Brevet FR2662456A1 — publié le 19911129

Cellule d'habitation La présente invention a pour objet une cellule d'habitation polyédrique à base polygonale. Il existe de nombreuses situations dans lesquelles il est souhaitable de pouvoir disposer de cellules d'habitation modulaires entièrement démontables et pouvant être montées facilement et rapidement, par un personnel non spécialisé, tout en apportant aux utilisateurs un minimum de confort parmi ces situations, on peut, à titre d'exemple, citer des centres d'hébergement destinés à des populations atteintes par des catastrophes naturelles (tremblements de terre, inondations, incendies des camps militaires, des camps et villages de vacances et de loisirs, des villages pour stations expérimentales, des gîtes ruraux, des logements d'appoint pour entreprises ... Dans tous les cas, les cellules d'habitation doivent, en outre, être legères et faciles à transporter, le cas échéant, par héliportage ou hélitreuillage (notamment pour des implantations dans des sites difficiles tels que pour la constitution de refuges de montage), pouvoir etre implantées dans des terrains divers, même du remblais, tout en ayant des dimensions permettant de respecter au maximum la végétation croissant sur le site (palmeraies, bocages, futaies, parcs, forêts, vergers ...) et avoir une esthétique satisfaisante non nuisible pour l'environnement. Bien entendu, de telles cellules d'habitation doivent parallèlement satisfaire à toutes les normes en vigueur concernant la sécurité des utilisateurs. Il n'existe actuellement pas sur le marché de cellules satisfaisant à tous les impératifs susmentionnés. La présente invention a pour objet de combler cette lacune en proposant une cellule d'habitation polyédrique à base polygonale, d'un prix de revient peu élevé, pouvant être montée facilement et par un personnel non spécialisé à partir d'éléments modulaires essentiellement plans, donc faciles à stocker et à transporter sous un volume réduit et, pouvant être implantée dans des sites où les sols n'ont qu'une très faible résistance mécanique ; cette cellule doit également être de nature à s'intégrer à toute circonstance d'utilisation tout en respectant au maximum l'environnement. A cet effet, cette cellule d'habitation est caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'association d'éléments de panneaux de forme triangulaire réunis par des moyens d'assemblage mécaniques au niveau de leurs côtés. De façon préférentielle, les éléments de panneaux triangulaires constituent, non seulement, les parois latérales et le toit de la cellule, mais également son plancher. De par leur caractère plan, ces éléments peuvent être stockés en grand nombre sous un volume minimal, chaque cellule pouvant être stockée en conteneur, soit individuellement, soit par quantité selon les moyens de transport envisagés. I1 est, bien entendu, nécessaire de munir certains des éléments de panneaux constituant les parois latérales de la cellule d'ouvertures correspondant aux portes et aux fenêtres , celles-ci, percées après fabrication des panneaux, reçoivent les menuiseries qui sont constituées par des blocs en matière plastique. Les matériaux utilisés pour constituer les châssis fixes ou ouvrants correspondant aux menuiseries sont calculés pour satisfaire aux conditions classiques d'isolation répondant aux normes en vigueur dans l'habitat humain. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de panneaux sont des éléments composites constitués par deux plaques externes entre lesquelles est prise en sandwich une mousse isolante. Il est à noter que les éléments de panneaux constitutifs du plancher sont de même type que les autres éléments, mais, simplement juxtaposés et revêtus d'un tapis continu notamment en un matériau plastique. Grâce à la très faible densité du matériau constitutif des éléments de panneau, les cellules peuvent être implantées dans n'importe quel site ; en fonction de celui-ci, on peut envisager diverses possibilités de montage : sur une longrine ou un muret de parpaing, sur une dalle en béton ou encore au moyen de systèmes plus sophistiqués dans le cas de terrains sujets aux secousses sismiques. Ces cellules peuvent, de plus, être soit livrées montées vides, soit proposées équipées pour une vie autonome notamment dans le cas où elles doivent faire office d'habitation provisoire après des catastrophes naturelles ou dans des camps isolés, ou, pour une vie en hameau lorsqu'elles sont destinées, par exemple, à des villages de vacances ou implantées à proximité de zones d'habitation. