Brevet FR2656021A1 — publié le 19910621

"Panneaux de bardage modulaire pour structures planes ou courbes et procédé de montage DESCRIPTION La présente invention a pour objet des panneaux de bardage modulaire pour structures planes ou courbes et leur procédé de montage. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la construction de bâtiments. Une des applications principales de ' i l'invention est la construction de bâtiments de grande dimension et de grand volume intérieur tels que les hangars. les grands ateliers, les halles, les halls de montage ou d'essais, les bâtiments industriels. etc... On connait en effet différents types de construction de tels bâtiments, en fonction essentiellement du matériau choisi pour leur structure porteuse : à ce jour. trois grands types de structure existent, à savoir celles en béton. en acier et en bois. Les bâtiments réalisés tout en béton. ou tout en bois (la structure porteuse étant intégrée aux murs d'habillage) répondent à des besoins spécifiques d'utilisation et ne rentrent pas dans le domaine de la présente invention qui s'apparente plutôt à ceux en aciers dont la structure porteuse est presque toujours indépendante des murs d'habillage. En effet. le type de construction dans lequel se situe l'invention est celui des structures composées de toute ossature porteuse métallique, béton. bois ou autre, sur laquelle est rajouté un habillage ou bardage. isolant le volume intérieur à protéger de l'extérieur. Ce bardage est souvent réalisé en panneaux préfabriqués. de tout matériau, souvent du même type que la structure porteuse panneau métallique ondulé pour les structures en acier, panneau en bois cependant assez rare pour les grands bâtiments. panneau en ciment également ondulé ou plan pour les structures en béton. Ces panneaux sont fixés sur la structure par tout moyen d'accrochage et suivant le cas un isolant intérieur est rajouté. On peut citer dans ce domaine divers demandes de brevets tels que celui de Messieurs O. BUONO et A. BATISTE déposé le 26/01/1987 sous le nO FR 2610022 et intitulé "système constructif par cadres bois modulaires. formant structure. et leur procédé de montage" ; celui de Monsieur LASZLO Gyalay déposé le 11/10/1983 sous le nO FR 2553173 décrivant des panneaux composés de profilés tubulaires sur leur périphérie dont un côté comporte des cannelures et un autre des nervures afin de pouvoir emboçter un panneau dans l'autre par coulissement ; celui de Monsieur D.TESSIER déposé le 25/03/1983 sous le nO FR 2543195 et intitulé "panneaux modulaires de construction et dispositif d'assemblage" comportant des parements métalliques intérieurs et extérieurs séparés par une mousse de remplissage ; enfin on relève la demande de brevet FR 2603319 déposée le 02/03/1986 par Messieurs M. VETOIS et G. GAZALENS sur des "éléments de cloisons intérieures" en béton muni de rainures sur ses champs et pouvant servir de bardage. Tous ces systèmes de bardage sont soit assez lourds de mise en oeuvre, en particulier quand il s'agit de panneaux en béton, soit ne sont pas assez rigides surtout pour les panneaux métalliques : la plupart nécessitent un temps de montage assez long que ce soit avec des panneaux en bois ou métalliques. soit nécessitent une étanchéité, une isolation thermique et/ou sonique complémentaire, surtout pour les panneaux métalliques mais aussi en béton ; ils sont par ailleurs assez coûteux, ils sont souvent inesthétiques, et presque toujours adaptés à un seul type d'ossature ; en général, chaque panneau de bardage cumule au moins trois des inconvénients ci-dessus. De plus. ces divers panneaux de forme rectangulaire, ne se prêtent pas à une architecture de forme élaborée pour l'ensemble du bâtiment, et outre leur inesthétique propre. donne au bâtiment une allure assez austère. Et pourtant à ce jour, ce type de construction, à partir d'une ossature porteuse et résistante que l'on recouvre de bardage. est la plus adaptée à des nombreux projets dans lequel on recherche en particulier la rapidité de montage. la modularité, la démontabilité éventuelle. un coût raisonnable et un grand volume intérieur nécessitant des moyens de levage importants et fixes comme dans les bâtiments industriels. Le problème posé est de réaliser un bardage