Brevet FR2676242A1 — publié le 19921113

La présente invention est relative à un ensemble de couverture et de surtoiture de bâtiment, du type comprenant une tôle nervurée fixée sur la charpente du bâtiment, une couche d'isolation disposée sur cette tôle, un revêtement d'étanchéité recouvrant cette couche d'isolation, et des piètements traversant le revêtement d'étanchéité, fixés de manière directe ou indirecte à la charpente et supportant la surtoiture. Les surtoitures, ayant principalement une fonction esthétique, sont composées d'éléments discontinus fixés sur des piètements ou des costières. Ces surtoitures n'assurent pas la fonction "étanchéité" car, souvent, les éléments discontinus ne sont pas jointifs, ou présentent un emboîtement non étanche. La fonction étanchéité est assurée par une couverture, placée sous la surtoiture, qui, dans le cadre de la présente invention, est constituée d'une tôle d'acier nervuré, d'une isolation thermique et d'un revêtement d'étanchéité par membrane bitumineuse ou synthétique. Les piètements ou les costières assurent la liaison mécanique entre la surtoiture et la charpente qui reçoit la couverture étanche. Dans des agencements connus utilisant des piètements du type précité, les piètements sont des fûts métalliques, munis d'une platine supérieure, qui sont préfixés, à intervalles réguliers, par boulonnage ou soudage sur les pannes, souvent métalliques, de la charpente. Les piètements sont destinés à supporter les éléments discontinus de la surtoiture, soit directement, soit par l'intermédiaire de lisses fixées sur leurs têtes, avec des moyens de calage pour leur réglage vertical. Un problème essentiel posé par ces agencements réside dans le fait que l'espacement des ondes des tôles nervurées ne correspond normalement pas à celui des piètements. Ceci oblige à découper la tôle nervurée in situ autour des piètements préfixés, ce qui est une opération très longue. L'invention a pour but de simplifier considérablement la pose des surtoitures sur piètements en apportant une économie importante par gain de temps de mise en oeuvre. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de couverture et de surtoiture du type précité, caractérisé en ce que les piètements comprennent une partie inférieure fixée soit sur la tôle nervurée, soit à la charpente à travers au moins un fond d'onde de cette tôle, et une partie supérieure en saillie audessus du revêtement d'étanchéité, et en ce que des moyens sont prévus pour assurer l'étanchéité entre ladite partie supérieure et la région du revêtement d'étanchéité qui entoure le piètement. Suivant d'autres caractéristiques : - ladite partie inférieure constitue un piètement inférieur, et ladite partie supérieure constitue un piètement supérieur qui est fixé sur le piè- tement inférieur au niveau du revêtement d'étanchéité ou légèrement au-dessus de ce niveau - le piètement inférieur comporte au niveau du revêtement d'étanchéité une embase plane sur laquelle le revêtement se fixe par soudage ou collage, et le piètement supérieur est muni de moyens de liaison étanche à cette embase; - le piètement inférieur comporte à son extrémité supérieure un tube intérieurement fileté dans lequel peuvent se mettre en place successivement un bouchon provisoire et une tige filetée inférieure du piètement supérieur; - le bouchon provisoire possède une tête pointue;; - ladite tige filetée comporte un épaulement d'arrêt dont le diamètre est supérieur au diamètre maximal du filetage, l'embase se bloquant entre cet épaulement et l'extrémité supérieure dudit tube; - le piètement supérieur comporte, au dessus de l'épaulement d'arrêt, une collerette de diamètre supérieur à celui de cet épaulement, cette collerette pressant le revêtement d'étanchéité, éventuellement avec interposition d'un joint ou d'une couche d'étanchéité; - la collerette est légèrement inclinée vers le bas; - le piètement supérieur comporte une assise plane qui se fixe en plusieurs points à l'embase par des organes de fixation traversant le revêtement d'étanchéité; - chaque piètement porte une platine de support de surtoiture réglable en hauteur;; - le revêtement d'étanchéité est découpe autour de chaque piètement, et il est prévu pour chaque piètement un chapeau d'étanchéité traversé par ce piètement et comprenant une semelle annulaire collée ou soudée sur le revêtement et un collet central entourant le piètement et fixé à joint étanche sur son pourtour, notamment au moyen d'un collier de serrage. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente un ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention, en coupe verticale passant par une panne de la charpente; - la figure 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 représente un accessoire de cet ensemble - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 d'un autre ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention ; - la figure 5 est une vue prise en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4 - la figure 6 est une vue analogue à la figure 1 d'un autre ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention, cette vue étant toutefois prise en coupe suivant un plan perpendiculaire à celui de la figure 1 ;; - la figure 7 est une vue analogue à la figure 1 d'un autre ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1 d'un autre ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention, cette vue étant prise suivant la ligne VIII-VIII de la figure 9 - la figure 9 est une vue prise en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 8; et - la figure 10 est une vue analogue à la figure 1 d'un autre ensemble de couverture et de surtoiture conforme à l'invention. L'ensemble de couverture et de surtoiture représenté à la figure 1 est destiné à recouvrir un bâtiment dont la charpente comprend des pannes 1 à section en I. Cet ensemble est constitué d'une couverture etanche 2 et d'une surtoiture 3 portée par des piètements 4. La couverture 2 comprend - une tôle 5 en acier nervuré dont les ondes 6, en saillie vers le bas, ont une section tra pèzoïdale et sont perpendiculaires aux pannes 1, ces ondes étant séparées par des plages horizontales 7 - une couche d'isolation 8, constituée de plaques en une matière isolante appropriée, telle que la laine de verre ou de roche, qui s'appuie sur les plages 7 - un revêtement d'étanchéité 9 constitué d'une membrane bitumineuse ou synthétique et recouvrant la couche 8. La surtoiture 3 est constituée d'éléments de surtoiture 10 s'emboîtant les uns dans les autres et fixés de façon non étanche, par des vis 11, à des lisses 12 à section en S parallèles aux pannes 1 et disposées au droit de celles-ci. Chaque piètement 4 comprend deux parties principales, à savoir un piètement inférieur 13 et un piètement supérieur 14. Le piètement inférieur 13 comprend un tube métallique 15 fileté intérieurement, extérieurement hexagonal à sa partie supérieure, solidaire à sa base d'une vis autotaraudeuse 16 et rendu solidaire à son sommet, d'une manière qui sera décrite plus loin, d'une rondelle ou embase rigide 17 de diamètre au moins égal à 7 cm. Le piètement supérieur 14 comprend une tige 18 dont les parties inférieure 19 et supérieure 20 sont filetées et qui comporte entre ces deux parties une zone plus large. Cette zone intermédiaire comprend une partie cylindrique 21 de diamètre supérieur au plus grand diamètre de la partie 19, et, juste audessus de cette partie 21, une collerette 22 de diamètre nettement plus grand, quoique très inférieur à celui de l'embase 17. Le piètement 14 est complété par une platine 23 qui porte sur sa face inférieure une douille 24 se vissant de façon réglable sur l'extré- mité supérieure de la tige 18. Les lisses 12 se fixent sur les platines 23 au moyen de vis 25. Le montage de l'ensemble de couverture et de surtoiture ainsi décrit s'effectue de la manière suivante, qui comporte la mise en oeuvre des piètements après la pose des tôles d'acier nervuré, sans découpage de celles-ci. La tôle nervurée 5 étant posée sur les pannes 1, on visse les vis 16 dans ces pannes à travers les fonds des ondes 6, ce qui assure la fixation de la tôle 5 sur la charpente. Puis on empale les plaques d'isolation 8 sur les tubes 15, et la longueur de ces tubes est telle que leur extrémité supérieure affleure la face supérieure de la couche d'isolation. On pose alors une embase 17 sur chaque tube 