Brevet FR2728053A1 — publié le 19960614

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage pour la réalisation d'armatures métalliques, et plus particulièrement un profilé métallique adapté à l'assemblage de poutrelles utilisées dans la construction de parois d'isolation ou de structures portantes, notamment pour les plafonds de locaux d'habitation, commerciaux ou industriels. On sait que les structures métalliques telles que les charpentes ou supports de faux plafonds présentent généralement une médiocre résistance au feu, et il est donc nécessaire de les protéger pour obtenir une sécurité satisfaisante. D'autre part, de telles structures peuvent aussi être utilisées pour supporter des parois d'isolation phonique ou thermique, incorporées par exemple dans les planchers ou les plafonds. Les impératifs de l'isolation et de la sécurité ne sont pas cependant facilement compatibles avec les caractéristiques mécaniques des structures, et on a souvent recours à des dispositifs complexes de fixation sur les structures portantes, qui limitent en outre la qualité esthétique de la réalisation. Le brevet FR-A-2.705.708 décrit un dispositif d'isolation phonique de bâtiment comprenant une poutre porteuse du type IPN dont l'aile de fixation est enveloppée par une bande isolante maintenue par un profilé de fixation. Cependant le montage et la mise en place de ces poutres se font de manière classique. La présente invention a pour objet un dispositif permettant l'assemblage de structures métalliques légères, en procurant à la fois une bonne sécurité contre le feu et une bonne isolation acoustique et/ou thermique. Les structures de ce type trouvent tout particulièrement leur application dans le domaine de la réalisation de parois telles que plafonds, cloisons, planchers hauts, doublages de bardages métalliques, et en particulier de plafonds d'isolation phonique et thermique, tant à la construction que lors d'opérations de rénovation de locaux existants. De plus, dans le cas de la rénovation et de l'isolation de plafonds de locaux existants, le dispositif de l'invention permet le recouvrement de surfaces de portée importante ou de formes non planes, sans requérir la présence de piliers ou supports intermédiaires. Le dispositif d'assemblage de l'invention permet de réaliser des structures métalliques légères adaptées pour que l'on puisse y fixer aisément des panneaux et éléments d'isolation et/ou de décoration. Le dispositif conforme à la présente invention comprend essentiellement deux profilés métalliques identiques, opposés et parallèles, reliés l'un à l'autre par au moins un élément central plan, chaque profilé comportant au moins un premier alvéole ouvert, s'ouvrant vers l'extérieur perpendiculairement au plan de l'élément central, et au moins un deuxième alvéole ouvert s'ouvrant parallèlement au plan de l'élément central, de telle sorte que le deuxième alvéole du premier profilé soit orienté face au deuxième alvéole du deuxième profilé, chacun des alvéoles comportant un pli de bordure sur l'un des côtés de l'ouverture. De préférence, chaque profilé est symétrique par rapport au plan de l'élément central, et comporte ainsi deux alvéoles ouverts vers l'extérieur, perpendiculairement au plan de l'élément central, et deux alvéoles ouverts disposés de part et d'autre de ce plan, ceux du premier profilé faisant face à ceux du deuxième profilé. Suivant une première forme de réalisation, les deux profilés métalliques et l'élément central plan forment un seul élément homogène. Suivant une autre forme de réalisation conforme à la présente invention, l'élément central plan est encastré dans au moins une feuillure prévue dans chacun des deux profilés métalliques. Suivant encore une autre forme de réalisation conforme à l'invention, l'élément plan central comporte des plis de bordure sur chacun de ses bords longitudinaux, formant ainsi une poutre à section en H, chacun des deux profilés métalliques étant constitué de deux sous-éléments identiques, disposés en opposition, et venant se fixer sur chacun des plis de bordure de l'élément central. Les deux profilés métalliques et l'élément central plan constituent le profilé de base, et on peut réaliser des armatures métalliques légères en reliant les uns aux autres deux ou plusieurs profilés de base, au moyen d'éléments de liaison et d'agrafes métalliques. Les alvéoles ouverts sont prévus pour recevoir les éléments de liaison constitués par des équerres ou des cornières maintenus en place au moyen d'agrafes métalliques flexibles bloquées à l'intérieur des alvéoles et retenues par le pli de bordure de chaque alvéole. Les alvéoles ouverts peuvent aussi recevoir des accessoires maintenus en place par les mêmes agrafes métalliques. Ainsi, il est possible, conformément à l'invention, de fixer une coiffe de protection contre le feu sur ou sous le profilé de base. Suivant