qui réponde aux critères du type de construction ci-dessus, mais qui permette aussi de réaliser des surfaces planes et courbes, soit d'un montage rapide, simple et adaptable à toute ossature. soit lui même isolant tout en restant assez léger pour la mise en oeuvre et soit esthétique en lui même. Une solution au problème posé est un panneau de bardage modulaire pour structures planes ou courbes, pouvant être fixé sur tout support connu d'une ossature primaire intégrée à la structure porteuse d'un bâtiment et définissant la forme géométrique de celui-ci : ce panneau est constitué d'un élément en caisson dont la forme de base est un polygone de au plus six côtés, ayant une peau extérieure étanche enveloppant ledit caisson et rejoignant la peau intérieure plane sur le pourtour de celui-ci pour former une lèvre. Une autre solution au problème posé est un procédé de montage des panneaux de bardage suivant la description ci-dessus tel que l'on glisse les lèvres de deux desdits panneaux adjacents entre les branches d'un rail profilé en "H" connu. Le résultat est de nouveaux panneaux de bardage modulaire pour structures planes ou courbes et un nouveau procédé de montage de ces dits panneaux. Ces panneaux et leur assemblage répondent en effet aux divers inconvénients cités précédemment dans les panneaux de bardage actuels en offrant des solutions nouvelles dans leur conception et dans leur montage. et qui comportent de nombreux avantages. Tout d'abord la forme de base qui peut être tout polygone tel qu'un triangle. un rectangle ou un hexagone permet de s'adapter et d'épouser différentes formes de bâtiments. même en surface arrondie, en modifiant le nombre d'éléments adjacents autour d'un même point et/ou en jouant sur les angles au sommet : les éléments en triangle permettent en plus de faire des pignons d'angle obliques ; il est donc possible d'épouser toute forme architecturale et d'offrir ainsi une bonne esthétique de bâtiment. Ensuite le montage de ces panneaux sur leur support et leur assemblage entre eux ne fait apparaître aucun perçage traversant toute l'épaisseur du panneau, garantissant en plus une bonne étanchéité et isolation. Par ailleurs, tous les panneaux sont préfabriqués et leur profilé d'assemblage prédécoupé. ce qui facilite et réduit le temps de montage avec un minimum d'outillage ; le démontage éventuel est également très facile puisqu'aucune pièce mécanique n'est exposée aux intempéries extérieures.De plus. la structure en caisson des panneaux assure d'une part une bonne rigidité de ceux-ci, qui peuvent être manutentionnés facilement et être même auto-porteurs si nécessaire, et d'autre part un volume d'isolation tant sonique que thermique ; ce volume peut être gardé vide, de toute profondeur voulue et suffisante pour assurer sa rigidité, suivant la spécification demandée, ou être remplie d'une matière isolante. L'utilisation de matériel composite pour les peaux de caisson permet d'obtenir des éléments très légers tout en restant rigides, de peu d'entretien. de réalisation facile et de court réduit. Enfin, cette forme en caisson séparé par des profilés. donne une esthétique propre avec lequel l'architecte du bâtiment peut jouer en plus de la forme générale de celui-ci.Les problèmes thermiques que peuvent soulever les lèvres et les profils de jonction peuvent être pratiquement supprimés par l'incorporation de matériau isolant entre les lèvres et la combinaison de joints et éventuellement le rajout d'un couvre joint intérieur pour limiter les ponts thermiques : de toute façon la surface extérieure exposée des lèvres et de ces profilés est faible en rapport à celles des panneaux (quelques centimètres de large pour des éléments de quatre mètres de côté par exemple). et elle est située en retrait par rapport à la peau extérieure des caissons qui la protègent donc partiellement. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour un démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description. les dessins et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention. mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles à partir des revendications qui précisent la portée et l'étendue de cette invention. en particulier en changeant la forme de base des éléments de panneaux. La figure 1 est une vue en coupe de deux éléments adjacents. La figure 2 est une vue de face extérieure d'un morceau de façade. La figure 3 est un détail d'assemblage. La figure 1 est une vue en coupe partielle, par exemple suivant le plan AA de la figure 2, chaque élément 1.3 est en for-me de caisson 10 constitué d'une peau extérieure 9 étanche enveloppant le volume du caisson 10 et d'une peau intérieure 11 plane : ces deux peaux se rejoignent sur le pourtour du caisson pour former une lèvre 12 situé dans le plan de la peau intérieure, et qui est constituée soit des épaisseurs des seules dites peaux comme sur le panneau 3, soit en plus de celle-ci d'une épaisseur 27 de matériau intercalé comme sur le panneau 1. Ces peaux peuvent être en stratifié polyester. constitué de résine armée par exemple de fibre de verre. ou en composite autre, ou en métal léger. De préférence elles seront en stratifié polyester moulées et soudées ou collées, entre elles directement ou avec un matériau isolant intercalé, à leur périphérie. Pour la rigidifier et pour en améliorer l'apparence si cela est souhaité, la peau extérieure 9 peut comporter des nervures apparentes et/ou les cornières intérieures. La peau intérieure 11 peut être également ajourée de telle façon que ledit caisson 10 alors vide se comporte en piège à sons et améliore l'acoustique du bâtiment : on sait en effet que les grands volumes ont tendance à résonner et l'écho est souvent pénible pour le personnel qui y séjourne. Dans une autre version la peau 11 intérieure peut être fermée et comporter si nécessaire des nervures pour améliorer l'absorption acoustique ; ledit caisson 10 peut alors être rempli d'un matériau isolant 16 qui a essentiellement une fonction d'isolant thermique mais qui absorbe aussi les vibrations sonores : ce matériau 16 peut être de la laine de roche ou du polyuréthanne par exemple ; ce dernier permet également de rigidifier les peaux et donc encore plus les caissons il peut servir de moule pour la peau extérieure ou être collé à l'intérieur de celle-ci après son moulage. Pour limiter les ponts thermiques au niveau des lèvres 12, ce matériau isolant 16 peut être pris en sandwich 27 dans celle-ci entre la peau intérieure 11 et la peau extérieure 9. Pour fixer lesdits caissons à l'ossature interne du bâtiment, la peau intérieure 11 comporte et reçoit des pièces de fixation 13, 14, 15 permettant son assemblage par tout moyen connu sur un support 8 de cette ossature. Ce support 8 peut être par exemple une lisse horizontale et il n'est pas nécessaire suivant les dimensions et la rigidité des panneaux 1 que chacun de ceux-ci soient fixés : cette fixation peut être assurée par un renfort 13 doublant la peau intérieure 11 et dans lequel est vissée par l'intérieur toute vis 23 connue adaptée ; à la place du renfort il peut être prévu des inserts noyés dans le caisson. Une autre possibilité de fixation est une patte en cornière 14 préfixée sur le caisson et venant s'appuyer sur le support 8 et si nécessaire pour rattraper des jeux et des écarts éventuels entre deux supports, des cales ou entretoises 15 peuvent être intercalées entre le support et la surface intérieure de l'élément. Pour assembler deux éléments adjacents entre eux sans perçage. tout en assurant une bonne étanchéité et continuité, on glisse les lèvres 12 de deux panneaux 1 et 3 adjacents entre les branches d'un rail profilé 2 en nH" de tout type connu : on prend par exemple un profilé aluminium dont la largeur et la profondeur est suffisante pour guider les lèvres panneaux avec ou sans isolant intercalaire et recevoir les joints d'étanchéité : ce profilé peut être un standard du commerce, ou signécessaire réalisé à la demande.. On dispose dans les fonds du "H" des cales 17 et aux bords de chaque branche du profilé. des joints d'étanchéité 18 ; entre les cales 17 et les joints 18 des bords, on intercale des fonds de joints 19. Ces montages et ces joints sont conformes aux normes de construction dudit bâtiment. Par ailleurs, pour évacuer l'eau, on perce les profilés "H" à la base du fond du profilé 2 tourné vers le haut et à travers la branche extérieure, pour obtenir des orifices 20 de drainage de l'eau. En option. pour recueillir les eaux de condensation