvent alors facilement être aplanies tou]ours avec le marteau. La figure 4 illustre le mode opératoire pour 3C r faire partir un mur complémentaire à angle droit de l'une - il - ders faces de la maison. La meilleure solution consiste à faire partir le premier bloc d'un mur complémentaire du milieu de l'un des blocs du mur de la face. Le premier bloc de la rangée supérieure du mur complémentaire peut alors partir en chevauchant le mur latéral tel qu'illustré ce qui crée un déca] age avantageux d'une protubérance dans le mur latéral et le mur complémentaire. On constate ainsi que ce mur complémentaire sera accroché une rangée sur deux dans ce mur latéral. Comme précédemment, des éléments de renfort peuvent avantageusement ttre enserrés dans le conduit vertical 300 au croisement. Comme il apparait de manière évidente sur cette figurc 4, l'extrémité libre de mur complémenrtaire docit être complétée une rangée sur deux par un bloc cubique obtenu aisément sur le site par sciage d'un bloc standard le long du tracé 400. Comme précédemment, des conduits d'alimentation d'électricité 520 ou d'eau 530 peuvent être enfilés horizontalement par les orifices 320. La figure 5 illustre le mode opératoire pour monter une colonne de section carrée par superposition de groupe de trois blocs adjacents selon leur cZté longitudinal les uns sur les autres. Avantageusement, neuf conduits verticaux 300 permettent d'armer une telle colonne grâce à des éléments métalliques 510. Comme on a pu se rendre compte à la lecture de l'exposé ci-dessus, le bloc de construction selon l'invention permet à un ouvrier peu qualifié de monter sans erreur les différentes parties composant un hbâtiment et ce grâce aux reliefs et éléments de connexion des - 12 - blocs assurant un auto-alignement et un encastrement efficace. Des murs construits avec de tels blocs se révèlent solides et stables bien qu'aucun béton n'ait été employé. Cette absence d'utilisation de béton apparalt comme un grand avantage pour les chantiers car il ne devient plus nécessaire de stocker du aravier, des sacs de ciment et d'utiliser une machine bétonneuse.- Par aileurs, l'emploi d'un bloc unique pour toute la maconnerie d'un chantier permet au chef de chantier c d'optimiser ses ordres d'achat et de simplifier l'instruction à dispenser aux ouvriers. Enfin, il est manifeste qu'il plus avantageux pour le fabriquant de ne produire qu'un type de blocs à grande èchelle qu'une famille de blocs dont certains sont rarement utilises. 1'5 Enfln, le transport de ces blocs de l'usine au chantier est facilité du fait que ces blocs peuvent être montés sur des palettes d'une manière analogue au montage d'une colonne tel qu'illustré par la figure 5. De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce bloc dans le cadre de cette invention. - 13 - PEVENDICATTONS 1. Bloc de construction pour l'édification de parties de bâtiment par simple superposition comprenant sur sa face supérieure et inférieure des reliefs complémentaires et sur ses faces d'extrémité des éléments de connexion, reliefs, et é-léments assurant un alignement en trois dimensions des blocs les uns par rapport aux autres caractérisé en ce que les reliefs sur la face supérieure se présentent sous la forme de quatre projections (120) parallélépipédiques à base carrée situées au quatre angles de la face, de quatre projections (110) parral lelépipédiques dont la base rectangulaire équivaut & l'ad]onction longitudinalement de deux bases carrées de projection (120), lesquelles projections (110) sont situées au tiers et au deux tiers respectivement de chacun des.deux bords longitudinaux les reliefs sur la face inférieure se présentent sous la forme de cavités paral Jélépipédiques (115,125) complémentaires aux projections (110,120) de la face supérieure; et en ce que les éléments de connexion sur les faces d'extrémité se présentent sur une face sous la forme d'un tenon (200) vertical médian de section transversale carrée et sur l'autre face sous la forme d'une mortaise verticale médiane complémentaire. 2. Bloc de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que des conduits verticaux (300) sont ménagés dans le bloc au quart, à la moitié et aux trois- quarts de la longueur ainsi qu'à la jonction du tenon -14- P>Bloc de construction seo la revendicatin 1 ou 2, caractérisé enri ce que sa longueur est égale à neuf fois le caté (c) de la base carrée des projections d'ancle (120) et en ce que sa largeur est égale à trois S fois le côte (c), établissant de fait la valeur de l'intervalle (130) entre les projections (110,120) à la valeur du côté (c); et en ce que la section transversale carrée du tenon vertical médian (2-00) est égale à la base carrée dez. projections d'angle (120]. 4. Bloc de construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur des projections (110,120) est égale au côté (c) de la base carrée des projections d'angle (120). 5. Bloc de construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (h) telle que mesurée entre la face supérieure et la face inférieure du bloc est égale à trois fois le côté (c). 6. Bloc de construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le côté (c) de la base carrée des projections d'angle (120) a une valeur comprise entre 10 et 30 mm.