Brevet FR2716224A3 — publié le 19950818

FR 2716224 A3 19950818 FR 9501734 A 19950216 La présente invention concerne une membrane modulaire pour la construction de structures autoportantes, convenable pour tout type d'édifices à usage industriel. Habituellement, les constructions de type industriel telles que des cabines d'ouvrage, garages, halls, hangars, salons, etc... sont bâties à partir d'une structure métallique qui est recouverte postérieurement avec des feuilles de tôle, uralite ou autres matériaux. En raison de la nécessité d'une structure de support et d'un revêtement externe, ce type d'édifices, souvent provisoire, se révèle habituellement excessivement cher par rapport à la fonction qu'il doit réaliser. D'autre part, les feuilles de revêtement de la structure sont lisses ou possèdent seulement des nervures sur une seule face. Ces nervures renforcent la zone de compression de la feuille et permettent de bien supporter la charge exercée sur cette face. Toutefois, sur la face postérieure, cette même structure de la feuille donne lieu à une faible résistance à la traction, car la force de flexion sur la feuille augmente en présence de l'application de la charge, laquelle feuille finit par se courber finalement. Une solution évidente pour éviter ce problème est la superposition de feuilles, la feuille supérieure faisant face à la feuille inférieure, ce qui ménagerait une base de soutien qui augmenterait la résistance de la zone de traction. Cette solution est peu viable car elle provoquerait l'utilisation du double des feuilles normalement utilisées dans la construction de la structure, enchérissant exagérément son prix de fabrication. D'autre part, l'étagement que l'on donne entre les feuilles au fur et à mesure que l'on engendre la structure produirait un autre problème à résoudre. L'élément de membrane modulaire de l'invention a pour but la création de structures autoportantes, au moyen de l'utilisation d'un élément modulaire qui assemblé garantit une forte résistance face aux contraintes de compression et de traction de la structure, supportant des charges aussi considérables que celles qui peuvent se rencontrer dans les constructions de voûtes ou de ponts. Ces membranes couvrent une ample gamme d'applications dans le domaine de la construction et de l'ingénierie, comme peuvent être la création de petites cabines préfabriquées ou d'ouvrage, de halls industriels, de toits partiels, d'hangars pour avion, de voûtes, de petits ponts, qu'ils soient complétés par d'autres éléments ou pris individuellement, en même temps qu'elles peuvent être appliquées à d'autres domaines comme celui de l'agriculture (serres, dépôts, cuves, piscines, recouvrement de champs de culture, clôtures de fermeture, silos...), des salons (stands, passerelles...), etc..., et y compris, grâce à ses caractéristiques spéciales et son dessin fonctionnel, comme complément de couverture, de fermeture et de finition de structures déjà existantes (cloisonnements d'édifices, finition intérieure des tunnels routiers,...). Le dispositif de l'invention consiste en une feuille fabriquée par pressage ou laminage en un matériau quelconque qui permette la modulation de la pièce et une résistance suffisante pour son application concrète, telle que par exemple aluminium, acier, fer, métacrilate, Kevlar, polyester, polycarbonés, aramides, carbone... En fonction de la structure que l'on souhaite ériger, cette feuille peut être plane, polygonale ou courbée, ainsi qu'avec une longueur, une largeur et une épaisseur variable. Ladite feuille présente à ses extrémités des cannelures ou saillies longitudinales, l'une convexe, c'est-à-dire vers sa face supérieure, et l'autre concave, c'est-à-dire vers la face inférieure, lesdites saillies étant séparées par une zone centrale plane. Ces cannelures peuvent acquérir des formes multiples et variées de demi-figures géométriques (demi-cercles, demi-élipses, demi-hexagones, demirectangles...), et peuvent disposer en leur intérieur d'une série de renforts qui amélioreront sa résistance à la charge. La feuille se complète par deux appendices aux deux extrémités, parallèles aux cannelures, qui ont une fonction de rebords de chevauchement pour pouvoir entrelacer les feuilles modulaires et créer les chaînes de montage et l'assemblage entre celles-ci, en fermant les demi-figures et en formant des