Brevet FR2663064A1 — publié le 19911213

La présente invention concerne un procédé d'assemblage à sec d'éléments de construction Elle vise la conception des éléments à assembler, des orga- nes de liaison ainsi que le dispositif de mise en oeuvre des éléments de départ dans le cas d'une application du procédé à la construction de parois verticales. L'invention se rapporte au domaine technique du bâtiment et accessoire- ment des travaux publics. L'assemblage des matériaux de construction se fait généralement avec du béton ou du mortier, du plâtre, des colles, de la soudure, des vis, clous, agrafes etc, qui cherchent à unir solidement les éléments entre eux A leur achèvement la plupart des ouvrages sont ainsi globalement rigidifiés et parviennent difficilement à supporter ensuite des contraintes inévitables résultant, par exemple, de la dilatation, des vibrations et tassements diffé- rentiels Ils se fissurent fréquemment, alors qu'un assemblage à sec d'élé- mente de dimensions raisonnables permettrait d'éviter cet inconvénient. Quelques systèmes de préfabrication lourde à liaisons quasi-sèches exis- tent Nécessitant de gros investissements, ils ne s'appliquent qu'à des commandes importantes et conduisent à une architecture répétitive à expres- sion limitée; aussi ont-ils tendance à disparattre La conception des bâti- ments légers, démontables ou non, fournit bien des exemples d'assemblage à sec, mais ceux-ci intéressent des panneaux minces et ne peuvent être extra- polés à la construction classique Enfin de nombreux procédés dits " à sec plus ou moins élaborés, brevetés ou non, mettent en oeuvre des éléments in- dustrialisés assimilables à des parpaings Mais très souvent, si les éléments sont effectivement disposés ou montés à sec sur le chantier, leur liaison exige ensuite le remplissage de certaines cavités avec un mortier qui, après durcissement, confère à la construction la rigidité qu'il convient d'éviter. Les procédés totalement " à sec " sont rares et ne connaissent aucun succès parce qu'ils ne parviennent pas à résoudre globalement et économiquement les problèmes de stabilité, d'aplomb, d'étanchéité à l'air et à la pluie et de libre expression architecturale. Le procédé selon l'invention apporte une solution d'ensemble à ces pro- blèmes Son principe consiste à unir les éléments de construction à assembler, de forme sensiblement parallélépipédique, par des chevilles s'engageant à frottement dans des trous borgnes d'allure conique pratiqués sur les faces supérieures et inférieures de ces éléments; alors que ceux-ci reposent sur deux joints de rive souples spéciaux Ces joints de rive sont destinés à recevoir les descentes de chargesde la construction, à absorber les défauts de planéité de leurs zones de contact, à assurer l'étanchéité du lit de pose et à permettre éventuellement, par le choix de l'épaisseur de l'un d'eux, de corriger l'aplomb A cet effet ils peuvent être réalisés à partir d'un matériau unique légèrement compressible (élastomère par exemple), notamment si les descentes de charges sont faibles, mais plus généralement à partir de deux matériaux: l'un élastique (élastomère par exemple) placé à la périphérie du joint pour les défauts de planéité et l'étanchéité et l'autre, très peu compressible (plastique ou métal par exemple), défini en fonction des contraintes de compression de la construction et constituant l'âme du joint. L'étanchéité du procédé est complétée par des joints plats ou à lèvres s'insérant dans des glissières incorporées aux quatre angles verticaux de chaque élément, la longueur et la rigidité de ces joints (armés au besoin) étant telles que ceux-ci se trouvent comprimés sur les joints de rive lors- que l'élément supérieur est posé Enfin, de manière à parfaire la solidité de la construction, les éléments peuvent posséder une encoche de section trapézoïdale à chaque extrémité de leur partie supérieure afin d'y recevoir une clé d'alignement en forme de coin, dont le risque de déboîtement peut être évité en la munissant, sur le dessus, d'une cale élastique venant au contact de la sous-face de l'élément supérieur. Selon une variante, l'étanchéité aux angles verticaux peut être obtenue par des joints à talon en élastomère ou produit similaire, de type tubulaire ou à lèvres (armés au besoin) introduits par leur talon, avant pose de l'élé- ment suivant, dans des glissières incorporées aux deux angles verticaux de la même extrémité de chaque élément Lors de la pose de l'élément suivant la face latérale de celui-ci, non munie de glissières, entre en contact avec la partie tubulaire ou les lèvres des deux joints, les presse sur leur glis- sière au fur et à mesure que l'élément