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, la cellule d'habitation est constituée par l'association d'éléments de panneaux montés têtebêche définissant les parois latérales de la cellule et d'éléments de panneaux montés côte à côte et réunis au niveau d'un sommet commun selon une configuration de type pyramidale, ces derniers éléments de panneaux définissant le toit de la cellule. Conformément à cette configuration, les parois latérales de la cellule sont donc constituées par l'alternance d'éléments de panneaux reposant sur le sol par l'un de leurs côtés et d'éléments de panneaux reposant sur le sol par l'un de leurs sommets. Il est usuel, conformément à l'invention, de rechercher une configuration la plus symétrique possible : à cet effet, on opte généralement pour des cellules d'habitation ayant une base en forme de polygone régulier, le plus souvent de pentagqne ou d'hexagone régulier et dont les parois latérales et le toit sont réalisés à partir d'éléments de panneaux en forme de triangles isocèles ; en particulier, le toit de la cellule est le plus souvent constitué par une pyramide régulière à cinq ou six faces. On a pu vérifier expérimentalement qu'une telle forme géométrique confère à une cellule d'habitation exposée à des vents violents un comportement aérodynamique exceptionnel. Parmi les configurations du type susmentionné, celle ayant un degré de symétrie maximum correspond à une base en forme de pentagone régulier associée à quinze éléments de panneaux identiques en forme de triangles équilatéraux ; cette configuration n'est toutefois que rarement choisie compte tenu du fait que tous les éléments de panneaux correspondant aux parois latérales de la cellule sont alors en position oblique : il est en effet avantageux, à la fois pour des raisons d'ordre pratique et pour des raisons d'ordre esthétique que les éléments de panneaux constitutifs des parois latérales qui reposent sur le plancher par l'une de leurs faces (sur lesquels sont montés les châssis ouvrants correspondant aux portes d'accès à la cellule) se trouvent dans une position verticale. Dans une telle configuration, les éléments de panneaux constituant les parois latérales de la cellule ne peuvent pas être tous identiques. Compte tenu de ce qui précède, les cellules conformes à l'invention sont donc, dans le cas le plus général, constituées d'un plancher en forme de pentagone ou d'hexagone régulier, de parois latérales formées de cinq ou six éléments verticaux alternés avec cinq ou six éléments obliques, et, d'un toit en forme de pyramide pentagonale ou hexagonale régulière. Bien entendu, cette configuration, bien que préférentielle, ne doit en aucune manière être considérée comme étant limitative de l'invention. I1 convient, par ailleurs, de mentionner la possibilité, conforme à l'invention, d'associer plusieurs cellules, notamment réunies par des unités prismatiques à base triangulaire formant sas. I1 est ainsi possible de composer des "hameaux" très esthétiques et d'utilisation pratique. Pour que les cellules d'habitation conformes à l'invention puissent donner un maximum de satisfaction, il est indispensable que les moyens d'assemblage mécaniques des éléments de panneaux au niveau de leurs côtés, puissent être mis en place simplement, de manière à permettre un montage rapide des cellules, et ce, tout en garantissant la rigidité et l'étanchéité de la liaison. A cet effet, et selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les moyens d'assemblage mécaniques sont constitués, d'une part, par des profilés métalliques fixés notamment vissés sur les chants des éléments de panneaux, sur la totalité de leur longueur et dont les extrémités externes, coudées