une variante de réalisation conforme à l'invention, il est possible d'assembler deux profilés de base, par assemblage orthogonal ou linéaire, pour former une armature. L'assemblage orthogonal est obtenu en utilisant des équerres dont une branche est introduite dans l'extrémité de l'alvéole extérieur d'un premier profilé, et l'autre branche dans l'alvéole extérieur d'un deuxième profilé, chaque branche étant bloquée dans les alvéoles par au moins une agrafe métallique. L'assemblage linéaire ou bout à bout de deux profilés de base peut se faire au moyen de coulisses, et de préférence deux coulisses insérées dans les alvéoles intérieurs, de part et d'autre de l'élément central. Le blocage des coulisses en position se fait également au moyen des mêmes agrafes métalliques. Conformément à une variante de réalisation conforme à la présente invention, on peut réaliser un assemblage angulaire de deux profilés de base suivant un angle quelconque au moyen d'au moins deux compas, l'une des branches du compas étant insérée dans l'alvéole d'un premier profilé, l'autre branche dans l'alvéole d'un deuxième profilé. Ainsi, les deux compas n'étant pas coaxiaux, l'angle formé par les deux profilés est fixé dès que les branches des compas sont bloquées dans les alvéoles et ne peuvent plus coulisser. Bien entendu, les profilés, coiffes de protection et pièces d'assemblage peuvent être disposés en position verticale pour réaliser des doublages de cloisons de séparation de locaux ou de bardages métalliques. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description ci-après relative à des exemples préférentiels de réalisation, en référence aux dessins annexés qui représentent Figure 1 : une vue en coupe d'un profilé de base selon l'invention, comportant deux éléments de profilé identiques reliés par un voile plan central. Figure 2 : une vue en perspective de deux profilés formant des poutrelles assemblées perpendiculairement pour constituer une armature. Figure 3 : une vue en coupe montrant l'application du profilé à la réalisation d'une armature légère protégée d'isolation. Figure 4 : une vue en coupe montrant la fixation de l'armature au moyen d'une lisse fixée à un mur porteur. Figure 5 : une vue en coupe d'une variante de l'invention appliquée à une double isolation thermique et acoustique. Figure 6 : une vue en perspective d'une autre variante de l'invention, comportant une articulation, adaptée aux surfaces à section polygonale. Figure 7 : une vue en perspective montrant l'assemblage bout à bout de deux profilés au moyen de coulisses. Figure 8 : une vue en coupe d'une autre variante comportant un profilé de base en plusieurs éléments. Comme le montre la Figure 1, le dispositif conforme à la présente invention est constitué par un profilé de base comprenant deux éléments de profilés (1) et (1') identiques, disposés parallèlement et en opposition, reliés par un voile central (2) plan. Chacun des éléments de profilé (1) et (1') comprend deux alvéoles (3a) et (3b) ouverts vers ltextérieur, symétriques par rapport au plan (2), l'ouverture étant orientée perpendiculairement au plan (2), et l'alvéole comportant un pli de bordure, (4a) et (4b) respectivement, sur l'un des côtés de l'ouverture. La fonction de ce pli de bordure sera expliquée en détail plus loin. Les éléments de profilé (1) et (1') comportent encore deux alvéoles intérieurs ouverts (5a) et (5b), dont les ouvertures sont orientées deux à deux face à face. Ces alvéoles (5a) et (5b) comportent également un pli de bordure, (6a) et (6b) respectivement, sur l'un des côtés de l'ouverture. L'assemblage des profilés est réalisé comme représenté sur la Figure 2, montrant deux profilés de base assemblés perpendiculairement au moyen d'équerres (7) maintenues dans la feuillure formée par les alvéoles (3) au moyen d'agrafes métalliques (8) en acier ressort. Comme le montre la Figure 2, l'équerre (7) est plaquée contre le côté de l'alvéole (3) ne comportant pas le pli de bordure, tandis que l'agrafe métallique (8) est retenue dans l'alvéole par le pli de bordure (4). La rigidité de l'ensemble est assurée par un gousset de triangulation (9) logé dans la deuxième feuillure formée par les alvéoles extérieurs (3') du deuxième élément de profilé (1'). Comme le montre la Figure 3, le profilé de l'invention, comprenant les deux éléments de profilés (1) et (1') et le voile central (2) forme une poutrelle dont les ailes servent de support et d'appui pour des panneaux d'isolation (10), par exemple des panneaux d'isolation acoustique. Il est nécessaire de protéger le profilé contre le feu en cas d'incendie, et cette protection est obtenue par une coiffe (11) fixée sur l'élément de profilé inférieur (1') au moyen de deux lames ressorts (12a) et (12b) maintenues dans les alvéoles extérieurs (3) au moyen d'une simple agrafe métallique (non représentée) identique à