s'encastre dans les chevilles et ceci de plus en plus fort du fait de leur conicité Simultanément les joints, en raison des forces de frottement, sont entraînés vers le bas dans leur glis- sière et s'appliquent fermement sur les Joints de rive inférieurs Comme dans la version de base la longueur et la rigidité des joints à talon sont déterminéesde manière à obtenir un bon contact sur les joints de rive supé- rieurs Avec cette variante qui introduit dans le procédé un sens obliga- toire de pose mais qui n'exige que deux glissières par élément il est toutefois nécessaire, à certains points particuliers d'un ouvrage, d'utiliser des éléments à quatre glissières du procédé de base, par exemple pour réu- nir les deux extrémités d'un rang horizontal ou à la rencontre d'un élément dont la hauteur intéresse plusieurs rangs d'éléments courants. Le procédé d'assemblage à sec ainsi décrit constitue un système cons- tructif étanche, à libre dilatation, en quelque sorte préfissuré et à ce titre susceptible de subir sans dommage des déformations relativement im- portantes Il peut aussi concourir à la conception de procédés de construc- tion parasismiques Sa mise en oeuvre est simple et rapide: elle ne requiert aucun savoir-faire particulier, elle peut avoir lieu dans des conditions climatiques très sévères, pratiquement sans outillage et elle conduit à des chantiers parfaitement propres Il s'agit enfin d'un procédé démontable, dont tous les éléments sont récupérables. La figure 1 représente, en perspective, le principe général du procédé. Les figures 2, 3 et 4 représentent, en coupes transversales, trois types de joints de rive à deux composants. La figure 5 représente, en coupe longitudinale, l'aboutement en sifflet et à sec des joints de rive. La figure 6 représente, en perspective, un joint d'étanchéité à talon de type tubulaire engagé dans sa glissière. La figure 7 représente, en coupe schématique, le principe de l'assem- blage de deux éléments avec des joints à talon. Les figures 8 et 9 représentent deux types de chevilles, par des coupes axiales sur leurs logements. La figure 10 représente, en coupe et perspective, l'élément de départ d'une paroi verticale (mur à parement extérieur intégré), ainsi que le dis- positif de sa mise en oeuvre sur une fondation. La figure 11 représente, en perspective, le cas particulier de la ren- contre d'un élément dont la hauteur intéresse plusieurs rangs d'éléments courants nécessitant l'emploi d'une languette spéciale d'étanchéité. La figure 12 représente, en coupe transversale, un élément de construc- tion d'un mur à parement extérieur intégré. La figure 13 est une vue, par le dessus, de l'assemblage par joints tubulaires à talon de deux éléments d'un mur à parement extérieur intégré. L'examen de la figure 1 montrant l'assemblage de deux éléments courants ( 2) sur un élément de départ ( 1) permet de constater que le procédé s'appli- que parfaitement à des éléments de type parpaings pour l'édification de parois verticales de bâtiments Dans ce cas l'espacement entre les trous borgnes ( 3) et ( 4) qui reçoivent les chevilles ( 5) est régulier et constitue le pas (p) du procédé, la construction devenant ainsi modulaire Ces che- villes ( 5) sont pleines ou creuses, avec ou sans collerette ( 16) Leurs extrémités peuvent être d'allure conique ou pyramidale, mais leurs extrémi- tés inférieures, qui se placent manuellement ou mécaniquement dans les trous ( 3) peuvent aussi être d'allure cylindrique Elles sont en matière plasti- que, en métal, en bois ou tout autre matériau, même composite et leurs loge- ments ( 3) et ( 4) peuvent être gainés par des fourreaux ( 17) solidaires des éléments à assembler Leur nombre au mètre linéaire et leurs caractéristi- ques sont fonction des efforts qu'elles auront à subir de par leur position dans l'ouvrage. Les joints de rive ( 6) et ( 7) sont de préférence à deux composants ( 13) et ( 14) et un adhésif ( 12), placé à la fabrication sur leur face inférieure, peut faciliter la pose sur le chantier Ils sont en principe de grande lon- gueur de manière à éviter les raccords mais ceux-ci, lorsqu'ils sont néces- saires, se font par aboutement en sifflet et à sec comme représenté sur la figure 5; l'écrasement des composants élastiques ( 13) l'un sur l'autre four- nissant l'étanchéité recherchée Une agrafe ( 26) représentée sur la figure 11 est ajoutée éventuellement. En cours de montage l'aplomb de la construction est contrôlé rang par rang; tout défaut de verticalité tendant à s'écarter des tolérances admises étant corrigé en choisissant pour l'une des deux rives de la zone considé- rée toujours la même rive dans un but de simplification l'épaisseur du joint ( 