essentiellement à angle droit, coopèrent avec un organe d'encliquetage formant pince s'étendant également sur toute la longueur des éléments de panneaux, et, d'autre part, par des joints comprimables mis en place entre les chants des éléments de panneaux contigus. L'organe d'encliquetage formant pince coopère de préférence avec un joint siliconé de façon à garantir une parfaite étanchéité. Par ailleurs, et compte tenu de la configuration particulière des éléments de panneaux dont l'âme en une mousse isolante, n'a qu'une faible résistance mécanique, il est utile de fixer, au niveau des chants des embouts essentiellement rigides facilitant la fixation des profilés métalliques ; ces embouts ont de préférence un profil en biais correspondant aux angles des différentes faces de la cellule. I1 convient de préciser que, les éléments de panneaux formant le plancher de la cellule constituent un cas particulier, étant donné que les profilés métalliques, permettant leur liaison avec les éléments de panneaux constituant les parois latérales, sont montés non pas sur leurs chants, mais, sur leur face principale, le long de leur côté extérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'assemblage mécaniques comportent des goujons de maintien mis en place, d'une part, dans des logements prévus à cet effet sur les chants des éléments de panneaux, et, d'autre part, dans des orifices traversant percés à la partie centrale des profilés métalliques. Ces goujons de maintien ont un double rôle qui est, d'une part, de faciliter le montage des cellules et, d'autre part, d'exclure tout déplacement intempestif de l'organe d'encliquetage formant pince par suite d'un glissement l'un par rapport à l'autre de deux profilés métalliques se faisant face. Ces goujons de maintien, qui sont mis en place au moment du montage, sont, de préférence, munis d'une collerette centrale fixée par soudage. Le rôle de cette collerette est de "coincer" les goujons de maintien dans l'espace compris entre les profilés métalliques. Selon une autre caractéristique de l'invention, les profilés métalliques sont munis, à leur extrémité interne opposée aux organes d'encliquetage, de pattes de positionnement coopérant deux à deux pour faciliter la mise en place des éléments de panneaux contigus. La configuration de ces pattes de positionnement est choisie de manière telle que celles-ci viennent automatiquement en butée lorsque deux éléments de panneaux se trouvent en position de montage. Selon une autre caractéristique de l'invention de nature à exclure tout déplacement des éléments de panneaux après montage, les moyens d'assemblage mécaniques comportent des organes de verrouillage internes, chacun de ces organes étant constitué par un levier pivotant portant un anneau de verrouillage fixé à un élément de panneau et coopérant avec un crochet de verrouillage fixé à l'élément de panneau contigu. Les caractéristiques de la cellule d'habitation qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus détail en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un exemple d'implantation d'un "hameau" obtenu à partir de cellules d'habitation conformes à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'une cellule à base pentagonale, - la figure 2a est une vue de face de la cellule représentée sur la figure 2, selon l'axe II II, - la figure 3 est une vue de dessus d'une cellule à base hexagonale, - la figure 3a est une vue de face de la cellule représentée sur la figure 3, selon l'axe III III, - la figure 4 est une vue en coupe au niveau des chants des éléments de panneaux représentant les moyens d'assemblage mécaniques. - les figures 5a, 5b et 5c sont des schémas représentant trois variantes d'ancrage dans le sol des cellules d'habitation au niveau de leur bord périphérique, - les figures 6a, 6b et 6c sont des schémas correspondant respectivements aux figures 5a, 5b et 5c, mais représentant l'ancrage dans le sol des cellules d'habitation au niveau de leur partie centrale. Selon la figure 1, des cellules à base pentagonale 1 et des cellules à base hexagonale 2 sont rassemblées de manière à former un "hameau". Un certain