l'agrafe (8), qui bloque la lame ressort contre le bord de l'alvéole (3) dépourvu de pli de bordure.La coiffe (11) est mise en place par simple pression, pour écarter les lames (12) dont les bords viennent prendre appui contre les épaulements (13) prévus sur les côtés internes de la coiffe. Cette coiffe (11) est réalisée en un matériau résistant au feu, par exemple en céramique, plâtre renforcé ou bois ignifugé. Le cas échéant, les lames ressorts (12a) et (12b) peuvent être bloquées au moyen de deux vis traversant la coiffe (11) de protection au niveau des axes a et a' indiqués sur la Figure 3. L'espace séparant l'intérieur de la coiffe (11) de la sous-face du profilé constituant la poutrelle améliore l'isolation en évitant tout contact direct entre la coiffe et le profilé. Le cas échéant, cet espace peut être utilisé pour y loger divers accessoires tels que, par exemple, des gaines de câblages électriques destinés à alimenter un système d'éclairage. La Figure 4 montre l'extrémité de la poutrelle (1) de la Figure 3 fixée à une deuxième poutrelle (14) identique à la première, mais disposée perpendiculairement, la liaison des deux poutrelles se faisant comme représenté sur la Figure 2 au moyen d'équerres (7) et d'agrafes métalliques (8) de blocage logés dans les alvéoles extérieurs (3) des profilés. L'autre extrémité de la poutrelle (1) est fixée de la même façon à une deuxième poutrelle (14), chacune de ces deux poutrelles (14) formant une lisse fixée au mur porteur (15), par boulonnage sur un socle (16). L'épaisseur du socle (16) est égale à la moitié de la largeur de la coiffe de protection (11) qui est fixée sur la base de la poutrelle (14) de la même manière que la coiffe de protection représentée sur la Figure 3. Ainsi, par construction, cette coiffe de protection de la poutrelle constituant la lisse porteuse se trouve en bordure de plafond, contre la paroi du mur. La mise en place s'effectue de la manière suivante : les deux lisses porteuses (14) sont tout d'abord fixées sur les deux murs opposés (15), puis plusieurs poutrelles (1) sont disposées parallèlement, perpendiculairement aux lisses (14), la jonction entre les poutrelles (1) et le bord des lisses (14) se faisant par les équerres (7) dont l'une des branche est fixée au moyen des agrafes (8) dans l'extrémité des alvéoles (3) des profilés formant les poutrelles (1), tandis que l'autre branche prend appui sur la face inférieure de l'alvéole extérieur du profilé constituant la lisses (14). Le blocage de cette branche de l'équerre n'est effectué que dans un deuxième temps, afin de permettre un positionnement approprié des poutrelles, et de profiter un déplacement possible des poutrelles (1) par rapport à la lisse (14) pour faciliter la mise en place des panneaux d'isolation.Le blocage de l'ensemble par les agrafes (8) agissant sur la deuxième branche de chaque équerre est effectué après mise en place de chaque panneau prenant appui sur les ailes inférieures des poutrelles (1). La Figure 5 représente une variante du dispositif de l'invention où le profilé de base est équipé de deux cornières complémentaires (17) disposés symétriquement et bloqués dans les alvéoles intérieurs (5) au moyen d'une agrafe métallique (8). Ces cornières présentent une face d'appui (18) sur laquelle repose un panneau d'isolation thermique (19), tandis qu'un panneau d'isolation phonique (20) prend appui sur les ailes inférieures du profilé. Comme dans l'exemple représenté sur la Figure 3, la face inférieure du profilé est protégée par une coiffe de protection (11) maintenue par deux lames ressorts. On peut ainsi disposer en partie supérieure d'un panneau (19) de 80 mm d'épaisseur de laine d'isolation thermique, et en partie inférieure d'un panneau de 50 mm de produit d'isolation phonique. La Figure 6 représente un exemple de réalisation tout particulièrement adapté à l'isolation de combles, c'est-à-dire de locaux dont le plafond présente une section polygonale, comportant un plan horizontal encadré par deux plans inclinés. L'articulation (21) représentée sur cette figure permet d'adapter le profilé à la forme du plafond à isoler. L'articulation est constituée par deux compas (21a) et (21b) dont chacune des deux branches présente une languette (22) destinée à faciliter la mise en place dans l'alvéole interieur (5) du profilé (1). Un compas est placé dans chacun des deux alvéoles intérieurs (5) de l'élément de profilé supérieur, de part et d'autre du voile central (2), tandis que deux autres compas sont placés dans les alvéoles intérieurs de l'élément de profilé inférieur. Les branches de chaque compas sont bloquées dans les alvéoles intérieurs au moyen d'agrafes métalliques (8). Une fois les agrafes mises en place, on voit que les compas sont bloqués dans une position angulaire fixe, qui ne peut varier en raison du décalage des axes d'articulation des compas liés