Brevet FR2667096A1 — publié le 19920327

La présente invention concerne une structure de revêtement extérieur d'un bâtiment destinée à être mise en oeuvre sur des supports plans verticaux en maçonnerie ou en béton, neufs ou en cours de réhabilitation, qu'ils soient aveugles ou percés de baies, situés en étage ou en rez de chaussée protégé, sans toutefois que ces applications préférées soient limitatives. L'invention a pour but de remédier aux problèmes rencontrés parfois lors de réhabilitation de bâtiments très endommagés et nécessitant des investissements importants de remise en état des façades ou encore elle permet, dans le cas de bâtiments neufs, d'en augmenter la durabilité du gros oeuvre et d'obtenir une finition à la fois esthétique et économique. A cet effet l'invention concerne une structure de revêtement extérieur d'un bâtiment caractérisée en ce qu'elle comporte des modules préfabriqués intégrant une poche composite à rapporter en façade et des moyens de fixation mécaniques pour les assembler entre eux directement sur le bâtiment. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait de ne nécessiter aucune préparation préalable du bâtiment. De plus, elle permet de limiter de façon importante les déperditions thermiques par les jonctions entre façades et refends ou planchers à bandeau ou non saillants, afin de satisfaire à la réglementation applicable aux constructions neuves ou réhabilitées. La peau composite rapportée selon l'invention ne participe pas aux fonctions de transmissions des charges, de 2 - contre-ventement, de résistance aux chocs de sécurité qui incombent à l'ouvrage qui le supporte Bien entendu, elle devra avantageusement résister à des expositions au vent correspondant à des dépressions sous vent normal de valeur maximale définie par le cahier des charges. La peau composite rapportée sur l'ouvrage est cependant convenablement fixée avec la structure de l'invention A cet effet et selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de fixation mécaniques sont constitués par des organes d'accrochage et de verrouillage en position des modules, préalablement ancrés sur le bâtiment et aptes à coopérer avec au moins une partie d'extrémité supérieure et/ou inférieure desdits modules par l'intermédiaire de lumières traversées par les organes d'accrochage lors du montage desdits modules, lesquels sont verrouillés dans une position d'attente de fixation définitive. Pour une meilleure rapidité d'exécution et selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'accrochage et de verrouillage ancrés sur le bâtiment, préalablement aux modules, sont positionnés par l'intermédiaire d'un gabarit. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'accrochage et de verrouillage des modules sont constitués par une cheville expansive filetée introduite dans un logement adéquat préalablement ménagé dans la paroi du bâtiment et dans laquelle est vissée en attente une vis à tête large dont ladite tête traverse au montage une partie élargie d'une lumière oblongue du module et dont le corps fileté coulisse, par un mouvement de translation verticale vers le bas donné audit module, dans une partie rétrécie de ladite lumière au fond de laquelle il prend appui en attente de vissage définitif, provoquant le serrage de la tête contre la zone périphérique frontale de la partie rétrécie de la lumière du module lui-même en appui contre la paroi du bâtiment. Selon une variante de réalisation, les organes d'accrochage et de verrouillage des modules sont constitués par une cheville formée par une tige fixée dans la paroi du bâtiment et comportant une extrémité libre filetée formant vis obtenue de matière avec la tige et sur laquelle est vissé en attente un écrou à tête large traversant au montage une partie élargie d'une lumière oblongue du module, ladite vis coulissant, par un mouvement de translation verticale vers le bas donné audit module, dans une partie rétrécie de ladite lumière au fond de laquelle il prend appui en attente de vissage définitif de l'écrou, provoquant le serrage de la tête de celui-ci contre la zone périphérique frontale de la