Brevet FR2677387A1 — publié le 19921211

La présente invention a trait au domaine du bâtiment et concerne plus particuLièrement la pose d'une toiture traditionnelle du type de celle comprenant une couverture soutenue par une charpente tridimensionnelle. D'une manière traditionnelle, L'armature de ces toitures est constituée par une charpente en bois, formée par l'association de fermes triangulaires se composant chacune - de deux arbalétriers, inclinés selon la pente du toit pour recevoir les pannes et les chevrons de la couverture, - d'un entrait horizontal reliant les deux arbalétriers à leur base pour maintenir leur écartement, - et d'un poinçon vertical se dressant au milieu de l'entrait horizontal pour relier ce dernier au fartage, et contre lequel s'appuient les deux arbalétriers. Dans le contexte de la présente invention, afin de clarifier la description qui va suivre, Les arbalétriers et les arêtiers seront conventionnellement rassemblés sous l'appellation générique de "pièces obliques" - Ces fermes sont reliées entre elles par diverses pièces de bois telles que poutres faîtières, arêtiers, contre-fiches, de telle sorte que l'ensemble de la charpente détermine une structure rigide tridimensionnelle venant couvrir la partie haute découverte diun édifice, pour servir de support à une couverture de protection. D'une manière générale, la réalisation d'une toiture avec une charpente traditionnelle telle qu'évoquée ci-dessus, consiste - dans un premier temps, à assembler les différentes pièces pour constituer la charpente au sol, - dans un deuxième temps, à démonter ladite charpente afin de transporter lesdites pièces constitutives jusqu'au niveau de la partie haute de l'édifice à couvrir, - dans un troisième temps, à assembler à nouveau la charpente en hauteur, sur la partie haute dudit édifice, - et enfin dans un quatrième et dernier temps, à poser la couverture sur la charpente ainsi édifiée. Actuellement, cette méthode classique de réalisation d'une toiture traditionnelle pose de nombreux problèmes en raison des critères économiques, commerciaux et de sécurité devenus de plus en plus prioritaires dans le domaine du bâtiment. Partant de ces constatations, le demandeur a donc imaginé un nouveau procédé de pose de toiture à partir de charpentes tridimensionnelles, permettant notamment de concilier les critères ci-dessus mentionnés avec le traditionalisme du métier de charpentier. A cet effet, le procédé de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste - dans un premier temps, à assembler in situ au sol, les différentes pièces constitutives de la charpente et à poser sur la charpente ainsi montée, les éléments de couverture, - dans un deuxième temps, à définir sur la charpente, des points d'ancrage où seront mises en oeuvre des forces de compression préalables appliquées de manière à annuler les forces de déformation de la structure de la charpente, - dans un troisième temps, à associer à ces points d'ancrage des moyens d'attache traversant la toiture, afin de les amarrer à des élingues d'un système de levage, - dans un quatrième temps, à hisser à l'aide du système de levage, la charpente couverte jusqu'au sommet de la construction de l'édifice à couvrir pour la déposer sur la poutre sablière de ce dernier, - dans un cinquième et dernier temps, à ôter les moyens d'attache de ladite charpente. Un tel procédé de pose de toiture traditionnelle, réalisable grâce à l'application d'une précontrainte judicieusement répartie sur la charpente pour autoriser sans déformation l'opération de levage, offre de nombreux avantages, et parmi ceux-ci - un travail de qualité réalisé en toute sécurité notamment dans une profession où les taux d'accidents de travail sont les plus élevés dans le bâtiment, - une meilleure compétitivité obtenue par un gain de temps de réalisation de L'ordre de 25 X, par une réduction du coût de la manutention pour absence d'échafaudage, - une amélioration des conditions de travail et de sécurité, - une qualité du travail réalisé accrue en raison de L'absence de risque, - un test préalable de résistance à la déformation de la structure de la charpente, - etc... En outre, ce procédé de levage présente un grand intérêt dans la mesure où il peut également assurer la dépose d'une toiture ancienne à des fins de réparation au sol. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de L'invention, les susdites forces de compression préalable appliquées de manière à annuler les forces de déformation de la structure logique de la charpente, sont mises en oeuvre entre les pièces obliques et les entraits de ladite charpente. Ainsi, une précontrainte est réalisée sur les pièces essentielles maîtresses de la charpente de façon à ce que les tractions exercées au niveau des moyens d'attache reliés aux points d'ancrage Lors du levage de la charpente, soient totalement annulées par les efforts de compression préalable inverses exercés au niveau desdits points d'ancrage entre les pièces obliques et L'entrait de ladite charpente. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les forces de compression préalable sont appliquées sur la charpente, selon un axe sensiblement confondu avec l'axe théorique des forces de traction qui seront exercées au niveau des points d'attache lors de l'opération de Levage, et dans le sens inverse de celui de ces dernières. L'invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre un tel procédé de pose de toiture. Selon l'invention, ce dispositif est remarquable en ce que chaque point d'ancrage est constitué - par une tige filetée traversant L'entrait et une pièce oblique de la charpente, - et de deux écrous venant se visser sur les deux extrêmités libres de ladite tige filetée pour maintenir en compression ladite pièce oblique et ledit entrait. Avantageusement, l'écrou supérieur de ce point d'ancrage est préformé d'un anneau servant de moyen d'attache d'une élingue du système de levage. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exprimés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, de plus amples détails et d'autres caractéristiques de l'invention concernant un mode de réalisation préférée d'un procédé de pose d'une toiture respectant de tels concepts, seront mieux compris en se référant à la description ci-après et aux dessins l'accompagnant illustrant ce mode de réalisation. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en perspective illustrant la pose d'une charpente sur le sommet d'une construction à couvrir. La figure 2 est une vue en coupe illustrant plus en détails le dispositif de levage mis en oeuvre dans le procédé de pose illustré sur le dessin de la figure 1. Telle qu'illustrée sur le dessin de la figure 1, la charpente de L'invention, référencée 1 dans son ensemble, est représentée dénuée de la partie couverture pour mieux mettre en exergue l'originalité première de L'invention. Cette charpente 1 est représentée suspendue par un système de levage 2 à un élévateur non représenté, au- dessus de la poutre sablière périphérique 30 habillant le pourtour d'un édifice à couvrir 3, de section hexagonale. Cette charpente 1 est notamment formée de deux fermes parallèles 10a et 10b, constituées chacune de deux arbalétriers 101a, 102a et lOlb, 102b, inclinés selon la pente du toit pour supporter les pannes et les chevrons servant de support aux éléments de couverture du toit (tuiles, ardoises, etc...). Les deux arbalétriers d'une même ferme sont reliés entre eux à leur base d'une part, par un entrait transversal 103a ou 103b, et à leur sommet d'autre part, par un poinçon 104a ou 104b se dressant au milieu dudit entrait transversal 103a ou 103b et contre lequel s'appuient les deux arbalétriers. Classiquement, les fermes 10a et lOb sont reliées entre elles par d'autres pièces de bois dont les essentielles ont été illustrées sur le dessin pour la compréhension de la suite de la description. Ainsi, pour assembler les deux fermes 10a et 10b de la charpente 1, une poutre faîtière 11 relie les sommets des deux fermes et un entrait horizontal longitudinal 12, disposé perpendiculairement aux deux entraits transversaux 103a et 103b au milieu de ces deux derniers, relie les extrêmités de la poutre faîtière 11 au moyen de deux arêtiers 13 et 14. Les différentes pièces de bois ci-dessus énumérées sont assemblées traditionnellement par chevillage, tennonage et mortaisage etc..., à l'aide d'accessoires d'assemblage bien connus du charpentier. Ces pièces ont été décrites ci-après pour la réalisation d'une structure logique de charpente destinée à couvrir le pourtour hexagonal de la poutre sablière 30 de l'édifice 3, et uniquement pour illustrer la mise en oeuvre du système de levage 2 de l'invention qui va être décrit ci-après. Bien évidemment, toute autre configuration de charpente pourra être imaginée en adaptant la mise en oeuvre dudit système de levage. Le système de levage 2, permettant de hisser la charpente 1, montée et assemblée au sol avec sa couverture, jusqu'au dessus de la poutre sablière 30 de l'édifice 3 à couvrir, est notamment constitué par un faisceau de six élingues (chaînes) 20 dont les extrémités hautes équipées de manilles 201 sont destinées à être crochetées dans un organe de préhension 21 d'un appareil de levage non représenté. Les extrêmités basses de ces élingues 20 sont aménagées de crochets 202 (cf. figure 2) permettant d'amarrer lesdites élingues à des points d'ancrage 21 judicieusement répartis sur la structure logique de la charpente 1 à soulever. Tel qu'on peut le voir sur le dessin de la figure 2 illustrant plus en détails le montage des points d'ancrage du système de levage 2, ceux-ci sont notamment constitués chacun par une tige filetée 221 traversant au moyen de deux Lumières inférieure 221a et supérieure 221b, un des entraits, transversal (103a ou 103b) ou longitudinal 12, et une pièce oblique constituée soit par un arbalétrier (10ira ou 102a), soit par un arêtier (13 ou 14). Cette tige filetée 221, positionnée le plus près possible des extrémités basses des pièces obliques de la charpente 1, sont maintenues en place au moyen de deux écrous inférieur 222 et supérieur 223 de manière à maintenir à exercer une compression sur les pièces obliques et sur les entraits horizontaux de la charpente 1.Cette compression, appliquée préalablement à l'opération de levage, définit alors une précontrainte dont la force, symbolisée par la flèche P, annihile les forces de déformation de la structure de la charpente 1. L'écrou supérieur 223 vissé sur les tiges filetées 221 est, selon une réalisation préférentielle de l'invention, préformé d'un anneau 223a définissant un moyen d'attache des crochets 202 des élingues 20 aux points d'ancrage 21, afin que les efforts de traction, symbolisés par la flèche T, exercés par les élingues 20 pendant l'opération de levage, soient transmis directement aux tiges filetées 221 sur lesquelles sont mises en oeuvre les compressions préalables (flèche P). Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les lumières 221a et 221b autorisant le passage des tiges filetées 221 à travers les pièces obliques et les entraits de la charpente 1 sont pratiquées de manière à ce que lesdites tiges filetées 221 soient orientées le long d'axes disposés sensiblement dans le prolongement des axes des élingues 20 en traction. Ainsi, Les forces de précontrainte P annulent plus facilement les forces de traction T, qui entraîneraient les déformations de la structure logique de la charpente 1. En outre, ces lumières 221a et 221b sont préférentiellement réalisées le plus près possible des extrêmités basses des pièces obliques de la charpente 1, endroits les plus sujets aux déformations. Le levage de la charpente 1 assemblée et couverte, dont les points d'ancrage 22 sont disposés le plus près des bords, a le grand avantage de réaliser un test de résistance à la déformation de la structure assemblée, avant que celle-ci ne repose sur la poutre sablière 30 de l'édifice 3. La pose de la charpente 1 couverte de l'invention est simple et la suivante. Dans un premier temps, les différentes pièces de bois sont assemblées au sol pour réaliser la charpente 1 sur laquelle est ensuite posée la couverture. Dans un deuxième temps, six jeux de deux lumières 221a et 221b sont pratiqués dans les deux entraits transversaux 103a, 103b et les quatre arbalétriers 101a, 102a, 101b, 102b des deux fermes 10a et 10b d'une part, et dans l'entrait longitudinal 12 et les deux arêtiers 13, 14 d'autre part, pour autoriser le passage de six tiges filetées 221. Dans un troisième temps, six jeux de deux écrous 222 et 223 sont vissés sur les extrémités des tiges filetées 221, via des plaques 224 formant tampon et redressant les différences d'angles entre les écrous et les pièces de bois, de manière à exercer une force de compression préalable (flèche P) entre les pièces obliques et les entraits de la charpente 1. Dans un quatrième temps, les crochets 202 des élingues 20 sont engagés dans les anneaux 223a des écrous 223, puis l'ensemble de la charpente 1 est hissée jusqu'au dessus de la poutre sablière 30 de L'édifice 3, sur laquelle elle est ensuite déposée. Dans un cinquième et dernier temps, une fois Les crochets 202 dégagés des anneaux 223a, les écrous 222 et 223 sont dévissés, permettant d'ôter de la charpente 1 posée, les différentes pièces d'ancrage nécessaires à l'opération de levage. On comprend que le procédé de pose de toiture, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 1................................ Charpente 10a, 10b..................... Fermes 101a,101b,102a,102b...... Arbalétriers 103a,103b ................ Entraits transversaux 104a,104b................ Poinçon 11........................... Poutre faîtière 12 Entrait longitudinal 13,14........................ Arêtiers 2 Système de levage 20 Elingues 201 Manilles 202 ...... Crochets d'ancrage 21 Organe de préhension d'un appareil de levage 22 .. Points d'ancrage 221 Tiges filetées 221 a, 221b Lumières 222 Ecrous inférieurs 223 Ecrous supérieurs 223a Anneaux de levage 224 Plaques 3 Edifice 30 Poutre sablière Flèche P......................... Force de précontrainte Flèche T......................... Force de traction REVENDICATIONS 1. Procédé de pose d'une toiture du type de celle comprenant une couverture soutenue par une charpente traditionnelle tridimensionnelle (1), CARACTERISE EN CE QU'il consiste - dans un premier temps, à assembler in situ au sol, les différentes pièces constitutives de la charpente (1) et à poser sur la charpente ainsi montée, les éléments de couverture, - dans un deuxième temps, à définir sur la charpente (1), des points d'ancrage (22) où seront mises en oeuvre des forces de compression préalable (flèches P) appliquées de manière à annuler les forces de déformation (flèches T) de la structure de la charpente (1), - dans un troisième temps, à associer à ces points d'ancrage (22) des moyens d'attache (223a) traversant la toiture, afin de les amarrer à des élingues (20) d'un système de levage (2), - dans un quatrième temps, à hisser à l'aide du système de levage (2), la charpente assemblée couverte (1) jusqu'au sommet de la construction de l'édifice à couvrir (3) pour la déposer ensuite sur la poutre sablière (30) de ce dernier, - dans un cinquième et dernier temps, à ôter les moyens d'attache (223a) et les points d'ancrage (22) de ladite charpente couverte posée (1). 2. Procédé de pose selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE les susdites forces de compression préalable (flèches P) appliquées de manière à annuler les forces de déformation (flèches T) de la structure logique de la charpente (1), sont mises en oeuvre entre les pièces obliques (lova, 102a, 101 b, 102b, 13, 14) et les entraits horizontaux (103a, 103b, 12) de la charpente (1). 3. Procédé de pose selon la revendication 1, CARACTERISE En CE QUE les forces de compression préalable (flèches P) sont appliquées sur la charpente (1), selon un axe sensiblement confondu avec l'axe théorique des forces de traction (flèches T) qui seront exercées au niveau des points d'attache (223a), lors de l'opération de levage, et selon un sens inverse à celui de ces dernières 4.Dispositif de levage permettant de mettre en oeuvre le procédé de pose de toiture selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE chaque point d'ancrage (22) se compose d'au moins - d'une tige filetée (221) traversant, à travers deux Lumières (221a et 221b), un entrait (103a, 103b, 12) et une pièce oblique (101a, 102a, 101b, 102b, 13, 14) de la charpente (1), - et de deux écrous (222 et 223) venant se visser sur les deux extrêmités libres de ladite tige filetée (221) pour maintenir en compression ladite pièce oblique et ledit entrait. 5. Dispositif de levage selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'écrou supérieur (223) des points d'ancrage (22) est préformé d'un anneau (223a) faisant office de moyen d'attache d'une élingue (20) d'un système de levage (2). 6. Dispositif de levage selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les susdites tiges filetées (221) sont positionnées le plus près possible des extrémités basses des pièces obliques de la charpente (1). 7. Dispositif de levage selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les lumières (221a et 221b) autorisant le passage des tiges filetées (221) à travers les pièces obliques et les entraits de La charpente (1), sont pratiquées de manière à ce que lesdites tiges filetées (221) soient orientées le long biaxes disposés sensiblement dans le prolongement des axes des élingues (20) en traction. 8. Dispositif de levage selon les revendications 4 et 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le système de levage, permettant de hisser la charpente (1) jusqu'au dessus de la poutre sablière (30) de l'édifice (3) à couvrir, est constitué par un faisceau de plusieurs élingues (20) dont les extrêmités hautes d'une part, sont équipées de manilles (201) pour être crochetées dans un organe de préhension (21) d'un appareil de levage et dont les extrêmités basses d'autre part, sont aménagées de crochets (202) pour être amarrées dans Les anneaux (223a) des points d'ancrage (21) de la susdite charpente (1).