Brevet FR2661706A1 — publié le 19911108

Abri modulaire notamment à usage itinérant L'invention concerne un abri modulaire destiné notamment à un usage itinérant et comportant une ossature propre à être recouverte par une enveloppe. On connaît déjà des abris de ce type qui existent suivant différentes formes de réalisation pour constituer aussi bien des structures de faibles dimensions comme des tentes, que des structures de plus grandes dimensions, comme des chapiteaux de spectacles. Dans ces abris connus, l'enveloppe est généralement souple et formée d'un matériau textile comme une bâche, mais peut être aussi formée de matériaux rigides ou semi-rigides, par exemple à partir de panneaux. Ces abris doivent être légers pour être facilement démontés et transportés. Malheureusement, cette légèreté est obtenue souvant aux dépens des propriétés de résistance aux conditions climatiques, notamment au vent et à la pluie. L'invention a notamment pour but de procurer un abri qui permet d'éviter les inconvénients ci-dessus. C'est également un but de l'invention de procurer un abri qui soit léger, facilement démontable et transportable, tout en possédant une excellente résistance aux conditions climatiques. C'est également un but de l'invention de procurer un abri de ce type qui peut être réalisé, avec le même principe de base, pour constituer des structures de dimensions très différentes, depuis des abris occupant une surface au sol de quelques mètres carrés, jusqu'à des abris occupant une surface au sol de plusieurs centaines de mètres carrés. C'est également un but de l'invention de procurer un abri de ce type qui peut être destiné à un usage fixe. C'est également un but de l'invention de procurer un abri de ce type qui constitue en lui-même un module pouvant être associé à un ou plusieurs autres modules du même type pour former un abri de plus grandes dimensions. L'abri qui fait l'objet de l'invention peut être utilisé non limitativement pour former des éléments de camping tels que des tentes, des abris de chantiers mobiles, des abris de secours et d'urgence, des abris sanitaires, des abris parasismiques, des marchés couverts, des chapiteaux d'exposition et de cirque, etc. Conformément à l'invention, l'ossature de l'abri comprend trois mâts galbés généralement semblables, dont chacun possède une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, les extrémités inférieures étant munies respectivement de piétements propres à être posés au sol en étant répartis régulièrement sur un cercle de diamètre donné, et les extrémités supérieures étant articulées sur une même pièce de liaison au sommet de l'ossature en sorte que les mâts convergent radialement vers cette pièce de liaison en étant répartis équiangulairement entre eux, les mâts étant reliés deux à deux au voisinage de leur extrémité inférieure par des organes de liaison travaillant à la traction et propres à maintenir l'ossature sous tension. On obtient ainsi une ossature rigide ayant généralement la forme d'une ogive dont le sommet est constitué par la pièce de liaison qui réunit les extrémités supérieures des mâts. Cette ossature rigide supporte une enveloppe généralement formée d'un matériau léger, comme une enveloppe textile, ou bien une enveloppe faite de fibres agglomérées, par exemple. Comme les extrémités inférieures des mâts sont reliées deux à deux entre elles par les organes de liaison, l'ossature est maintenue sous tension et peut être qualifiée de "dynamique" dans la mesure où elle transmet à l'ensemble de la structure les surcharges d'effort, dues aux conditions climatiques, qui s'exercent en tout point de l'ossature. Cette structure peut être réalisée suivant différentes dimensions et, pour une même configuration au sol, avoir des hauteurs différentes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ossature comprend en outre une multiplicité de pièces cintrées en forme d'arc travaillant à la compression et reliant les mâts deux à deux. Ces pièces cintrées sont avantageusement formées de tiges normalement rectilignes que l'on cintre lors de leur mise en place entre deux mâts consécutifs. Ces pièces cintrées se trouvent alors en compression élastique en étant réparties entre les mâts de l'ossature. Elles permettent de supporter l'enveloppe tout en transmettant les efforts du vent à l'ensemble de l'enveloppe. Ces pièces cintrées peuvent être qualifiées d'arcs de post-contrainte. Selon une autre caractéristique de l'invention, les pièces cintrées en forme d'arc, reliant deux mâts adjacents, sont maintenues espacées, de préférence dans des plans sensiblement parallèles, par un guide qui a sensiblement la forme d'un mât et qui est relié à la pièce de liaison au sommet. Ainsi, entre deux mâts consécutifs, on pourra insérer au moins un guide relié à chacune des pièces cintrées en forme d'arc. Dans une forme de réalisation de 1 invention, chaque mât est initialement rectiligne et est susceptible d'être galbé à la forme voulue, par exemple pour avoir la forme d'une ogive semi-paraboliqu. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, chaque mât est précontraint ce qui permet de le galber au préalable à la forme voulue, par exemple à la forme d'une demi-parabole. Dans cette dernière forme de réalisation de l'invention, chaque mât est formé avantageusement d'au moins trois tiges assemblées entre elles en faisceau, ces tiges étant reliées ensemble à chacune de leurs extrémités et étant maintenues espacées par des cadres de liaison de forme polygonale. Les tiges constitutives de chaque mât peuvent être formées d'un métal ou alliage métallique, ou encore d'un matériau à base de fibres de verre. La forme et le nombre des mâts peuvent varier en fonction de la destination de l'objet. Sur chacun des mâts, des points permettent, si nécessaire, l'accrochage de charges diverses. Avantageusement, l'extrémité inférieure de chaque mât est reliée au piétement correspondant par un joint universel, ce qui permet de placer l'ossature sur un sol irrégulier, tout en assurant un bon contact des piétements avec ce dernier. La pièce de liaison située au sommet de l'ossature est avantageusement constituée par un disque dont dépendent trois ailettes radiales réparties équiangulairement entre elles, chaque ailette portant un axe d'articulation propre à coopérer avec une chape montée à l'extrémité supérieure du mât correspondant. Avantageusement, cette pièce de liaison au sommet comprend en outre des moyens pour permettre la fixation d'une extrémité d'une poutre dont l'autre extrémité est propre à être reliée à la pièce de liaison correspondante d'un autre abri modulaire, ce qui permet de réaliser l'assemblage d'au moins deux abris entre eux. On obtient ainsi un abri de capacité supérieure. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective de l'ossature d'un abri modulaire selon l'invention au début de son montage - la figure 2 est une vue en perspective de l'abri de la figure 1, dans une phase ultérieure du montage - la figure 3 est une vue de dessus d'un abri semblable à celui de la figure 2 - la figure 4 est une vue en perspective d'un mât faisant partie de l'abri des figures 1 à 3 - la figure 5 est une vue partielle de dessus de l'ossature montrant la pièce de liaison - la figure 6 est une vue latérale correspondante à celle de la figure 5 ; et - la figure 7 montre schématiquement l'implantation au sol de deux abris modulaires juxtaposés. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui montre l'ossature 10 d'un abri modulaire selon l'invention. Cette ossature comprend trois mâts galbés 12 semblables, dont chacun possède une extrémité inférieure 14 et une extrémité supérieure 16. Les extrémités inférieures 14 sont articulées respectivement sur des piétements 18 propres à être posés au sol, en étant répartis régulièrement sur un cercle de diamètre donné. Par conséquent, les trois piétements 18 occupent respectivement les trois sommets d'un triangle équilatéral. Les extrémités supérieures 16 des mâts 12 sont articulées sur une même pièce de liaison 20 au sommet de l'ossature 10. Les mâts 12 convergent vers la pièce 20 en étant répartis équiangulairement entre eux, c'est-à-dire à 120 les uns par rapport aux autres. Par ailleurs, les mâts 12 sont reliés deux à deux, au voisinage de leur extrémité inférieure 14, par des organes de liaison 22 travaillant à la traction et propres à maintenir l'ossature sous tension. Dans l'exemple, l'ossature 10 comprend trois organes de liaison 22 disposés sensiblement dans un même plan horizontal à une hauteur définie par rapport au sol. Ces organes de liaison 22, qui jouent le rôle de tirants, peuvent être constitués par exemple par des câbles d'acier. Les mâts 12 constituent ainsi des ogives qui ont une forme cintrée ou arquée qui, de préférence, est une forme de demiparabole. Pour un cercle de diamètre donné sur lequel sont disposés les trois piétements 18, la hauteur de l'ossature 10, comprise entre le sol et la pièce de liaison 20 peut varier, ce qui modifie alors le galbe de chacun des mâts 12. Comme montré à la figure 2, l'ossature 10 comprend en outre une multiplicité de pièces cintrées 24, en forme d'arc travaillant à la compression, et reliant les mâts deux à deux. Dans l'exemple, entre deux mâts adjacents sont disposées six pièces cintrées 24. La longueur des pièces 24 diminue à mesure qu'on se rapproche du sommet de l'ossature. La pièce 24 située le plus près du sol est avantageusement au même niveau que la pièce de liaison 22 correspondante. Les pièces cintrées 24 reliant deux mâts adjacents sont maintenues espacées, de préférence dans des plans sensiblement parallèles, par un guide 26 ayant sensiblement la forme d'un mât et relié, par sa partie supérieure, à la pièce de liaison 20. La structure de l'ossature 10 est en outre complétée par trois pièces arquées 28 reliant les extrémités inférieures des mâts 12 au niveau des piétements 18 et jouant le rôle de ceinture de tension. Les pièces 28 sont reliées également à la partie inférieure des guides 26 (figures 2 et 3). Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 2 et 3, l'ossature 10 comprend trois guides 26 disposés chacun entre deux mâts consécutifs et à mi-distance de ces derniers. Dans le cas de la figure 2, la partie inférieure de chaque guide 26 est reliée à la pièce arquée 28 correspondante. Par contre, dans le cas de la figure 3, la partie inférieure de chaque guide 26 est reliée à la pièce cintrée 24 située le plus près du sol pour ménager des passages de porte 29. Comme les pièces cintrées 24 travaillent à la compression elles jouent le rôle d'arcs de post-contrainte en compression élastique. Sur les pièces cintrées 24 en forme d'arc, est disposée une enveloppe 30 représentée partiellement sur la figure 2. Cette enveloppe suit une courbe convexe ayant pour plus grand rayon le diamètre du cercle de base (défini par les piétements 18-). L'enveloppe 30, qui constitue une surface à double courbure, est maintenue en forme grâce aux pièces cintrées 24. Cette enveloppe est ainsi précontrainte si bien que les surcharges d'effort, dues aux conditions climatiques, par exemple au vent, exercées en tout point de la membrane sont réparties sur l'ensemble de la structure. L'enveloppe 30 peut être réalisée en différents matériaux, textiles enduits ou non, en fibre, ou bien faite de fibre ajourée maintenue sur l'ossature 10. Avantageusement, cette enveloppe est formée d'une bâche de préférence une bâche en trois parties, dont chacune est destinée à recouvrir la surface d'enveloppe définie entre deux mâts adjacents. Comme indiqué précédemment, pour une même disposition au sol des trois .piétements 18, la hauteur de l'ossature peut varier. A titre d'exemple, pour une distance de 14 m entre deux piétements adjacents (côté du triangle équilatéral), la hauteur de l'ossature peut avoir des valeurs respectives de 5, 6 et 7 m. En ce cas, la surface correspondante de la toile est respectivement de 143 m2, 162 m2 et 186 m2. Comme montré à la figure 3, chacune des extrémités 14 des mâts 12 est articulée sur le piétement 18 correspondant par un joint universel 32, par exemple un joint à rotule, ou un joint du type cardan. Grâce à cette liaison universelle, l'ossature 10 peut être placée sur un sol de structure irrégulière, les piétements venant épouser les irrégularités du sol et assurer ainsi un bon contact de ceux-ci avec le sol. Comme indiqué précédemment, chacun des mâts 12 peut être rectiligne et ensuite incurvé pour avoir le galbe voulu, soit être déjà préformé au galbe voulu. On se réfère à la figure 4 montrant un mât 12 précontraint de manière à avoir la forme galbée voulue. Dans l'exemple, le mât 12 est formé par l'assemblage de trois tiges 34 dont les parties terminales sont réunies entre elles pour former respectivement l'extrémité inférieure 14 et l'extrémité supérieure 16 du irsât. Les tiges 34 galbées à la forme voulue sont, dans leur région comprise entre les extrémités 14 et 16, maintenues espacées par plusieurs cadres de liaison 361, 362, 363, 364, 365 et 366. Ces cadres de liaison de forme triangulaire sont reliés aux tiges 34 par tout moyen approprié, et cela en fonction de la constitution même des tiges. A titre d'exemple, les tiges 34 peuvent être des tiges pleines ou creuses en métal. Dans ce cas, les cadres 361 à 366 seront avantageusement réalisés en métal et soudés respectivement aux tiges 34. En variante, on peut aussi faire appel à des tiges 34 formées de joncs à base de fibre de verre. En ce cas, les cadres 361 à 366 sont de préférence formés d'éléments en matériau composite collés de façon appropriée sur les tiges 34. Bien entendu, chacun des mâts 12 peut être formé à partir d'autres types de matériaux que ceux indiqués précédemment et susceptibles de constituer un mât propre à être galbé ou bien un mât précontraint déjà galbé en position. On se réfère maintenant aux figures 5 et 6 pour décrire l'assemblage des trois mâts 12 en leur sommet. Les parties terminales supérieures des tiges 34 sont réunies entre elles pour former l'extrémité supérieure 16 du mât 12 et cette dernière est emboitée dans un manchon 37 de forme tronconique qui se termine par une chape 40. La pièce de liaison 20 est, dans l'exemple, constituée par un disque 42 dont dépendent trois ailettes radiales 44 réparties équiangulairement, c'est-à-dire à 1200 les unes par rapport aux autres. Les chapes 40 des mâts 12 sont articulées respectivement sur les trois ailettes 44 grâce à des axes d'articulation 46 qui se situent normalement à l'horizontale. On comprendra ainsi que chacun des mâts 12 est articulé, d'une part, à son extrémité inférieure 14 sur le piétement 18 correspondant et, d'autre part, à