partie rétrécie de la lumière du module, lui- même en appui contre la paroi du bâtiment. Dans ces deux exemples de réalisation le rôle des chevilles est primordial En effet, la résistance admissible de la structure est fonction de la résistance à l'arrachement desdites chevilles Celles-ci doivent être choisies compte tenu des conditions d'exposition au vent et leur résistance à l'arrachement dans le support considéré. Ainsi chaque cheville doit de préférence pouvoir transmettre une charge égale au double de celle appliquée à la fixation correspondante et résultant de l'action en dépression du vent extrême. Dans le cas de supports en béton plein de granulats courants, la charge admissible des chevilles sera celle certifiée ou figurant au cahier des charges d'emploi les concernant. Dans le cas de supports en maçonnerie d'éléments neufs ou anciens, la charge admissible des chevilles sera déterminée de toute façon par une reconnaissance préalable du support considéré. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'accrochage et de verrouillage coopèrent avec des lumières oblongues ménagées à la fois aux parties d'extrémités supérieure et inférieure du module. Dans ce cas, l'accrochage du module se fera simultanément par tous les points d'ancrage existants. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'accrochage et de verrouillage coopèrent avec des lumières oblongues ménagées à la partie d'extrémité inférieure du module, la partie d'extrémité supérieure de celui-ci étant fixée par des vis se vissant dans des chevilles introduites dans des trous réalisés par perçage simultané de ladite extrémité du module en attente et de la paroi du bâtiment. Selon une autre caractéristique de l'invention les bords latéraux de deux modules adjacents sont raccordés entre eux par recouvrement par l'intermédiaire de profilés préalablement fixés sur les parois du bâtiment et jointoyés par un mastic élastomère. Selon une autre caractéristique de l'invention, les modules sont obtenus par moulage de résine dans laquelle est incorporé un feuillard métallique de renforcement, avantageu- sement galvanisé, sur toutes les zones d'extrémité servant à la fixation. Selon un exemple de réalisation, la résine composant les modules est une résine de polyester thixotropique sur trame armée de mats de verre avec finition par gel isophtalique projeté en fond de moule pour l'obtention d'une surface lisse et sans bullage Une résine de polyester appropriée est connue sous la désignation commerciale Synolite. Une telle matière utilisée pour la fabrication des modules ne fait pas obstacle au respect des prescriptions réglementaires notamment concernant son classement de réaction au feu. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moulage des modules ainsi que les moyens de fixation et de raccordement pour leur mise en oeuvre, sont aptes à assurer l'isolation thermique et phonique du bâtiment. En ce qui concerne l'étanchéité de l'air, elle incombe à la paroi support; quant à l'étanchéité à l'eau elle est -5- assurée de façon satisfaisante en partie courante par la faible largeur des joints des éléments entre eux et des profilés qui les raccordent. Selon une autre caractéristique de l'invention, un matériau isolant est interposé entre les parois du bâtiment et la peau composite rapportée pour assurer une isolation complémentaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau isolant est ventilé par une lame d'air subsistant entre ledit isolant et les modules de la structure. Selon une autre caractéristique de l'invention, la ventilation de la lame d'air est assurée de manière continue par des fentes espacées, en parties basse et haute des modules. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'isolation complémentaire est assurée par des plaques de polystyrène expansé. Selon une variante de réalisation l'isolation complémentaire est assurée par des panneaux de laine minérale. Les matériaux utilisés pour l'isolation complémentaire ne font pas non plus obstacle au respect des prescriptions réglementaires notamment concernant son classement de réaction au feu. Une telle structure selon l'invention se pose sans difficulté particulière, moyennant une reconnaissance préalable du support, un calepinage des éléments et profilés complémentaires et le respect des conditions de pose prescrit par le cahier des charges. En ce qui concerne l'entretien, seul est normalement prévu un éventuel lavage Par ailleurs, la sensibilité aux chocs de petits corps durs, du moins à basse température, laquelle fragilise le polyester, n'est pas gênante dans la mesure o la peau composite est peu exposée dans les emplois préférentiels retenus, à savoir en étage et en rez de chaussée protégé. La description qui va suivre donnée à titre d'exemple fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Elle est effectuée en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle d'une façade d'un bâtiment habillé d'une structure de revêtement extérieur selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne II II de la figure 1; la figure 3 est ne vue à échelle agrandie du détail A de la figure 2 à une échelle agrandie; la figure 4 est une vue en coupe à échelle agrandie sur la ligne IV IV de la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne V V de la figure 1; la figure 6 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne VI VI de la figure 1; la figure 7 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne VII VII de la figure 1; la figure 8 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie d'extrémité inférieure d'un module composant la structure, comme visible par exemple sur la figure 6, montrant les organes de fixation selon l'invention; la figure 9 est une vue frontale selon la figure 8; la figure 10 est une vue en perspective d'un acrotère protégé par un module rapporté faisant partie de la structure selon l'invention; les figures 11 et 12 sont des vues de détail à échelle agrandie selon la figure 10. Le bâtiment 1 représenté partiellement sur la figure 1 est habillé d'une structure de revêtement extérieur 2 constituant un bardage qui, suivant l'invention comporte une peau composite rapportée en façade sous la forme de modules préfabriqués 3 assemblés entre eux directement sur le bâtiment 1 par des moyens de fixation mécaniques. -7- La figure 1 ne montre qu'une portion du bâtiment 1 sur laquelle n'apparaissent que des fenêtres 4 mais bien entendu il peut être percé de toutes baies ou ouvertures sur tous supports plans verticaux situés en étage ou en rez de chaussée protégé. Les modules préfabriqués 3 sont obtenus de moulage de résine synolite polyester thixotropique sur trame armée de mat de verre 800 g/m 2 avec finition par revêtement gélifié isophtalique projeté en fond de moule Dans la résine est incorporé en cours de moulage un feuillard métallique galvanisé de renforcement 5, sur toutes les zones d'extrémité servant à la fixation desdits modules 3 Ceux-ci ainsi réalisés ont une surface extérieure lisse et sans bullage La face intérieure cachée revêt un aspect "peau d'orange". Les modules 3 constituant le bardage sont préférentiellement moulés en polyester 30/10 e et mis en oeuvre par fixations avec chevilles spéciales au gros oeuvre. Des essais de comportement au feu ont été réalisés avec une résine connue sous la désignation commerciale "Synolite 13355 " spécialement étudiée pour obtenir le classement optimum au test à l'épiradiateur défini dans l'arrêté ministériel du 4 juin 1973 identique à la norme NFP 92501. Le classement Ml (non inflammable) au test à l'épiradiateur a été déterminé par un laboratoire officiel sur des éprouvettes de stratifié préparées en atelier selon la composition et d'après le mode opératoire suivant Dimensions 30 x 40 cm Epaisseur 4,5 mm Renfort 5 mats de type commercial M 902-OCF 450 g/m 2 Taux de verre 30 % Catalyse résine SYNOLITE 13355 100 Octoate de cobalt à 6 % 0, 30 Peroxyde de méthyléthylcétone à 50 % 0,70 Stratifié stabilisé à 8 jours à température ambiante. _ o _ Les moyens de fixation mécaniques des modules sont constitués par des organes d'accrochage et de verrouillage 6 (figures 6, 8 et 9) préalablement ancrés sur le bâtiment 1 et aptes à coopérer avec lesdits modules 3 par l'intermédiaire