6) ou ( 7) ou l'épaisseur de son âme ( 14) qui convient Le contrôle peut se faire très simplement par un niveau de charpentier (niveau de dé- vers) ou un appareil à nivelle ou à lecture directe dont les chiffres ou les couleurs de la graduation correspondent aux mêmes chiffres ou couleurs des joints à employer Compte tenu de la précision obtenue actuellement par les fabricants de matériaux de construction, la correction doit être limitée et n'exiger qu'un nombre restreint d'épaisseurs spéciales. Des clés d'alignement ( 9) logées dans les encoches ( 8), représentées sur la figure 1 et déjà décrites, peuvent conférer à la paroi une solidité supplémentaire, particulièrement intéressante dans le cas de demi-éléments contigus à un élément de grande hauteur (cas de la figure 11) et ne compor- tant qu'une seule cheville. L'étanchéité des joints verticaux se fait, selon le procédé et sa variante, soit avec des joints plats ou à lèvres ( 11) introduits dans des glissières ( 10), soit avec des joints à talon ( 15) tubulaires ou à lèvres, dont le principe de mise en oeuvre est rappelé par la figure 7 Lorsque la paroi à édifier comporte des éléments verticaux intéressant plusieurs rangs d'éléments courants (cas d'un encadrement de baie, par exemple), les joints de rive ( 6) et ( 7) butent sur les glissières ( 10) de l'élément-vertical ( 24) représenté sur la figure 11 sans garantie d'étanchéité; aussi pour y remé- dier convient-il de placer dans les glissières ( 10) une languette ( 25) de même nature que les joints de rive ( 6) ou ( 7), dont l'extrémité est découpée selon le profil intérieur des glissières et qui s'aboute à ces joints en sifflet, à sec et avec une agrafe ( 26) au besoin Les joints verticaux ( 11) s'empilent ainsi les uns sur les autres avec l'interposition d'une languette ( 25) à chaque rangée d'éléments courants ( 2) et l'ensemble se trouve comprimé lors de la pose de l'élément qui coiffe l'élément vertical ( 24). Enfin, pour la construction d'une paroi verticale, il est indispensable, comme indiqué d'une manière simplifiée sur la figure 1, de disposer d'un élément de départ ( 1) solidaire de la fondation et matérialisant avec préci- sion le pas (p) choisi Selon la figure 10 cet élément de départ est consti- tué de morceaux préfabriqués de faible épaisseur ( 19) et d'une longueur ap- propriée aux sujétions de fabrication, manutention et dilatation Ces mor- ceaux ( 19), en matière plastique ou métal par exemple, sont assemblés par tétons ou clips à des pièces de même profil ( 20) leur servant de couvercles. Ces couvercles ( 20) sont à leur tour fixés d'une manière démontable ou non à un bâti ( 21) et ( 22) correspondant à la longueur de la fondation ( 18) et positionnant parfaitement les morceaux ( 19) pour leur scellement sur cette fondation Le produit de scellement ( 23) est placé avant ou après calage du bâti et lorsque sa prise est suffisante le simple relevage du bâti laisse en place les éléments ( 19) avec ou sans leurs couvercles ( 20), selon le cas choisi; les couvercles permettant de protéger la zone de départ en attendant la poursuite de la construction Il est à noter que la pièce ( 21) sur la- quelle sont fixés les couvercles peut faire partie du bâti: la figure 10 la représente sous la forme d'une platine adaptée à une structure tridimension- nelle, mais cette représentation n'est que schématique et cette platine peut fort bien être remplacée par la semelle pleine ou ajourée d'une poutre compo- sée, par exemple. A partir de cet élément de base ainsi intégré à la fondation, la pose des éléments se fait très simplement, de préférence avec une grue légère à mon- tage rapide L'ajustage des chevilles dans leurs logements est tel que le poids de chaque élément suffit à un bon emboîtement, sans effort supplémen- taire Toutes les autres opérations se font manuellement, sans difficulté. Les applications industrielles de l'invention sont nombreuses Aux parois verticales il convient de rattacher tous les types de murs de bâti- ment ou de génie civil, porteurs ou non, à isolation intégrée ou non, à parement intégré ou non, les murs de clôture, de quais, les parois de si- los etc Mais les parois horizontales peuvent également être intéressées, car le procédé s'applique, par exemple à l'assemblage de hourdis porteurs sur poutrelles pour constituer des planchers à sec, de même qu'à l'assembla- ge des solives, poutres, pannes etc entre elles ou au niveau de leurs appuis Cette énumération ne saurait être limitative. Les figures 12 et 13 fournissent un exemple de l'application du procédé à la conception d'un élément de mur creux à parement extérieur intégré Dans ce cas, le joint de rive ( 6) à épaisseur