Brevet FR2710928A1 — publié le 19950414

Construction industrialisée à ossature bois La présente invention concerne le domaine du bâtiment, en particulier de la construction industrialisée, et a pour objet une telle construction industrialisée à ossature bois. Actuellement, la construction industrialisée est généralement du type à structure porteuse en béton armé ou en métal et à revêtement par panneaux préfabriqués, en pans entiers de béton ou en panneaux modulaires de tous types, avec ou sans isolation intégrée, un revêtement intérieur étant rapporté en finition. Ces constructions connues permettent de satisfaire à toutes les conditions de résistance et d'esthétique requises. Cependant, elles présentent l'inconvénient d'une mise en oeuvre lourde et difficile et la continuité de l'isolation au droit des infrastructures est particulièrement délicate à assurer. I1 existe également des constructions à ossature porteuse en bois, dont la mise en oeuvre est rapide et simple et qui permettent l'obtention de grandes surfaces d'un seul tenant par mise en oeuvre de poutres arquées en bois lamellé collé. De telles constructions ne permettent, cependant, pas la réalisation de bâtiments à étages multiples, ni un cloisonnement interne, modulaire ou non. En outre, les dalles utilisées couramment en construction industrialisée sont généralement constituées par des dalles modulaires de longueur équivalente à une portée entre appuis ou par des prédalles de faible épaisseur, également en béton armé et destinées à la réception d'un béton ou d'une chape allégé ultérieurement recouvert d'un revêtement. Ces dalles ou prédalles nécessitent dans tous les cas, soit des travaux complémentaires de coulage d'un béton ou d'une chape, soit des travaux de revêtement de leurs faces inférieure et supérieure en vue de la finition des plafond et sol correspondants. On connaît également des systèmes de prédalles collaborantes en acier, voire à base de panneaux de bois ou d'agglomérés de bois ou autres matériaux, mettant en oeuvre des connecteurs métalliques assurant la liaison mécanique avec une couche de béton, le coffrage perdu étant utilisé en élément de traction, tandis que la couche de béton forme un élément de compression, les connecteurs métalliques ou ferraillage assurant la liaison et s'opposant au glissement de l'élément tendu, qui forme prédalle, par rapport à l'élément comprimé constitué par la couche de béton superficiel. Les prédalles ainsi obtenues reçoivent généralement, après réalisation, un enduit de finition, qui surenchérit, de ce fait, le coût de la construction. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet une construction industrialisée à ossature bois caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par des moyens verticaux modulaires de support, par des dispositifs d'assemblage vertical desdits moyens verticaux, par des supports horizontaux reliés aux moyens verticaux et par des éléments de plancher modulaires montés sur les supports horizontaux, les différentes parties étant assemblées entre elles par empilement et emboîtement à sec avec serrage au moyen de boulons et/ou de vis. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'une construction conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle éclatée en perspective, à plus grande échelle, d'un noeud d'étage avec allège la figure 3 est une vue partielle éclatée en élévation latérale et en coupe du noeud d'étage suivant la figure 2 la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'un noeud d'étage sans allège les figures 5 et 6 sont des vues partielles en coupe représentant des joints entre éléments de plancher; la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un élément de plancher pourvu d'un revêtement en béton; la figure 8 représente un détail agrandi de la figure 7 les figures 9 et 10 sont des vues en coupe analogues à celle de la figure 7 représentant des variantes de réalisation de l'élément de plancher selon la figure 7, et les figures 11 et 12 sont des vues en coupe longitudinale représentant deux variantes possibles de réalisation d'éléments de plancher selon les figures 7 à 10. Conformément à l'invention et comme le montrent plus particulièrement, à titre d'exemple, les figures 1 à 4 des dessins annexés, la construction industrialisée à ossature bois est essentiellement constituée par des moyens verticaux modulaires de support 1, par des dispositifs 2 d'assemblage vertical desdits moyens verticaux 1, par des supports horizontaux 3 reliés aux moyens verticaux 1 et par des éléments de plancher modulaires 4 montés sur les supports horizontaux 3, les différentes parties étant assemblées entre elles par empilement et emboîtement à sec avec serrage au moyen de boulons et/ou de vis. Les moyens verticaux modulaires de support 1 sont avantageusement constitués par des poteaux creux de section carrée ou rectangulaire pouvant être munis à leurs extrémités des dispositifs 2 d'assemblage vertical se présentant avantageusement sous forme de profilés métalliques constitués par des tubes ou des profilés en U de section correspondante à la section creuse des poteaux formant les moyens verticaux 1, lesdits tubes ou profilés en U formant les dispositifs 2 étant fixés dans les extrémités des poteaux formant les moyens verticaux 1 par l'intermédiaire de goujons, de vis ou de boulons. Une telle réalisation des moyens verticaux 1 permet d'obtenir, d'une