figures géométriques complètes (cercle, élipse, hexagone, rectangle...). Les feuilles s'entrelacent entre elles de sorte que la cannelure inférieure à une extrémité de la première feuille coïncide avec la cannelure supérieure de la feuille suivante, en complétant entièrement la figure géométrique qui forme une section avec un profil de 3650. Les figures géométriques complètes résultant de l'accouplement des feuilles engendrent l'élément de résistance, lequel agit comme poutre de sustentation des parties planes. La variété des figures semi-géométriques des cannelures est vaste, ce qui permet la combinaison de celles-ci au moment d'entrelacer les feuilles en fonction de l'aspect souhaité ou de la nécessité structurelle. Finalement, l'assemblage des feuilles se complète grâce aux appendices respectifs de chaque feuille, parallèles aux cannelures, lesquels appendices s'assemblent par chevauchement, consolidant cette union avec des éléments de serrage le long desdits appendices se chevauchant, comme par exemple vis, rivets, points de soudure, colle, mastic ou tout autre système classique. Pour éviter l'effet d'échelonnement que les feuilles subissent au fur et à mesure que l'on génère la structure par leur chevauchement, les bandes internes contiguës aux cannelures qui constituent la zone d'assise des rebords, présentent une légère dépression. Ce dénivelé permet malgré le chevauchement des feuilles que celles-ci restent unies toujours dans le même plan. Le caractère modulaire des feuilles permet non seulement son assemblage en parallèle, mais aussi des compositions de forme quadrillée par superposition perpendiculaire. Pour rendre possible ce type d'entrelacement perpendiculaire, on a élaboré une variante dans le dessin de la membrane modulaire, consistant en la réalisation d'évidements ou de sièges orientés perpendiculairement aux cannelures, dont la section correspond à celle des éléments de renfort des feuilles qui s'assembleront perpendiculairement. On configure de cette manière deux guides prêts à recevoir une autre feuille identique qui se superposera perpendiculairement à la feuille réceptrice. Les feuilles peuvent être également fabriquées en un matériau quelconque secondaire qui offre des caractéristiques différentes de celles purement de résistance pour engendrer des structures. Ainsi, ces feuilles peuvent être converties en matériau d'isolement thermique ou acoustique, ou apporter une plus grande inertie à la membrane en formant un sandwich, par exemple, en utilisant deux feuilles de fibre de verre, une feuille de fibre de verre plus une autre en PVC, une feuille d'aluminium PVC plus une autre d'aluminium, etc... Les éléments de renfort de ces structures peuvent être remplis de diverses façons, de sorte que l'on obtienne de nouvelles solutions structurelles comme des coffrages et des cloisonnements fixes ou non récupérables, les cannelures étant dans ce cas remplies de béton arme. D'autre part, les membranes peuvent également être utilisées comme éléments de finition, de cloisonnement ou de coffrage pour des structures métalliques déjà engendrées, dans lequel cas les cannelures desdites membranes recouvriront les éléments structurels existants, en embellissant, fortifiant et protégeant simultanément la totalité de la structure. Afin d'illustrer ce qui est exposé jusqu'à présent, sont annexées au présent mémoire descriptif deux planches de dessins qui font partie intégrante de la description et dans lesquelles sont représentés d'une manière simplifiée et schématique deux exemples de réalisation donnés à titre uniquement illustratif et non limitatif des possibilités pratiques de l'invention, dans lesquelles - les figures 1A et 1B sont des vues respectivement de profil et en perspective du dispositif de l'invention - les figures 2A et 2B sont des vues respectivement en profil et en perspective de deux dispositifs assemblés conformes à la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en perspective d'une autre membrane modulaire adaptée à la superposition d'une autre membrane suivant une direction perpendiculaire. Suivant l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1A et 1B, le dispositif de l'invention consiste en feuille 1 fabriquée par pressage ou laminage, modulée en un matériau quelconque de résistance suffisante pour son application concrète suivant les nécessités, comme