à l'élément de profilé supérieur et à l'élément de profilés inférieur, respectivement. La Figure 7 montre l'utilisation de coulisses (23) insérées dans les alvéoles intérieurs (5) opposés. Ces coulisses (23) comportent sur leurs bords une languette (24) destinée à coopérer avec des agrafes métalliques (8) pour assurer le blocage dans les alvéoles (5). On dispose ainsi deux coulisses, une de part et d'autre du voile central (2), dont l'une des extrémités est engagée dans un premier profilé et l'autre extrémité dans l'alvéole intérieur d'un deuxième profilé disposé en bout. On peut ainsi assembler bout à bout deux profilés conformes à la présente invention. A titre d'exemple, deux profilés de deux mètres de longueur peuvent être ainsi assemblés pour constituer une poutrelle de quatre mètres de longueur dont les propriétés mécaniques sont proches de celles d'un profilé unique de même longueur, malgré la rupture de matière, grâce à l'action de solidarisation des coulisses bloquées dans les alvéoles intérieurs. De telles coulisses peuvent aussi être utilisées comme membrures de renforcement, non seulement pour assembler des profilés bout à bout, mais aussi pour renforcer les caractéristiques mécaniques d'un profilé, en solidarisant l'un des bords de la coulisse avec l'une des têtes de la poutrelle, tandis que l'autre bord est maintenu en compression à l'intérieur de l'alvéole de la tête opposée de la poutrelle. Suivant la variante représentée sur la Figure 8, le profilé de base de l'invention est constitué de cinq éléments, c'est-à-dire que chacun des deux éléments de profilé est lui même réalisé en deux parties distinctes identiques disposées symétriquement. Ainsi chaque demi-profilé comporte deux alvéoles ouverts (26) et (27), ainsi qu'un troisième alvéole (28) destiné à assurer la fixation sur les ailes (29) du voile central (30). La fixation se fait au moyen d'une platine de liaison (31) et des agrafes métalliques (8) identiques à celles utilisées précédemment. On obtient ainsi une forme de profilé, une fois l'assemblage effectué, semblable à celle du profilé de la Figure 1. Comme dans les exemples précédents, des accessoires peuvent être insérés dans les alvéoles ouverts où ils sont maintenus en place au moyen d'agrafes métalliques (8). Ainsi par exemple, on peut fixer une cornière support (32) dans l'alvéole intérieur ouvert (26) pour permettre la mise en place de deux panneaux d'isolation disposés en parallèle, l'un reposant sur la cornière support (32), l'autre sur l'aile inférieure de la poutre. Une coiffe de protection peut être installée de la même manière que dans les exemples précédents REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage pour la réalisation d'armatures métalliques comprenant deux profilés métalliques identiques (1, 1), opposés et parallèles, reliés l'un à l'autre par au moins un élément central plan (2), chaque profilé comportant au moins un premier alvéole ouvert (3), s'ouvrant vers l'extérieur perpendiculairement au plan de l'élément central, et au moins un deuxième alvéole ouvert (5) s'ouvrant parallèlement au plan de l'élément central, de telle sorte que le deuxième alvéole du premier profilé soit orienté face au deuxième alvéole du deuxième profilé, chacun des alvéoles comportant un pli de bordure (4, 6) sur l'un des côtés de 1 'ouverture. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des deux profilés métalliques (1, 1') est symétrique par rapport au plan de l'élément central (2). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux profilés métalliques et l'élément plan central forment un seul élément homogène. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément plan central (2) est encastré dans au moins une feuillure prévue dans chacun des deux profilés métalliques. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément plan central (30) comporte des plis de bordure (29) sur chacun de ses bords longitudinaux, et chacun des deux profilés métalliques est constitué de deux sous éléments identiques (25), disposés en opposition, et venant se fixer sur chacun des plis de bordure de l'élément central. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un élément de liaison (7) associé à au moins une agrafe métallique (8), tous deux insérés dans au moins un alvéole ouvert du profilé. 7. Dispositif selon la revendication 6, pour l'assemblage orthogonal ou linéaire d'au moins deux profilés, carac térisé en ce que l'élément de liaison (7) est constitué par une équerre ou une coulisse bloquée dans l'alvéole par une agrafe métallique (8). 8. Dispositif selon la revendication 6, pour l'assemblage angulaire d'au moins deux profilés, caractérisé en ce que l'élément de liaison (7) est constitué par au moins deux compas dont les branches (21a, 21b) sont insérées dans les alvéoles (5) des profilés et bloquées par au moins une agrafe métallique (8).