15, et on la fixe au moyen d'un bouchon vissé provisoire 26, représenté à la figure 3, dont la tête est pointue, possède une hauteur légèrement supérieure à l'épaisseur du revêtement 9 et comporte une fente verticale diamétrale 27 pour son vissage/dévissage. En variante, on peut se contenter de maintenir en position l'embase 17 par un bouchon analogue au bouchon 26 mais non fileté. On fixe également les plaques d'isolation sur la tôle 5 au moyen de vis autotaraudeuses 28 dont la tête prend appui sur une large rondelle 29. Ensuite, on déroule la membrane constituant le revêtement d'étanchéité 9 sur la couche 8, et on assure sa fixation par soudage ou par collage sur la couche 8, sur les rondelles 29 et sur les embases 17. Pendant cette opération, les têtes des vis 26 perforent le revêtement 9 et dépassent légèrement au-dessus de celui-ci. Puis on retire les bouchons 26 et l'on visse dans chaque tube 15 la partie inférieure 19 d'une tige 18 jusqu'à ce que l'épaulement inférieur de la partie cylindrique 21, après avoir écrasé un anneau du revêtement 9, bute sur l'embase 17 et la coince contre la tranche d'extrémité supérieure du tube 15. Cette traversée du revêtement est pratiquement étanche, et l'étanchéité est renforcée par la pression de la collerette 22 sur la face supérieure du revêtement, réalisée avec ou sans adjonction de mastic ou d'un joint annulaire d'étanchéité (non représenté). Enfin, les platines 23 sont vissées jusqu'à la hauteur désirée, et la fixation des lisses 12 rend le montage indéréglable. La hauteur libre h entre ces lisses et le revêtement 9, permettant la circulation des eaux de pluie, peut être nettement inférieure à 15 cm et, par exemple, de l'ordre de 4 cm. La variante représentée à la figure 4 diffère de la précédente1 pour l'essentiel, par les points suivants - le tube 15 est remplacé, dans le piètement inférieur 13A, par trois éléments qui se vissent les uns dans les autres, à savoir un demi-tube inférieur 15A extérieurement hexagonal, un demi-tube supérieur 15B et une tige filetée 15C de liaison - entre l'embase 17 et la couche 8 est prévue une plaque souple 30 de dimension très supérieure au diamètre de l'embase ; les vis 28 et leurs rondelles 29 sont supprimées, et le revêtement 9 est fixé uniquement sur les plaques 30 et les embases 17 - les parties 20, 21 et 22 de la tige 18 sont remplacées, dans le piètement supérieur 14A, par un tube métallique 20A fileté intérieurement et extérieurement hexagonal à sa partie supérieure, et la douille 24 de la platine par une tige filetée 24A qui se visse dans ce tube 20A. Par ailleurs, les lisses 12A ont une section en U, et les éléments de surtoiture 10A sont espacés les uns des autres. Cette variante simplifie le montage par l'absence de toute fixation des plaques d'isolation, et de plus ne laisse pas apparaître de pointe de vis sous la tôle 5. Elle permet d'équiper d'une surtoiture une couverture étanche telle que décrite dans la demande de brevet FR 90 01 755 au nom de la demanderesse, en conservant les avantages d'une telle couverture. La variante de la figure 6, qui est représentée en coupe suivant un plan perpendiculaire à celui des figures 1 et 4, c'est-à-dire suivant un plan perpendiculaire aux pannes 1 et aux lisses 12 et parallèle aux ondes 6 de la tôle 5, diffère de celle de la figure 1 par les points suivants - le piètement inférieur 13D est monobloc et comporte à son extrémité inférieure une base plane 31 de longueur sensiblement égale à la largeur de l'aile supérieure de la panne 1 et de largeur sensiblement égale à la largeur du bas de l'onde de la tôle 5. Cette base se fixe à la panne 1 à travers la tôle 5, au moyen de plusieurs vis 16D autotaraudeuses, ce qui rigidifie le piètement dans la direction perpendiculaire aux pannes - la collerette 22D est légèrement conique et inclinée vers le bas.Elle définit ainsi un espace 32 où se loge le matériau du revêtement d'étanchéité 9 forcé à fluer lors du vissage du piètement supérieur 14D - la platine 23A comporte un trou central que la partie supérieure du piètement supérieur 14A peut traverser, ce qui augmente les possibilités de réglage en hauteur de la surtoiture et, notamment, facilite