son extrémité supérieure 16 sur la pièce de liaison 20. La pièce 20 comprend des moyens pour la fixation d'une première extrémité 48 d'une poutre 50 dont l'autre extrémité 52 peut être fixée à la pièce de liaison homologue 20' d'une ossature 10' identique (figure 7). La fixation de l'extrémité 48 sur la pièce 20 peut s'effectuer par exemple au moyen d'une vis 54 munie de préférence d'un dispositif de sécurité (non représenté) pour empêcher toute désolidarisation intempestive. Comme montré à la figure 7, la poutre 50 relie les deux pièces de liaison 20 et 20' de sorte que deux des piétements 18 de l'ossature 10 coïncident avec deux des piétements 18' de l'ossature 10'. En ce cas, il conviendra de prévoir une partie d'enveloppe spécifique venant couvrir la surface reliant la poutre 50, située à l'horizontale, avec les piétements communs 18 et 18', et cela de part et d'autre de la poutre. Les pièces cintrées 24 de l'ossature 10 sont reliées aux pièces cintrées 24' de l'ossature 10' par des pièces de liaison 56. Sur le principe ci-dessus, on peut envisager d'autres types de structures formés par l'assemblage de plus de deux modules. L'invention permet la réalisation de différents types d'abris en particulier d'abris mobiles ou itinérants tels que des éléments de camping, notamment des tentes, des abris de chantiers mobiles, des abris de secours et d'urgence, des abris sanitaires, des abris parasismiques, des chapiteaux d'exposition et de cirque, etc. Elle permet aussi de constituer des abris fixes. En ce cas, l'enveloppe recouvrant l'ossature peut être formée par des matériaux rigides ou semi-rigides. A titre d'exemple, en suivant les principes de l'invention, on peut réaliser des abris dont la surface au sol peut aller d'une dizaine de mètres carrés à quelques centaines de mètres carrés. Revendications 1. Abri modulaire du type comportant une ossature (10) propre à supporter une enveloppe (30), caractérisé en ce que l'ossature (10) comprend trois mâts galbés (12) généralement semblables, dont chacun possède une extrémité inférieure (14) et une extrémité supérieure (16), les extrémités inférieures (14) étant munies respectivement de piétements (18) propres à être posés au sol en étant répartis régulièrement sur un cercle de diamètre donné, et les extrémités supérieures (16) étant articulées sur une même pièce de liaison (20) au sommet de l'ossature en sorte que les mâts (12) convergent radialement vers cette pièce de liaison (20) en étant répartis équiangulairement entre eux, et en ce que les mâts (20) sont reliés deux à deux au voisinage de leur extrémité inférieure (14) par des organes de liaison (22) travaillant à la traction et propres à maintenir l'ossature sous tension. 2. Abri modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ossature (10) comprend en outre une multiplicité de pièces cintrées (24) en forme d'arc travaillant à la compression et reliant les mâts (12) deux à deux. 3. Abri modulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces cintrées (24) en forme d'arc reliant deux mâts (12) adjacents sont maintenues espacées, de préférence dans des plans sensiblement parallèles, par un guide (26) ayant sensiblement la forme d'un mât et relié à la pièce de liaison (20) au sommet de l'ossature. 4. Abri modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque mât (12) est initialement rectiligne et est susceptible d'être galbé à la forme voulue, par exemple en forme d'ogive semi-parabolique. 5. Abri modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque mât (12) est précontraint pour être galbé à la forme voulue, par exemple en forme semi-parabolique. 6. Abri modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque mât est formé d'au moins trois tiges (34) assemblées en faisceau et reliées ensemble pour former l'extrémité inférieure (14) et l'extrémité supérieure (16) du mât, les tiges étant en outre maintenues espacées entre elles par des cadres de liaison (361 à 366) de forme polygonale. 7. Abri modulaire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (14) de chaque mât est reliée au piétement (18) correspondant par un joint universel (32). 8. Abri modulaire selon lune des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce de liaison (20) au sommet de l'ossature est un disque (40) dont dépendent trois ailettes radiales (42) réparties équiangulairement entre elles, en nombre correspondant à celui des mâts, chaque ailette (42) portant un axe d'articulation (46) propre à coopérer avec une chape (44) montée à l'extrémité supérieure (16) du mât correspondant. 9. Abri modulaire selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pièce de liaison (20) au sommet de l'ossature comprend des moyens (54) pour la fixation d'une extrémité (48) d'une poutre (50) dont l'autre extrémité (52) est propre à être fixée à la pièce de liaison homologue (20') de l'ossature (10') d'un abri homologue.