constante est placé du c 8 té du parement extérieur ( 27) de manière à ce que les intervalles entre les élé- ments ( 2) constituent un appareil dit " à joints vifs " rigoureusement ré- gulier Un recouvrement approprié ( 28), à usage de larmier en partie basse, protège mécaniquement et de l'action du soleil le joint de rive ( 6) ainsi que le joint vertical correspondant ( 15), ici de type tabulaire à talon. Un rejingot ( 29) associé au larmier d'une manière très classique garantit encore davantage le joint ( 6) Enfin le parement intérieur des éléments peut être muni à la préfabrication des attaches de fixation de l'isolant thermique et de la paroi de doublage. REVENDICATIONS 1) Procédé d'assemblage à sec d'éléments de construction de forme sensi- blement parallélépipédique, caractérisé en ce que les éléments sont reliés entre eux par des chevilles ( 5) s'engageant à frottement dans des trous borgnes d'allure conique ( 3) et ( 4) pratiquée sur les faces supérieures des éléments de départ ( 1) et sur les faces supérieures et inférieures des élé- ments courants ( 2), et en ce que les éléments ( 2) reposent sur deux joints de rive souples, légèrement compressibles ( 6) et ( 7), comportant éventuelle- ment un adhésif ( 12) pour en faciliter la pose et s'aboutant en sifflet, à sec et avec une agrafe ( 26) au besoin. 2) Procédé d'assemblage à sec selon la revendication 1, caractérisé en ce que les joints souples de rive ( 6) et ( 7) sont à deux composants, l'un élastique ( 13), en contact direct avec les éléments à assembler et l'autre très peu compressible constituant l'âine du Joint ( 14). 3) Procédé d'assemblage à sec selon les revendications 1 et 2, caractéri- sé en ce que l'épaisseur de l'un des deux Joints ( 6) ou ( 7), ou de l'épais- seur de l'âme ( 14) de l'un des deux Joints ( 6) ou ( 7) est choisie, lors de la pose de ce joint, en fonction de l'aplomb des éléments de départ ( 1) ou de l'aplomb du rang d'éléments courants ( 2) déjà en place. 4) Procédé d'assemblage à sec selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments courants ( 2) possèdent une encoche ( 8) à chaque extrémité de leur partie supérieure afin d'y recevoir une clé d'alignement en forme de coin ( 9), éventuellement munie d'une chie élastique sur le dessus. ) Procédé d'assemblage à sec selon l'une quelconque des revendidations précédentes, caractérisé en ce que les éléments courants ( 2) sont pourvus d'une glissière ( 10) à chacun de leurs quatre angles verticaux dans laquelle, après leur pose, est introduit un Joint d'étanchéité plat ( 11) ou à lèvres, armé ou non et d'une longueur légèrement supérieure à celle de la glissiè- re ( 1 o). 6) Procédé d'assemblage à sec selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, constituant une variante de la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments courants ( 2) sont pourvus d'une glissière ( 10), aux deux angles verticaux de l'une de leurs extrémités, dans laquelle est in- troduit, avant la pose de l'élément suivant, un joint d'étanchéité à talon ( 15) en élastomère ou produit similaire, armé ou non, de type tubulaire ou à lèvres et d'une longueur légèrement supérieure à celle de la glissière ( 10). 7) Procédé d'assemblage à sec, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chevilles ( 5) peuvent être pleines ou creuses, avec ou sans collerette ( 16), que leurs extrémités peuvent être d'allure conique ou pyramidale, que leurs extrémités inférieures peuvent être cylindriques, qu'elles peuvent être en matière plastique, en métal, en bois ou tout autre matériau, même composite, que leurs logements ( 3) et ( 4) peuvent être gainés par des fourreaux ( 17) solidaires des éléments à assem- bler. 8) Elément de départ avec son dispositif de mise en oeuvre dans le cadre d'une application du procédé à la construction de parois verticales, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que cet élément ( 1) à fixer sur la fondation ( 18) est constitué de morceaux préfa- briqués de faible épaisseur ( 19) assemblés par tétons ou clips sur une pièce de même profil ( 20), formant couvercle de ces morceaux ( 19), ellemême fixée d'une manière démontable ou non à un bâti ( 21) et ( 22) permettant le calage parfait de l'élément avant ou pendant son scellement sur la fondation. 9) Dispositif, selon les revendications 5 ou 6, pour assurer l'étanchéi- té dans le cas o le joint de rive vient à butée sur une glissière, carac- térisé par une languette ( 25) de même nature que les joints de rive ( 6) ou ( 7), dont l'extrémité est découpée selon le profil intérieur de la glissiè- re ( 10) et qui s'aboute au joint ( 6) ou ( 7) en sifflet, à sec et avec une agrafe ( 26) au besoin.