de lumières 7 qui y sont pratiquées et qui sont traversées par les organes d'accrochage et de verrouillage 6 lors du montage desdits modules 3, lesquels sont verrouillés dans une position d'attente de fixation définitive. Les organes 6 d'accrochage et de verrouillage, ancrés sur le bâtiment 1 préalablement aux modules 3, sont positionnés par l'intermédiaire d'un gabarit définissant essentiellement les entraxes. Selon un exemple de réalisation, les organes 6 d'accrochage et de verrouillage des modules 3 sont constitués par une cheville expansive filetée 8 introduite dans un logement adéquat préalablement ménagé dans la paroi du bâtiment 1 et dans laquelle est vissée en attente une vis 9 à tête large 10 dont ladite tête 10 traverse au montage une partie élargie 11 d'une lumière 7 oblongue du module 3 et dont le corps fileté 12 coulisse, par un mouvement de translation verticale vers le bas donné audit module 3, dans une partie rétrécie 13 de ladite lumière 7 au fond 7 a de laquelle il prend appui en attente de vissage définitif, provoquant le serrage de la tête 10 contre la zone périphérique frontale de la partie rétrécie 13 de la lumière 7 du module 3 lui-même en appui contre la paroi du bâtiment 1. Selon un autre exemple de réalisation, des moyens de fixation (non représentés) ceux-ci diffèrent essentiellement des précédents en ce que la cheville est formée par une tige fixée dans la paroi du bâtiment 1 et comporte une extrémité libre formant vis obtenue de matière avec la tige et sur laquelle est vissé en attente un écrou à tête large traversant au montage la lumière 7 oblongue du module 3 Il peut être imaginé que les organes 6 d'accrochage et de verrouillage coopèrent avec des lumières 7 oblongues ménagées aux parties d'extrémité supérieure 3 a et inférieure 3 b d'un module 3 A (figure 6) constituant un panneau de façade, mais selon un mode de réalisation préféré, la fixation d'une extrémité supérieure 3 a des modules 3 A est assurée par des vis 14 se vissant dans des chevilles 15 introduites dans des trous correspondants, réalisés par perçage simultané de ladite extrémité 3 a du module 3 A en attente, et de la paroi du bâtiment 1. Dans ce cas, l'extrémité inférieure 3 b est donc d'abord engagée sur les organes 6 d'accrochage et de verrouillage par une présentation frontale du module 3 A puis par une translation verticale vers le bas Le module 3 A ainsi mis en attente est ensuite fixé à sa partie supérieure 3 a par fixation par vis 14 et chevilles 15, puis les vis 9 des organes 6 d'accrochage et de verrouillage traversant la partie d'extrémité inférieure 3 b sont bloquées définitivement par vissage des vis 9. D'autres modules spécifiques peuvent participer à constituer une structure de bardage selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent la mise en oeuvre d'un module 3 B habillant les allèges du bâtiment 1, sous les fenêtres 4, et constitué par une coque moulée comme décrit précédemment. La fixation des modules d'allèges 3 B sont les seuls modules fixés en chevrons 16, traités et fixés sur des équerres galvanisées 17 par des vis 19 elles-mêmes fixées au bâtiment par des vis 18 Ces modules 3 B en forme de coque en polyester sont réalisés avec des fentes 20 espacées en parties basse et haute afin de permettre une ventilation continue d'une lame d'air 21 subsistant à l'intérieur des modules 3 B. Les figures 4 et 5 représentent la mise en oeuvre des modules 3 C constituant des tableaux aux fenêtres 4 sur les tapées des menuiseries existantes, auxquelles ils sont vissés par des vis à tête en matière plastique et dont le pourtour est traité par du mastic élastomère. j 10 - La figure 2 montre également des modules 3 D et 3 E constituant respectivement des voussures et des appuis aux fenêtres 4 adjacents aux tableaux 3 C pour constituer le tour des fenêtres 4. De la même manière que lesdits tableaux 3 C les modules 3 D et 3 E constituant les voussures et appuis sont vissés par des vis (non représentées) à tête en matière plastique et dont le pourtour est traité par du mastic élastomère. Comme le montrent les figures 4, 5 et 7, les bords