part, une grande rigidité de ces derniers et, d'autre part, d'effectuer des assemblages discrets, c'est-à-dire des assemblages dans lesquels les moyens de liaison restent invisibles et, enfin, ce mode de réalisation permet également de ménager des passages de gaines et de câbles et/ou d'autres dispositifs de distribution de fluide ou d'énergie. Selon une caractéristique de l'invention, les poteaux formant les moyens verticaux 1 sont avantageusement munis, sur chaque angle, d'une feuillure 5. De telles feuillures 5 permettent, notamment, d'assurer l'étanchéité des raccordements, tant de panneaux 6 formant des allèges, que de menuiseries ou de cloisons intérieures, non représentées. En outre, du fait de la prévision de feuillures 5 aux quatre coins des poteaux formant les moyens verticaux 1, les panneaux 6 formant les allèges peuvent être fixés aussi bien du côté de la face externe des poteaux, que du côté de la face interne de ces derniers, ou encore entre lesdits poteaux, en fonction de l'aspect architectural recherché. Enfin, ce mode de réalisation permet également une pose directe de vitrages fixes dans les feuillures 5, sans prévision d'une menuiserie spécifique. Les supports horizontaux 3 reliés aux moyens verticaux 1 sont constitués, de préférence, chacun, par une poutre moisée stratifiée, en bois lamellé collé ou en bois reconstitué à base de fragments de bois à fibres longues orientées et collées. L'espace entre moises de chaque poutre constituant les supports horizontaux 3 permet la disposition d'un éclairage d'ambiance, le passage de gaines ou l'arrêt en tête d'un cloisonnement. En outre, il est possible de réaliser un dépassement des moises en façade, afin de ménager une corniche de protection du niveau correspondant de la façade ou un balcon ou l'accrochage de protections solaires (non représentées). L'utilisation de poutres reconstituées à base de fragments de bois à fibres longues orientées et collées permet l'obtention de performances mécaniques élevées en cas de sollicitations importantes. Les éléments de plancher modulaires 4 se présentent avantageusement sous forme de panneaux épais de forte densité stratifiés ou à base de fragments de bois à fibres longues orientées et collées et dont les jointoiements longitudinaux et transversaux sont réalisés par un assemblage tubulaire de tasseaux verticaux 7 fixés aux bords desdits panneaux et s'étendant parallèlement et en retrait par rapport aux faces supérieure et inférieure de ces derniers et de tasseaux ou planches 8 s'étendant horizontalement au-dessus et en dessous des tasseaux verticaux 7, s'aboutant contre les panneaux formant les éléments de plancher 4 et fixés par leurs bords longitudinaux sur les tasseaux verticaux 7, de manière à délimiter un vide pour le passage de gaines, de conduites ou autres. Ce mode de jointoiement entre panneaux formant les éléments modulaires 4 permet l'obtention de gaines de passage pour des réseaux électriques, téléphoniques, informatiques ou autres, ainsi qu'un fini de surface, tant supérieur qu'inférieur, c'est-à-dire de plancher ou de plafond esthétiquement parfait. L'utilisation d'une moquette plombante en revêtement de plancher permettra un accès facile aux gaines ainsi réalisées et une correction acoustique des bruits d'impact. Les poteaux formant les moyens verticaux 1 sont préférentiellement disposés à des entr'axes correspondant aux modules des panneaux formant les éléments modulaires de plancher 4 ou à un multiple ou un sous-multiple entier de ces modules. I1 en résulte la possibilité de réaliser le jointoiement entre panneaux au niveau desdits poteaux ou au niveau des supports horizontaux 3 formés par les poutres moisées. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, non représentée aux dessins annexés, les panneaux formant les éléments de plancher modulaires 4 peuvent également être pourvus en sous-faces, à intervalles réguliers, de nervures de rigidification. De telles nervures permettent d'augmenter les performances de portée et/ou de surcharge, ainsi que la réalisation de caissons de haute performance et peuvent être utilisées, en outre, pour le logement d'isolants phoniques ou thermiques. Selon une variante de réalisation de l'invention et comme le montrent plus particulièrement les figures 7 à 12 des dessins annexés, les panneaux formant les éléments de plancher modulaires 4 peuvent également être constitués chacun par un assemblage et un collage de planches à chant 9 sur leur face verticale de contact, seule la rive 10 des planches correspondant à la face inférieure des panneaux étant délignée, l'autre rive 11 étant brute. Conformément à une caractéristique de l'invention, l'assemblage des planches 9 le long de leurs faces verticales de contact est réalisé au moyen de rainures 12 et languettes 13 multiples usinées dans lesdites faces. Un tel assemblage empêche tout déplacement vertical d'une planche isolément, tout en permettant le retrait dans son épaisseur sans préjudice pour le comportement fonctionnel et esthétique du complexe. Les planches 9 utilisées sont avantageusement des planches irrégulières dans leurs dimensions et, en particulier, des planches de rive. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de plancher modulaires 4 formés par l'assemblage de planches 9 peuvent former avantageusement une prédalle de plafond en bois, dont la face supérieure est recouverte d'une couche de béton 14 (figures 7 à 12). Du fait de l'assemblage par rainures et languettes multiples collées, l'étanchéité à la laitance du ciment lors de la mise en oeuvre du béton de recouvrement 14 est assurée. En outre, les irrégularités des planches 9, à savoir conicité, hauteurs variées, rive forestière, permettent la formation d'un nombre important de niches, pièges et redents accrochant le béton de recouvrement 14 se solidarisant avec ce dernier pour créer un élément mixte béton-bois, dont le bois sert d'élément de traction et de connecteur. Les planches 9 formant les panneaux constitutifs des éléments de plancher 4 sont de longueur égale à la longueur d'un panneau (figure 11) ou sont aboutées à joints vifs, avec entures ou analogue (figure 12). Selon une autre caractéristique de l'invention, les planches 9 peuvent être disposées avec alternance de niveau de leur rive équarrie 10 d'une planche à l'autre, d'une planche par rapport à un paquet de planches (figures 9 et 10) ou d'un paquet de planches à un autre paquet de planches. En outre, il est également possible d'utiliser en alternance des planches d'essences différentes. Ces différents modes de réalisation permettent l'obtention d'effets esthétiques et/ou de correction acoustique sur la partie inférieure apparente des dalles et autorisant de ce fait une utilisation de ces dernières comme plafond fini. I1 est également possible, conformément à une autre caractéristique de l'invention, d'utiliser les panneaux formant les éléments de plancher modulaires 4 et constitué par un assemblage de planches 9 comme panneaux d'allège ou comme parois de séparation. Les panneaux selon les figures 8 à 12 permettent la réalisation de prédalles-plafonds bois mettant en oeuvre des bois juvéniles d'éclaircie pouvant présenter une qualité médiocre et disponibles en abondance. De tels bois ne trouvent à ce jour que peu d'utilisation en bois d'oeuvre. En outre, les usinages nécessaires à l'assemblage de planches 9 entre elles peuvent être effectués avec des tolérances larges sans nuire audit assemblage. Enfin, ce mode de réalisation permet, à l'exception des sciures et des copeaux de rabotage, l'utilisation totale de la matière bois issue de la grume. La construction conforme à l'invention peut être munie, en outre, de ventelles de protection des fa çades de type connu réalisées en bois massif traité et dans des essences appropriées à un usage extérieur, telles que le pin sylvestre, le sapin de Douglas, le mélèze, le châtaigner ou l'iroko, ces ventelles étant suspendues et coulissantes sur des rails, de manière à pouvoir être escamotées sur les parties pleines de la construction ou allèges. La prévision de telles ventelles permet d'améliorer le confort thermique de la construction par régulation modulable de la pénétration solaire. En outre, ces ventelles peuvent être montées sur la structure dès achèvement de l'érection de cette dernière, de manière à constituer une fermeture provisoire pendant les travaux de parachèvement de la construction. De plus, ces ventelles permettent également une protection des des façades achevées contre les intempéries en limitant les entrées d'eau. La construction conforme à l'invention peut être munie, de préférence, d'une structure de toiture à la "Mansart" permettant l'obtention d'un espace habitable supplémentaire et pouvant s'appuyer sur les porteurs acrotères formés, le cas échéant, par les extrémités des moises formant les poutres constituant les supports horizontaux 3. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser une construction industrialisée à ossature bois à partir d'éléments modulaires de base permettant une construction rapide par empilement et emboîtement à sec. Un tel mode de construction permet, en outre, une grande flexibilité et une adaptation aisée à des modifications dans le cadre de sa sous-trame et laisse au concepteur une grande liberté d'expression dans le choix des matériaux de remplissage et dans la structuration des espaces. De plus, la construction conforme à l'invention est parfaitement modulable et propose des éléments de décoration naturels par la constitution même des différents éléments. En effet, les poutres moisées formant les supports horizontaux 3 et les planches 9 formant les éléments de plancher 4 peuvent constituer des éléments finis de décoration sans nécessiter de revêtement supplémentaire. En outre, l'ossature bois contribue au confort thermique en évitant les ponts thermiques usuels dans les autres structures, du fait de la faible conductivité du bois, et ses qualités diélectriques permettent d'éviter toute accumulation d'électricité statique, contribuant ainsi au confort général en rendant la construction globalement saine. Enfin, le bois étant une matière renouvelable, disponible en grande quantité, pouvant être transformé avec une faible dépense d'énergie et non polluant, le coût d'une construction ainsi réalisé est relativement faible comparativement à celui de constructions en béton ou en métal. Par ailleurs, la construction conforme à l'invention présente, par rapport à celles précitées, l'avantage d'offrir une résistance naturelle au feu, de pouvoir être facilement associée à tous matériaux par clouage, collage ou vissage et d'être particulièrement légère, à volume égal, de sorte que le transport et la manutention sont facilités. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Construction industrialisée à ossature bois caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par des moyens verticaux modulaires de support (1), par des dispositifs (2) d'assemblage vertical desdits moyens verticaux (1), par des supports horizontaux (3) reliés aux moyens verticaux (1) et par des éléments de plancher modulaires (4) montés sur les supports horizontaux (3), les différentes parties étant assemblées entre elles par empilement et emboîtement à sec avec serrage au moyen de boulons et/ou de vis. 2. Construction, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens verticaux modulaires de support (1) sont avantageusement constitués par des poteaux creux de section carrée ou rectangulaire pouvant être munis à leurs extrémités des dispositifs (2) d'assemblage vertical se présentant avantageusement sous forme de profilés métalliques constitués par des tubes ou des profilés en U de section correspondante à la section creuse des poteaux formant les moyens verticaux (1), lesdits tubes ou profilés en U formant les dispositifs (2) étant fixés dans les extrémités des poteaux formant les moyens verticaux (1) par l'intermédiaire de goujons, de vis ou de boulons. 3. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les poteaux formant les moyens verticaux (1) sont avantageusement munis, sur chaque angle, d'une feuillure (5). 4. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les supports horizontaux (3) reliés aux moyens verticaux (1) sont constitués, de préférence, chacun, par une poutre moisée stratifiée, en bois lamellé collé ou en bois reconstitué à base de fragments de bois à fibres longues orientées et collées. 5. Construction, suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les moises dépassent en façade, afin de ménager une corniche de protection du niveau correspondant de la façade ou un balcon ou l'accrochage de protections solaires. 6. Construction, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de plancher modulaires (4) se présentent avantageusement sous forme de panneaux épais de forte densité stratifiés ou à base de fragments de bois à fibres longues orientées et collées et dont les jointoiements longitudinaux et transversaux sont réalisés par un assemblage tubulaire de tasseaux verticaux (7) fixés aux bords desdits panneaux et s'étendant parallèlement et en retrait par rapport aux faces supérieure et inférieure de ces derniers et de tasseaux ou planches (8) s'étendant horizontalement au-dessus et en dessous des tasseaux verticaux (7), s'aboutant contre les panneaux formant les éléments de plancher (4) et fixés par leurs bords longitudinaux sur les tasseaux verticaux (7), de manière à délimiter un vide pour le passage de gaines, de conduites ou autres. 7. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 6, caractérisée en ce que les panneaux formant les éléments de plancher modulaires (4) sont pourvus en sous-faces, à intervalles réguliers, de nervures de rigidification. 8. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1, 6 et 7, caractérisée en ce que les panneaux formant les éléments de plancher modulaires (4) sont constitués chacun par un assemblage et un collage de planches à chant (9) sur leur face verticale de contact, seule la rive (10) des planches correspondant à la face inférieure des panneaux étant délignée, l'autre rive (11) étant brute. 9. Construction, suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'assemblage des planches (9) le long de leurs faces verticales de contact est réalisé au moyen de rainures (12) et languettes (13) multiples usinées dans lesdites faces. 10. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que les planches (9) sont avantageusement des planches irrégulières dans leurs dimensions et, en particulier, des planches de rive. 11. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 6 à 8, caractérisée en ce que les éléments de plancher modulaires (4) formés par l'assemblage de planches (9) forment avantageusement une prédalle de plafond en bois, dont la face supérieure est recouverte d'une couche de béton (14). 12. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que les planches (9) formant les panneaux constitutifs des éléments de plancher (4) sont de longueur égale à la longueur d'un panneau ou sont aboutées à joints vifs, avec entures ou analogue. 13. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que les planches (9) sont disposées avec alternance de niveau de leur rive équarrie (10) d'une planche à l'autre, d'une planche par rapport à un paquet de planches ou d'un paquet de planches à un autre paquet de planches. 14. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que les planches (9) sont d'essences différentes et sont utilisées en alternance. 15. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1, 6 à 8, 11 et 12, caractérisée en ce que les panneaux formant les éléments de plancher modulaires (4) et constitués par un assemblage de planches (9) forment simultanément des panneaux d'allège ou des parois de séparation. 16. Construction, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle est munie, en outre, de ventelles de protection des façades réalisées en bois massif traité et dans des essences telles que le pin sylvestre, le sapin de Douglas, le mélèze, le châtaigner ou l'iroko, ces ventelles étant suspendues et coulissantes sur des rails, de manière à pouvoir être escamotées sur les parties pleines de la construction ou allèges.