la compensation de la flèche des pannes ou d'un mauvais réglage de la charpente, voire la mise en place d'une surtoiture volontairement non parallèle à la couverture 2. La figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'invention qui présente l'avantage de pouvoir transmettre à la charpente de fortes charges dues au poids de la surtoiture, à des surcharges exceptionnelles de neige en région de montagne, ou à des superstructures, telles que des enseignes, à fixer en toiture. Dans cette variante, le piètement inférieur 13E, par exemple en tôle épaisse, présente une forme d'oméga dont les bases 33 correspondent à la géométrie (pas de nervures et largeur) des fonds d'onde des tôles d'acier nervuré. Chaque base 33 se fixe à la panne 1, à travers le fond d'onde, au moyen d'une ou deux vis 16E. Les jambes de l'oméga sont presque verticales, et le sommet du piètement 13E forme une plage ou embase plane 17E, affleurant la surface supérieure de la couche d'isolation 8, sur laquelle est soudé ou collé le revêtement d'étanchéité 9 Le piètement supérieur 14E comporte à son extrémité inférieure une assise plane 34 ayant à peu près les mêmes dimensions que l'embase 17E et se fixant à cette dernière de façon étanche. On a représenté à la figure 7 deux manières différentes d'assurer cette fixation : dans la partie gauche, des vis 35 en saillie vers le haut sur l'embase 17E perforent le revêtement 9 lors de sa mise en place et, après avoir traversé des orifices de l'assise 34, reçoivent des ensembles écrou 36 - rondelle d'étanchéité 37. Dans la partie droite de la figure 7, des vis autotaraudeuses 38, munies d'un joint d'étanchéité 39, sont vissées à travers l'assise 34, le revêtement 9 et l'embase 17E. Si nécessaire, un mastic d'étanchéité peut être placé entre le revêtement 9 et l'assise 34. Le piètement supérieur 14E est complété par un organe mâle fileté 20E en saillie vers le haut sur l'assise 34 et sur lequel se visse de façon réglable une douille 24E solidaire d'une platine porte-lisse 23E. Ce piètement supérieur peut être réalisé en métal comme dans les variantes précédemments décrites ou bien, comme représenté, en une matière plastique ri gide appropriée. La variante des figures 8 et 9 ne diffère de la précédente que par le fait que la fixation du piètement inférieur 13F sur la charpente s'effectue de manière indirecte : le piètement s'étend perpendicuclairement, et non plus parallèlement, aux ondes 6, sur une longueur légèrement supérieure à la largeur de deux ondes et d'une plage 7, et les bases 33 se fixent sur les plages 7 situées de part et d'autre des deux ondes enjambées par le piètement. La largeur du piètement 13F (figure 9) est du même ordre que celle de la panne 1. Les charges de la surtoiture sont descendues sur les pannes 1 par ces deux ondes. La hauteur 1 du piètement 13F est bien entendu, dans ce cas, égale à l'épaisseur de la couche d'isolation 8. En variante encore, les piètements 13F peuvent être remplacés par des blocs de bois ou analogues fixés, par exemple par vissage, sur les plages 7 des tôles nervurées. Il est à noter que, dans ce cas, la plus grande longueur de ces blocs peut être soit perpendiculaire soit parallèle aux ondes 6. Dans les variantes des Figures 7 à 9, des morceaux de plaques d'isolation sont introduits dans les piètements inférieurs 13E, 13F avant la pose de ceux-ci, et le reste de la couche d'isolation est ensuite mis en place. La variante représentée à la figure 10 diffère des précédentes par le fait que l'embase prévue entre les piètements inférieur et supérieur est sup primée. Au lieu de cela, le revêtement d'étanchéité 9 est découpé autour de l'extrémité supérieure du piètement inférieur 13G, lequel se termine au niveau de ce revêtement, ou, comme représenté, légèrement au-dessus. Le piètement supérieur 14G est vissé dans 1 ex- trémité supérieure du piètement inférieur, jusqu'à buter directement contre sa tranche d'extrémité. Pour assurer l'étanchéité, on utilise un chapeau 40 constitué d'une pièce moulée en matière plastique relativement souple. Ce chapeau comporte une semelle annulaire plane 41 collée ou soudée sur la face supérieure du revêtement d'étanchéité 9, et un collet