nombre de ces cellules sont reliées par des unités prismatiques 3. Chaque cellule 1 ou 2 est constituée par l'association d'éléments de panneaux 4 de forme triangulaire réunis par des moyens d'assemblage mécaniques qui seront décrits plus en détail dans la suite de cet exposé. Les éléments de panneaux 4 se décomposent en éléments de panneaux 40 qui définissent les parois latérales des cellules 1, 2, et en éléments de panneaux 41 qui définissent le toit de celles-ci. Le plancher des cellules est également formé de l'assemblage d'éléments de panneaux triangulaires 42 non visibles sur la figure 1, mais, représentés en pointillés sur les figures 2 et 3. Ces éléments de panneaux 42 sont posés simplement côte à côte et recouverts par un tapis continu non représenté sur les figures. Les panneaux 40 constituant les faces latérales sont percés d'ouvertures 5, 6 correspondant aux portes et aux fenêtres des cellules. Bien entendu, les configurations pentagonales ou hexagonales des cellules représentées sur les figures, bien que préférentielles, ne doivent en aucune manière être considérées comme étant limitatives de l'invention. Selon les figures 2 et 2a, les cellules 1 ont une base en forme de pentagone régulier ; leur plancher est constitué par l'assemblage de cinq éléments de panneaux 42 ayant la forme de triangles isocèles. Les éléments de panneaux 40 constituant les faces latérales de ces cellules sont au nombre de dix ; ils sont constitués par l'alternance de deux séries de panneaux différents 40l et 402 disposés tête-bêche. Les panneaux 401, en forme de triangle isocèle, sont verticaux et reposent sur le plancher 42 par l'un de leurs côtés 43. Les panneaux 402 en forme de triangles équilatéraux sont dirigés obliquement et reposent sur le plancher 42 par un de leurs sommets 44.Les côtés 45 des éléments de panneaux 402 opposés aux sommets 44 par lesquels ceux-ci reposent sur le plancher 45 définissent un pentagone régulier horizontal bien visible sur la figure 2 et servent de base aux éléments de panneaux 41 constitutifs du toit de la cellule 1. Ces panneaux 41 au nombre de cinq ont la forme de triangles équilatéraux et forment donc une pyramide régulière à base pentagonale de sommet 46. Selon les figures 3 et 3a, les cellules 2 ont une base en forme d'hexagone régulier ; leur plancher est constitué par l'assemblage de six éléments de panneaux 42' ayant la forme de triangles équilatéraux. Les éléments de panneaux 40' constituant les faces latérales de ces cellules sont au nombre de douze ; ils sont constitués par l'alternance de deux séries de panneaux différents 40l' et 402' disposés tête-bêche. Les panneaux 40li, en forme de triangle isocèle, sont verticaux et reposent sur le plancher 42' par l'un de leurs côtés 43'. Les panneaux 402' en forme de triangles équilatéraux sont dirigés obliquement et reposent sur le plancher 42' par un de leurs sommets 44'.Les côtés 45' des éléments de panneaux 402' opposés aux sommets 44' par lesquels ceux-ci reposent sur le plancher 45' définissent un hexagone régulier horizontal bien visible sur la figure 2 et servent de base aux éléments de panneaux 41' constitutifs du toit de la cellule 2. Ces panneaux 41' au nombre de six ont la forme de triangles isocèles et forment donc une pyramide régulière à base hexagonale de sommet 46'. Une coquille en un matériau plastique non représentée sur les figures et se déformant par serrage peut être ajoutée au niveau de la pointe du toit 46 pour assurer l'étanchéité. Il est également possible de prévoir, à ce niveau, un système de lanterneaux muni d'un aspirateur hélicoïdal susceptible d'assurer la ventilation haute. Ce dispositif n'est pas, lui non plus, représenté sur les figures. Selon la figure 4, les éléments de panneaux 4 sont constitués, chacun, par deux plaques externes rigides 47, 47' entre lesquelles est prise en sandwich une mousse isolante 48. Des embouts 49 en un matériau essentiellement rigide sont fixés au niveau des chants de ces éléments de panneaux 4 de manière à encadrer la mousse 48 ; ces embouts 49 présentent une surface extérieure en biais 50 dont l'angle est adapté à l'angle des