interne et limiter si nécessaire l'effet de ponts thermiques des lèvres et des profilés, on fixe sur la peau intérieure 11. des panneaux 3 situés sous lesdits profilés 2. des cornières 21 recouvrant ledit profilé et on perce la lèvre 12 dudit panneau à la base de la cornière pour obtenir également des orifices 20 de drainage de l'eau. Ainsi l'eau de condensation peut s'écouler à l'extérieur par lesdits orifices ainsi percés, et on peut garnir la gouttière ainsi réalisée entre ladite cornière 21 et le profilé 2, de matériau isolant que l'on puisse enlever par la suite pour la démontabilité et/ou l'entretien. Cette fixation par profilé en cornière entre deux panneaux adjacents non fixés ainsi entre eux. permet également le jeu des dilatations thermiques. Ce procédé de montage par profilés en "H" peut être éventuellement utilisé pour tout autre type de panneaux comportant une lèvre uniforme sur toute leur périphérie. La figure 2 est une vue de face extérieure d'un morceau de façade en cours de montage et permettant de visualiser les différentes phases du procédé de montage à partir des éléments décrits dans la figure 1. essentiellement des panneaux 1. 3. 5 et 7 représentés ici à titre d'exemple de forme triangulaire et des profilés 22, 2, 4 et 6 séparant lesdits panneaux. les maintenant en place et assurant l'étanchéité. On pose dans cette exemple une première série horizontale de panneaux 1 de forme triangulaire dans une première lisse 19 faisant rail inférieur, on glisse sur les côtés obliques desdits panneaux 1 des profilés 2 en "H" coupés en double biseau à leurs extrémités. on insère une deuxième série de panneaux 3 inversés par rapport aux premiers dans les autres branches desdits profilés 2, on pose un autre profilé 4 en "H" horizontal à cheval sur toute la longueur des côtés des panneaux 3 et on recommence l'opération pour une deuxième rangée de panneaux 5 et 7 séparés par des profilés 6 obliques en "H". Pour suivre des courbes de surface et des angles entre deux surfaces. il suffit de réaliser des cornières raportées ou faisant partie des panneaux d'angle par pliure par exemple des lèvres, ou autres pièces d'angle et de liaison. Si ces dernières sont en forme de "H", les branches opposées sont pliées et forment l'angle voulu. Suivant le cas, il faut alors réduire éventuellement les angles au sommet des panneaux pour que les angles volumiques ainsi constitués à chaque jonction de plus de trois panneaux, soient remplis de panneaux adjacents et forme une surface continue. Quand il s'agit d'un angle entre deux surfaces tel qu'un pignon. l'angle formé par ladite pièce d'angle et de liaison est égale à celui entre les deux dites surfaces. Quand il s'agit de suivre une surface courbe, l'angle formé par ladite pièce de liaison est tel que deux panneaux adjacents sont tangents à la surface courbe recherchée. Les panneaux employés , sauf s'il s'agit d'éléments triangulaires disposés le long d'une arête formée justement par leurs côtés. ne seront pas standards en ce cas comme pour les surfaces planes et constituent des panneaux singuliers. Il est possible également au lieu d'utiliser des panneaux triangulaires, de constituer des surfaces avec des panneaux rectangulaires ou hexagonaux représentant en fait en surface quatre ou six panneaux triangulaires. Les supports 8 tels que décrits dans la figure 1. sur lesquels sont fixés les panneaux 1, 3, 5 et 7 peuvent être des lisses horizontales fixées elles même sur des piliers verticaux 24 ou des murs, qui peuvent être en béton, acier ou bois : la fixation entre ces divers éléments et les panneaux peut être assurée par vissage. dans lequel les trous sont réalisés plus larges que le diamètre des vis et boulons pour garder une libre dilatation des panneaux. Certains panneaux. selon le cas, sont découpés pour recevoir des incorporations de menuiserie connue. telles que des fenêtres 25 et 26 fixes ou ouvrantes, pour laisser rentrer par exemple de la lumière dans le bâtiment. Ces menuiseries peuvent être de tout type connu et sont montées dans les ouvertures des panneaux par des profilés venant à cheval sur l'épaisseur de celui-ci. Le bardage suivant l'invention peut être adapté à des constructions neuves mais aussi à des habillages de bâtiments existants. La