cylindrique 42 traversé par le piètement superieur et fixé de façon étanche sur le pourtour de celui-ci au moyen d'un collier de serrage 43. La variante de la figure 10 convient en particulier lorsque le revêtement 9 est constitué d'une membrane en matière synthétique souple, notamment en PVC, les chapeaux 40 étant alors réalisés dans la même matière. Dans le cas d'un revêtement 9 en produit bitumineux, le chapeau 40 serait réalisé en un matériau compatible avec ce produit, soit sous forme d'une pièce préfabriquée, soit par réalisation in situ. REVENDICATIONS 1 - Ensemble de couverture (2) et de surtoiture (3) de bâtiment, du type comprenant une tôle nervurée (5) fixée sur la charpente (1) du bâtiment, une couche d'isolation (8) disposée sur cette tôle, un revêtement d'étanchéité (9) recouvrant cette couche d'isolation, et des piètements (4) traversant le revêtement d'étanchéité, fixés de manière directe ou indirecte à la charpente et supportant la surtoiture (3), caractérisé en ce que les piètements comprennent une partie inférieure (13; 13A; 13C;...; 13G) fixée soit sur la tôle nervurée (5), soit à la charpente (1) à travers au moins un fond d'onde de cette tôle, et une partie supérieure (14; 14A; 14B; 14E; 14G) en saillie au-dessus du revêtement d'étanchéité (9), et en ce que des moyens (17; 17E; 40) sont prévus pour assurer l'étanchéité entre ladite partie supérieure et la région du revêtement d'étanchéité qui entoure le piètement. 2 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie inférieure (13; 13A; 13C; . ..; 13G) constitue un piètement inférieur, et en ce que ladite partie supérieure (14; 14A; 14B; 14C; 14G) constitue un piètement supérieur qui est fixé sur le piètement inférieur au niveau du revêtement d'étanchéité (9) ou légèrement au-dessus de ce niveau. 3 - Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le piètement inférieur (13; 13A; 13C;....; 13F) comporte au niveau du revêtement d'étanchéité (9) une embase plane (17; 17E) sur laquelle le revêtement se fixe par soudage ou collage, et en ce que le piètement supérieur (14; 14A; 14D; 14E) est muni de moyens de liaison étanche à cette embase. 4 - Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le piètement inférieur (13; 13A; 13D) comporte à son extrémité supérieure un tube (15; 15B) intérieurement fileté dans lequel peuvent se mettre en place successivement un bouchon provisoire (26) et une tige filetée inférieure (19) du piètement supérieur (14; 14A; 14D). 5 - Ensemble suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bouchon provisoire (26) possède une tête pointue (27). 6 - Ensemble suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite tige filetée (19) comporte un épaulement d'arrêt (21) dont le diamètre est supérieur au diamètre maximal du filetage, l'embase (17) se bloquant entre cet épaulement et l'extré- mité supérieure dudit tube (15; 15B). 7 - Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le piètement supérieur (14 14D) comporte, au dessus de l'épaulement d'arrêt (21), une collerette (22 ; 22D) de diamètre supérieur à celui de cet épaulement, cette collerette pressant le revêtement d'étanchéité (9), éventuellement avec interposition d'un joint ou d'une couche d'étanchéité 8 - Ensemble suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la collerette (22D) est légèrement inclinée vers le bas. 9 - Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le piètement supérieur (14E) comporte une assise plane (34) qui se fixe en plusieurs points à l'embase (17E) par des organes de fixation (35; 38) traversant le revêtement d'étanchéité (9). 10 - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque piètement porte une platine (23; 23E) de support de surtoiture réglable en hauteur. 11 - Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement d'étanchéité (9) est découpé autour de chaque piètement (13G), et en ce qu'il est prévu pour chaque piètement un chapeau d'étanchéité (40) traversé par ce piètement et comprenant une semelle annulaire (41) collée ou soudée sur le revêtement et un collet central (42) entourant le piètement et fixé à joint étanche sur son pourtour, notamment au moyen d'un collier de serrage (43).