par exemple aluminum, acier, fer, métacrilate, Kevlar, polyester, polycarbonates, aramides, carbone, etc. Cette feuille peut être plane, polygonale ou courbée, et de longueur, de largeur et d'épaisseur variables, en fonction toujours de son application déterminée et de la structure que l'on souhaite engendrer. Cette feuille présente à ses extrémités des cannelures longitudinales, l'une convexe 2, et l'autre concave 3 séparées une zone centrale plane 4. La section de ces cannelures peut présenter différentes formes correspondant à des moitiés ou arcs de 1800 de figures géométriques (demicercles, demi-élipses, demi-hexagones, demi-rectangles...). A l'intérieur de ces cannelures peuvent être disposées une série de tiges ou cordons de renfort 5 qui améliorent sa résistance à la charge (voir figure 3). La feuille se prolonge par deux rebords ou rabats 6 situés sur les deux côtés latéraux de la pièce, parallèles aux cannelures 2 et 3, dont la fonction est l'entrelacement des membranes pour la création de chaînes structurelles et l'assemblage entre celles-ci. L'assemblage des membranes provoque la coïncidence des demi-figures respectives de chaque feuille, lesquelles membranes forment par superposition des figures géométriques complètes (cercle, ellipse, hexagone, rectangle...). A cet effet, les membranes se superposent de sorte que la cannelure inférieure 3 de la première feuille coïncide avec la cannelure supérieure 2 de la feuille suivante, complétant entièrement la figure géométrique, qui forme une section à profil de 3650. Les figures géométriques complètes résultantes engendrent l'élément résistant, lequel joue le rôle de poutre de soutien des parties planes. L'assemblage de membranes se réalise au moyen d'éléments de serrage classiques 7 qui sont situés le long de la surface en chevauchement, tels que par exemple vis, rivets, points de soudure, colle, mastic, etc. Afin que l'assemblage entre les modules distincts constitutifs de la structure autoportante ne présente pas l'effet d'étagement précité, les rabats 6 viennent reposer sur une zone d'assise 8 située sur le côté intérieur de chaque cannelure et disposée à un niveau distinct de la zone centrale plane 4. Ce dénivelé permet malgré le chevauchement des feuilles que celles-ci s'assemblent suivant la génératrice d'un même plan. Lorsqu'on effectue l'assemblage de deux zones de la structure autoportante dans lesquelles la direction des renforts ne coïncide pas, on utilisera des pièces d'assemblage suivant la figure 3. Ces pièces disposent d'évidements variés 9, réalisés transversalement par rapport aux cannelures 3, et dont la section également répond à une figure semi-géométrique. Bien que la description ait été décrite en référence à des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Membrane pour la construction de structures autoportantes, caractérisée essentiellement par le fait qu'elle est constituée par une feuille (1), fabriquée par pressage ou laminage en un matériau quelconque simple ou composé du type sandwich, qui permette de moduler la pièce et une résistance suffisante pour son application concrète, modelée en forme plane, polygonale ou courbée, et à longueur, largeur et épaisseur variables, toujours en fonction de la structure à engendrer dans tous les cas, aux extrémités de laquelle sont pratiquées deux cannelures longitudinales, l'une convexe (2) et l'autre concave (3), chacune d'entre elles présentant une section en forme de demi-figure géométrique, par exemple demi-cercle, demi-hexagone ou demi élipse, et qui sont éventuellement dotées de renforts internes (5), toutes deux séparées par une zone centrale plane (4) qui connaît un léger dénivelé sur les franges contiguës aux cannelures engendrant des zones d'assise (8), dans lesquelles s'adaptent, lors du montage, des rebords (6) situés aux deux extrémités d'une autre feuille. 2. Membrane pour la construction de structures autoportantes selon la revendication 1, caractérisée par le fait, qu'en cas d'assemblage entre des membranes modulaires dotées de cannelures de renfort (2, 3) selon des directions distinctes, chaque membrane modulaire participant à la zone d'assemblage présente une pluralité de nouveaux évidements ou cannelures (9), orientés dans la direction des modules à assembler, dont la section correspond à celle des cannelures (2, 3) des modules à assembler.