figure 3 est une vue du détail B de la figure 2 dans lequel on retrouve les panneaux 1 et 3 de la première rangée, séparés entre eux par des profilés 2 en "H" coupés en double biseaux et onglets à leur extrémité 28 et séparés de la deuxième rangée de panneaux 5 et 7 par un profilé continu 4 à cheval sur toute la longueur des côtés des panneaux inférieurs 3 et supérieurs 5. L'ordre de pose en ce cas est alors de mettre en place les panneaux 1. puis les profilés 2. des panneaux 3 et le profilé 4. et ainsi de suite. Dans le cas de panneaux rectangulaires, cet ordre de pose rangée par rangée est le même. mais à l'intérieur d'une rangée les panneaux sont alors posés directement cote à cote successivement. Dans le cas de panneaux hexagonaux, il n'y a pas de profilé continu 4, mais uniquement des profilés obliques verticaux ou horizontaux 2. de longueurs égales à celles des côtés des éléments qui sont montés en quinconce les uns par rapport aux autres. Du fait de la symétrie nécessaire pour faciliter le montage de ces panneaux en surface plane, les trois formes de panneaux préférentiels sont le triangle (cinq ou six panneaux autour d'un point). le rectangle ou le carré (quatre panneaux autour d'un point), et l'hexagone (trois panneaux autour d'un point). REVENDICATIONS 1. Panneau de bardage modulaire pour structure planes ou courbes pouvant être fixé sur tout support (8) connu d'une ossature primaire intégrée à la structure porteuse d'un bâtiment et définissant la forme géométrique de celui-ci, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément (1) en caisson (10) dont la forme de base est un polygone de au plus six côtés, ayant une peau extérieure (9) étanche enveloppant ledit caisson (10) et rejoignant la peau intérieure (11) plane sur le pourtour de celui-ci pour former une lèvre (12). 2. Panneau de bardage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la peau intérieure (11) comporte et reçoit des pièces de fixation (13. 14, 15) permettant son assemblage sur ledit support (8). 3. Panneau de bardage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la peau intérieure (11) est ajourée de telle façon que ledit caisson (10) constitue un piège à son. 4. Panneau de bardage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ledit caisson (10) est rempli d'un matériau isolant (16). 5. Panneau de bardage suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ledit matériau isolant (16) est pris en sandwich (27) dans la lèvre (12) entre les deux peaux intérieure et extérieure. 6. Procédé de montage de panneaux de bardage comportant une lèvre (12) uniforme sur toute leur périphérie. caractérisé en ce que l'on glisse lesdites lèvres (12) de deux panneaux (1) adjacents entre les branches d'un rail profilé (2) en "Hn connu. 7. Procédé de montage suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'on dispose dans les fonds du nH" des cales (17) et aux bords de chaque branche du profilé. des joints d'étanchéité (18. 19) conforme aux normes de construction dudit bâtiment. 8. Procédé de montage suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce qu'on perce les profilés "Hn à la base du fond du profilé tourné (2) vers le haut et à travers la branche extérieure. pour obtenir des orifices (20) de drainage de l'eau. 9. Procédé de montage suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que l'on fixe sur la peau intérieure (11) des panneaux (3) situés sous lesdits profilés (2) des cornières (21) recouvrant ledit profilé et on perce la lèvre (12) dudit panneau à la base de la cornière. 10. Procédé de montage de panneaux de forme triangulaire et suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce qu'on pose une première rangée horizontale de panneaux (1) dans une première lisse (19) faisant rail inférieur. on glisse sur les côtés obliques desdits panneaux (1) des profilés (2) en "H" coupés en double biseau à leurs extrémités, on insère une double série de panneaux (3) inversés par rapport aux premiers dans les autres branches desdits profilés (2). on pose un autre profilé (4) en "H" horizontal à cheval sur toute la longueur des côtés des panneaux (3) et on recommence l'opération pour une deuxième rangée de panneaux (5 et 7) séparés par des profilés (6) obliques en "H".