latéraux de deux modules adjacents par exemple, modules de façade et de tableau 3 A, 3 C (figures 4 et 5) ou modules d'allège et de façade 3 B, 3 A (figure 7) sont raccordés entre eux par recouvrement par l'intermédiaire de profilés 22 en U préalablement fixés sur les parois du bâtiment 1 par des vis 23 et jointoyés par un mastic élastomère 24. Les figures 10, 11 et 12 représentent des modules d'acrotère 3 E habillant le sommet du bâtiment Ils sont fixés d'une part par des vis de fixation 25 de manière identique à celle des parties supérieures 3 a des modules de façade 3 A décrite précédemment et d'autre part à leur partie inférieure par des éléments de verrouillage 26 fixés sur le bâtiment 1 par vis 27 et pénétrant dans la grande branche horizontale 28 a d'une manière en T, 28, et se verrouillant par coulissement vertical dans la petite branche verticale 28 b. Comme le montre la figure 12, les modules 3 F sont raccordés entre eux par recouvrement par l'intermédiaire de parties profilées complémentaires 29 et 30 de deux modules consécutifs 3 F, jointoyés par un mastic élastomère 31, l'un des deux profilés formant un U. Le matériau utilisé pour le moulage des modules 3 A, 3 B, 3 C, 3 D, 3 E, 3 F ainsi que les moyens de fixation et de raccordement pour leur mise en oeuvre sont aptes à assurer l'isolation thermique et phonique du bâtiment 1, mais une isolation complémentaire 32 est obtenue en interposant entre les parois du bâtiment 1 et lesdits modules un matériau il - isolant plaqué contre ledit bâtiment 1 laissant subsister ainsi le vide d'air 21 évoqué ci-dessus. Un tel matériau isolant 32 est constitué par des plaques de polystyrène expansé ou de laine minérale. Ces isolants ont une épaisseur variant de 60 mm à mm. D'une manière générale, le comportement aux essais de charge statique horizontale en service (appui d'échelle par exemple) est satisfaisant. Eléments de calcul thermique: le calcul du coefficient de transmission global s'effectue selon les "Règles Th-K 77 " des Documents Techniques Unifiés (DTU, mise à jour d'octobre 1985, Cahier du Centre Technique du Bâtiment 2032) à partir des valeurs K du coefficient moyen en partie courante, données par la formule suivante K = 1 1 + Rp + 0,05 Ko o Ko:Coefficient moyen en partie courante du mur avant revêtement. Rp:Résistance thermique de l'ensemble "isolant + peau composite" et dont la valeur est donnée ci-après selon les cas de pose. 0,05: Augmentation de la résistance d'échanges superficiels due à la lame d'air ventilée. Cas o l'isolant passe (sans être écrasé) derrière les chevrons: Ro = R (en allège seulement) R étant la résistance thermique de l'isolant. CONDUCTIVITE THERMIQUE DE L'ISOLANT en W/m O C de 0,025 de 0,035 de 0,045 de 0,055 à 0,034 à 0,044 à 0,054 à 0,065 0,72 0,78 0,82 0,86 REVENDICATIONS 1 Structure de revêtement extérieur d'un bâtiment ( 1) caractérisée en ce qu'elle comporte des modules préfabriqués ( 3) intégrant une poche composite à rapporter en façade et des moyens de fixation mécaniques pour les assembler entre eux directement sur le bâtiment. 2 Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens de fixation mécaniques sont constitués par des organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage en position des modules ( 3), préalablement ancrés sur le bâtiment ( 1) et aptes à coopérer avec au moins une partie d'extrémité supérieure et/ou inférieure desdits modules ( 3) par l'intermédiaire de lumières ( 7) traversées par les organes d'accrochage ( 6) lors du montage desdits modules ( 3), lesquels sont verrouillés dans une position d'attente de fixation définitive. 3 Structure selon la revendication 2 caractérisée en ce que les organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage ancrés sur le bâtiment ( 1), préalablement aux modules ( 3), sont positionnés par l'intermédiaire d'un gabarit. 