différentes faces des cellules 1 et 2 une fois montées. La figure 4 représente, de manière plus précise, les moyens d'assemblage mécaniques de deux éléments de panneaux quelconques 4,, 42. Ces éléments peuvent, bien entendu, être des éléments de panneaux 40 constituant les faces latérales des cellules 1, 2 ou des éléments de panneaux 41 constituant le toit de celles-ci. La configuration des moyens d'assemblage mécaniques des éléments de panneau 42 constituant les planchers des cellules 1, 2 aux éléments de panneaux 40 constituant les parois latérales est quelque peut différente et sera précisée dans la suite de cet exposé. Selon la figure 4, chaque élément de panneau 41, 42 est muni, sur son chant 50 d'un profilé métallique 7 fixé sur l'embout 49 au moyen de vis 8 représentées schématiquement. Ces profilés 10 s'étendent sur la totalité de la longueur des chants 50 des éléments de panneaux 41, 42 et comportent un coudage externe 10 dirigé essentiellement à angle droit en direction des éléments de panneaux 4. Les profilés métalliques 7 se faisant face de deux éléments de panneaux contigus 41, 42 emprisonnent entre eux un joint comprimable 9 s'étendant également sur toute la longueur des éléments de panneaux. Un organe d'encliquetage Il s'étendant lui aussi sur la totalité de la longueur des éléments 4, vient pincer les extrémités coudées 10 des profilés 7 des éléments de panneaux contigus 41, 42 pour établir la liaison de ces éléments ; un joint siliconé 12 permet de garantir l'étanchéité à ce niveau. Par ailleurs, les embouts 50 sont munis, à leur partie centrale, de logements 13 destinés à recevoir des goujons 14 passant dans des orifices 15 percés à cet effet dans les profilés 7 afin de maintenir en place ces derniers ainsi que les éléments 4 au moment du montage. Une collerette 16 soudée à la partie centrale des goujons 14 permet d'éviter tout glissement intempestif de ceux-ci et facilite donc le montage du dispositif. Les profilés métalliques 7 sont, en outre, munis à leur extrémité interne opposée au coudage 10, de pattes de positionnement 17 qui coopèrent deux à deux en venant en butée de manière à obtenir une mise en place quasi automatique des éléments de panneaux contigus 41, 42 les uns par rapport aux autres. La face interne des éléments de panneaux 41, 42 porte, par ailleurs, des capots 18 renfermant des organes de verrouillage : ceux-ci sont constitués par un levier 19 articulé autour d'un axe 20, fixé sur l'un des éléments de panneaux 42 et portant un anneau de verrouillage 21, ainsi que par un crochet de verrouillage 22 fixé à l'élément de panneau contigu 41. La description susmentionnée montre clairement que la mise en place des différents éléments de panneaux 4 constituant les cellules d'habitation 1 et 2 ainsi que le montage des moyens d'assemblage mécaniques peuvent être effectués de façon rapide et simple. De plus, toutes les cellules 1, 2 sont démontables et réutilisables par simple remplacement des joints d'étanchéité 9 mis en place entre les différents panneaux. Selon les figures 5a, 5b et 5c, les profilés métalliques 7 permettant d'assembler les éléments de panneaux 42 constitutifs du plancher des cellules 1 et 2 aux panneaux 40 correspondant aux faces latérales de celles-ci ne sont pas fixés sur le chant des éléments de panneaux, mais sur la face principale tournée vers l'extérieur de ceux-ci, au niveau de leur bord périphérique. Les autres organes constitutifs des moyens d'assemblage de ces éléments de panneaux 42 sont exactement similaires à ceux décrits en relation avec la figure 4. Selon les figures 5a et 6a, les éléments de panneaux 42 sont fixés sur des longrines ou des murets de parpaing 23 au moyen de tiges d'ancrage 25. Les longrines ou murets de parpaing sont eux-mêmes fixés dans le sol 24 de manière adéquate en fonction de la nature du sol ou de son degré d'exposition au vent. Selon les figures 5b et 6b, les éléments de panneaux 42 sont fixés sur une dalle de béton 26 reposant sur le sol 24 par l'intermédiaire d'éléments d'ancrage 27, 27' particuliers. Selon la figure 5b, les éléments d'ancrage 27 ont une section en forme de n dont les branches latérales 28 sont fixées à la dalle de béton 26 au moyen de boulons 29 et dont la partie centrale 30 sert à la fixation des éléments de panneaux 42 par l'intermédiaire de tiges d'ancrage 25. Selon la figure 6b, les éléments d'ancrage 27' correspondent à la juxtaposition de deux éléments similaires aux éléments 27 ; leur partie médiane 31 se trouve en regard de l'intervalle entre les deux éléments de panneaux 42 contigus. La configuration représentée sur les figures 5c et 6c est plus particulièrement adaptée à des terrains 24 sujets aux secousses sismiques. Dans ce cas, des éléments d'ancrage 32, 32' de section similaire à celle des éléments 27 et 27' représentés sur les figures 5b et 6b sont fixés au sol par leurs branches latérales 34 au moyen de boulons d'ancrage 33, et, aux éléments de panneaux 42 par leur partie centrale 35 au moyen de tiges d'ancrage 36. Ce système est complété par des pilons 37 noyés dans le sol 24 à une profondeur adéquate et surmontés d'une tige filetée 38 qui retient un ressort 39 en compression. REVENDICATIONS 1 ) Cellule d'habitation polyédrique à base polygonale, caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'association d'éléments de panneaux (4) de forme triangulaire réunis par des moyens d'assemblage mécaniques au niveau de leurs côtés. 2 ) Cellule d'habitation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de panneaux (4) constituent les parois latérales, le toit ainsi que le plancher de la cellule (1, 2). 30) Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que un certain nombre d'éléments de panneaux (40) constituant les parois latérales de la cellule (1, 2) sont percés d'ouvertures (5, 6) correspondant aux portes et aux fenêtres. 4 ) Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'association d'éléments de panneaux (40l, 402) montés tête-bêche définissant les parois latérales de la cellule (1, 2) et d'éléments de panneaux (41) montés côte à côte et réunis au niveau d'un sommet commun (46) selon une configuration de type pyramidale, ces derniers éléments de panneaux (41) définissant le toit de la cellule (1, 2). 5") Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de panneaux (4) ont la forme de triangles isocèles. 6 ) Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments de panneaux (4) sont des éléments composites constitués par deux plaques externes (47, 47') entre lesquelles est prise en sandwich une mousse isolante (48). 7 ) Cellule d'habitation selon l'une quel conque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens d'assemblage mécaniques sont constitués, d'une part, par des profilés métalliques (7) fixés notamment vissés sur les chants (50) des éléments de panneaux (4), sur la totalité de leur longueur et dont les extrémités externes (10), coudées essentiellement à angle droit, coopèrent avec un organe d'encliquetage formant pince (11) s'étendant également sur toute la longueur des éléments de panneaux (4), et, d'autre part, par des joints comprimables (9) mis en place entre les chants des éléments de panneaux contigus (411 42). 8 ) Cellule d'habitation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens d'assemblage mécaniques comportent des goujons de maintien (14) mis en place, d'une part, dans des logements (13) prévus à cet effet sur les chants (50) des éléments de panneaux (4), et, d'autre part, dans des orifices traversant (15) percés à la partie centrale des profilés métalliques (7). 9") Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les profilés métalliques (7) sont munis, à leur extrémité interne opposée aux organes d'encliquetage (11), de pattes de positionnement (17) coopérant deux à deux pour faciliter la mise en place des éléments de panneaux contigus (411 42). 10 ) Cellule d'habitation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que les moyens d'assemblage mécaniques comportent des organes de verrouillage internes, chacun de ces organes étant constitués par un levier pivotant (19) portant un anneau de verrouillage (21) fixé à un élément de panneau (42) et coopérant avec un crochet de verrouillage (22) fixé à l'élément de panneau contigu (41)-