4 Structure selon la revendication 2 caractérisée en ce que les organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage des modules ( 3) sont constitués par une cheville expansive filetée ( 8) introduite dans un logement adéquat préalablement ménagé dans la paroi du bâtiment ( 1) et dans laquelle est vissée en attente une vis ( 9) à tête large ( 10) dont ladite tête ( 10) traverse au montage une partie élargie ( 11) d'une lumière ( 7) oblongue du module ( 3) et dont le corps fileté ( 12) coulisse, par un mouvement de translation verticale vers le bas donné audit module ( 3), dans une partie rétrécie ( 13) de ladite lumière ( 7) au fond ( 7 a) de laquelle il prend appui en attente de vissage définitif, provoquant le serrage de la tête ( 10) contre la zone périphérique frontale de la partie rétrécie ( 13) de la lumière ( 7) du module ( 3) lui-même en appui contre la paroi du bâtiment ( 1). 5 Structure selon la revendication 2 caractérisée en ce que les organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage des modules ( 3) sont constitués par une cheville formée par une tige fixée dans la paroi du bâtiment ( 1) et comportant une extrémité libre filetée formant vis obtenue de matière avec la tige et sur laquelle est vissé en attente un écrou à tête large traversant au montage une partie élargie ( 11) d'une lumière ( 7) oblongue du module ( 3), ladite vis coulissant, par un mouvement de translation verticale vers le bas donné audit module ( 3) dans une partie rétrécie ( 13) de ladite lumière ( 7) au fond ( 7 a) de laquelle il prend appui en attente de vissage définitif de l'écrou, provoquant le serrage de la tête de celui-ci contre la zone périphérique frontale de la partie rétrécie ( 13) de la lumière ( 7) du module ( 3), lui-même en appui contre la paroi du bâtiment ( 1). 6 Structure selon les revendications 4 ou 5 caractérisée en ce que les organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage coopèrent avec des lumières ( 7) oblongues ménagées à la fois aux parties d'extrémités supérieure ( 3 a) et inférieure ( 3 b) du module ( 3). 7 Structure selon les revendications 4 ou 5 caractérisée en ce que les organes ( 6) d'accrochage et de verrouillage coopèrent avec des lumières ( 7) oblongues ménagées à la partie d'extrémité inférieure ( 3 b) du module ( 3), la partie d'extrémité supérieure ( 3 a) de celui-ci étant fixée par des vis ( 14) se vissant dans des chevilles ( 15) introduites dans des trous réalisés par perçage simultané de ladite extrémité ( 3 a) du module ( 3) en attente et de la paroi du bâtiment ( 1). 8 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les bords latéraux des deux modules adjacents ( 3) sont raccordés entre eux par recouvrement par l'intermédiaire de profilés ( 22) préalablement fixés sur les parois du bâtiment ( 1) et jointoyés par un mastic élastomère ( 24). 9 Structure selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les modules ( 3) sont obtenus par moulage de résine dans laquelle est incorporé un feuillard métallique ( 5) de renforcement, de préférence galvanisé, sur toutes les zones d'extrémité servant à la fixation. Structure selon la revendication 9 caractérisée en ce que la résine composant les modules ( 3) est une résine de polyester thixotropique sur trame armée de mats de verre avec finition par gel isophtalique projeté en fond de moule pour l'obtention d'une surface lisse et sans bullage. 11 Structure selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le matériau utilisé pour le moulage des modules ( 3) ainsi que les moyens de fixation et de raccordement pour leur mise en oeuvre, sont aptes à assurer l'isolation thermique et phonique du bâtiment ( 1). 12 Structure selon la revendication 11 caractérisée en ce qu'un matériau isolant ( 32) est interposé entre les parois du bâtiment ( 1) et la peau composite rapportée pour assurer une isolation complémentaire, ledit matériau isolant étant notamment constitué de plaques de polystyrène expansé ou de panneaux de laine minérale. 13 Structure selon la revendication 12 caractérisée en ce que le matériau isolant ( 32) est ventilé par une lame d'air ( 21) subsistant entre ledit isolant et lesdits modules ( 3). 14 Structure selon la revendication 13 caractérisée en ce que la ventilation de la lame d'air ( 21) est assurée de manière continue par des fentes ( 20) espacées, en parties basse et haute des modules ( 3).