Brevet FR2741367A1 — publié le 19970523

CONSTRUCTION PREFABRIQUEE, MODULAIRE ET TRANSPORTABLE La présente invention concerne une construction préfabriquée, modulaire et transportable comportant au moins un soubassement, un plancher, des murs extérieurs et un toit, I'ensemble étant composé de plusieurs éléments préfabriqués transportables correspondant au gabarit routier et assemblables par des moyens de fixation traditionnels. Dans le cadre de la réalisation de constructions temporaires par exemple pour des chantiers, des expositions, des fouilles archéologiques, des études sur site, des bureaux provisoires, etc., il est bien connu d'utiliser des constructions modulaires et transportables notamment par route. Les constructions modulaires connues sont généralement métalliques et n'offrent qu'un confort sommaire pour les occupants. L'espace intérieur disponible est généralement limité et ne permet pas de prévoir un aménagement adapté à une occupation de longue durée. De plus, ces constructions ont un aspect extérieur inesthétique qui s'intègre difficilement dans un site naturel. Ces constructions doivent être alimentées en courant électrique et en énergie calorifique de chauffage. Dans les sites isolés, non viabilisés, il est alors nécessaire de prévoir un groupe électrogène et un système de chauffage. D'autres constructions modulaires et transportables nécessitent des travaux de fondation ou au moins la réalisation d'une dalle permettant de stabiliser leur structure. Ces travaux de terrassement et de bétonnage dénaturent le site et restent apparents quand la construction est déplacée, ce qui est inacceptable notamment dans le cadre d'un site protégé. Enfin, certaines constructions sont complexes et leur assemblage est souvent fastidieux. A l'heure actuelle, il n'existe encore aucune construction qui soit modulaire, transportable par route, qui puisse être placée sur tout type de terrain sans travaux de fondation préalables, dont l'assemblage est simple et rapide, qui soit confortable à vivre et dont le volume intérieur est habitable et aménageable aisément et qui soit entièrement autonome d'un point de vue énergétique. Le but de la présente invention est de pallier ce manque en proposant une construction modulaire qui réponde aux objectifs mentionnés dessus et qui soit plurifonctionnelle pour s'adapter à toutes les applications envisageables dans l'industrie, I'hôtellerie, les recherches, les loisirs, les besoins du particulier. Dans ce but, la construction telle que définie en préambule est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de production et de stockage d'énergie calorifique et électrique intégralement autonomes et des moyens de lestage permettant sa mise en place sans travaux de fondation préalables. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de production et de stockage d'énergie calorifique comportent une pluralité de capteurs solaires prévus au moins sur la façade du mur exposé au sud et agencés pour capter l'énergie solaire calorifique, au moins un réservoir de stockage couplé auxdits capteurs et agencé pour récupérer cette énergie et l'emmagasiner et au moins un circuit de chauffage intérieur couplé audit réservoir et agencé pour restaurer ladite énergie calorifique dans le volume intérieur de la construction. Les capteurs solaires sont de préférence des capteurs à eau agencés pour véhiculer l'énergie calorifique dans un circuit de liquide antigel, la transmission de l'énergie captée au réservoir de stockage puis au circuit de chauffage étant obtenue au moyen d'échangeurs thermiques, le réservoir de stockage contenant de l'eau pour emmagasiner ladite énergie. Dans la forme de réalisation préférée, les moyens de lestage comportent ledit réservoir de stockage qui est disposé à l'intérieur dudit soubassement, sous ledit plancher, ledit réservoir étant entouré d'une couche épaisse d'isolation thermique. Le réservoir de stockage s'étend avantageusement sensiblement sous toute la surface dudit plancher et les murs extérieurs sont arrimés audit réservoir par des filins d'acier passant sous ce réservoir. Le réservoir de stockage peut comporter plusieurs cuves indépendantes juxtaposables et peut être fabriqué en une matière synthétique telle que du polyéthylène. La pluralité des cuves permet d'améliorer le rendement du système de chauffage en jouant sur les gradients de température. De préférence, le mur extérieur orienté au nord et le toit ne forment qu'une seule paroi continue, cette paroi décrivant un arc de cercle. Dans la forme de réalisation préférée, les moyens de production et de stockage d'énergie électrique comportent plusieurs cellules photovoltaïques prévues au moins sur la façade du mur exposé au sud et(ou en allège de balcon et agencées pour capter l'énergie solaire et la transformer en énergie électrique et au moins une batterie couplée auxdites cellules et agencée pour stocker l'énergie électrique et pour alimenter le circuit électrique intérieur de la construction et des pompes du circuit de captage d'énergie solaire et du circuit de distribution de chauffage. Les murs extérieurs et le toit peuvent être constitués d'une ossature en bois protégée par une couche d'isolation thermique et phonique et par un parement de couverture. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale de la construction objet de l'invention prise suivant la ligne I-I de la figure 2, - la figure 2 est une vue de dessus en coupe longitudinale de la construction prise suivant la ligne ll-ll de la figure 1, au niveau du sous-sol, - la figure 3 est une vue de la façade côté sud de la construction, et - la figure 4 est une vue de dessus en coupe longitudinale de la construction prise suivant la ligne IV-IV de la figure 1 au niveau du rez-dechaussée. En référence aux figures, la construction 1 représentée comporte un soubassement 2 ou sous-sol surmonté d'un plancher 3, de quatre murs extérieurs 4 à 7 et d'un toit délimitant un volume intérieur 8 habitable. Le soubassement 2 comporte quatre parois extérieures 9 et un fond 10 agencé pour être posé à même le sol 11, sans travaux de fondation préalables. Bien évidemment, si le sol est en pente, il sera nécessaire d'aménager une plateforme horizontale en creusant le sol ou en utilisant des éléments de calage pour compenser la pente. Ce soubassement 2 n'est pas habitable mais comporte des moyens de lestage 12, qui seront détaillés ci-après, agencés pour maintenir et stabiliser efficacement la construction 1 quelles que soient les conditions climatiques. Les murs extérieurs comportent un premier mur 4 pourvu d'une grande baie vitrée 13 et orienté côté sud.Un deuxième mur 5 courbe et orienté côté nord s'étend du plancher 3 au sommet du premier mur 4 en décrivant un secteur cylindrique. II constitue ainsi le toit de la construction 1. Les troisième et quatrième murs 6, 7 orientés côtés est et ouest ferment la construction 1 et peuvent être équipés de fenêtres selon les besoins. Le volume intérieur 8 ainsi défini correspond sensiblement à celui d'un quart de cylindre. Cette configuration présente une compacité apte à limiter la surface externe par rapport au volume intérieur, en limitant ainsi les déperditions de chaleur dans un volume donné. Ce volume intérieur habitable comporte deux niveaux : un rez-de-chaussée 14 et un étage 15. Le rez-de-chaussée 14 situé au-dessus du soubassement 2 est surélevé par rapport au sol 11 d'une hauteur de 1,80 mètre par exemple. Pour y accéder, il est prévu un escalier extérieur 16. Le plancher 3 du rez-de-chaussée 14 se prolonge par une terrasse 17 sur la façade côté sud. Le volume intérieur 8 est libre de toute cloison ou poteau pour permettre à l'utilisateur de l'aménager à sa guise et selon ses besoins spécifiques. Cette construction 1 est réalisée en éléments préfabriqués, transportables et assemblables. Sur la figure 1, la séparation des niveaux 2, 14, 15 correspond aux plans de jonction horizontaux des éléments et, sur la figure 4, les lignes interrompues correspondent aux plans de jonction verticaux de ces éléments. La terrasse 17 est également divisée en deux éléments. Les dimensions de chaque élément sont adaptées au gabarit routier de manière à pouvoir les transporter facilement par camion. Les éléments sont assemblés entre eux par des moyens de fixation traditionnels tels que des vis et écrous, des goujons, des tirants, etc. Cette construction a une ossature en bois 18 couverte et remplie d'une couche d'isolation thermique et phonique 19 et d'un parement de couverture 20 par exemple en feuilles de cuivre, de zinc, en clins de bois, en tuiles ou en tout autre matériau approprié.Cet habillage peut aisément être adapté au site géographique. Selon les besoins et le prix de revient souhaité, L'ossature en bois peut être remplacée par une ossature métallique ou dans tout autre matériau approprie. Le mur 4 côté sud comporte une façade inclinée 21 et orientée vers le soleil 22. Elle est recouverte d'une série de capteurs solaires thermiques 23 et d'une série de capteurs photovoltaïques 24. Les capteurs solaires thermiques 23 sont des capteurs à eau, mais peuvent être d'un type différent. Ils sont agencés pour transférer l'énergie calorifique du soleil à un circuit fermé de liquide antigel (non représenté) prévu à l'arrière de ces capteurs. Ce circuit de captage transmet l'énergie calorifique à un réservoir de stockage 25 au moyen d'un échangeur thermique de type connu (non représenté). Le réservoir de stockage 25 comporte trois cuves 26 remplies d'eau disposées à l'intérieur du soubassement 2. Les cuves peuvent être réalisées en polyéthylène, en fibres de verre ou en tout autre matériau approprié.Elles sont isolées thermiquement des parois 9 du soubassement 2 par une épaisse couche de matière isolante 27, telle que de la laine de roche, de la cellulose ou de tout autre matériau adapté. Ce réservoir de stockage 25 est relié, par un échangeur thermique de type connu (non représenté), à un circuit fermé d'eau de chauffage (non représenté) prévu pour alimenter des radiateurs intérieurs (non représentés). Les capteurs photovoltaïques 24 sont couplés à une batterie électrique (non représentée) prévue pour alimenter le circuit électrique intérieur de la construction et les pompes de circulation des différents circuits d'eau. Les cuves 26 du réservoir de stockage 25 ont par exemple une contenance de 10 m3 et couvrent sensiblement toute la surface du plancher 3. Elles constituent en fait les moyens de lestage 12 de la construction 1. Cette dernière est arrimée aux cuves 26 au moyen de filins d'acier 28 dont les extrémités sont solidarisées aux murs extérieurs 4 à 7, ces filins passant sous lesdites cuves 26 qui reposent sur des madriers 29. Ces filins 28 peuvent être remplacés par des tirants ou par tout autre moyen de fixation approprié. Tous les éléments de la construction objet de l'invention sont préfabriqués, transportés par route ou par air, suivant l'accessibilité du site, et assemblés directement sur le site après avoir éventuellement corrigé l'horizontalité de l'emplacement choisi. Des éléments complémentaires peuvent être ajoutés à cette construction en fonction du volume intérieur souhaité. Dans ce cas, les éléments est et ouest restent inchangés et le nombre d'éléments centraux varie. Les cuves de stockage 26 sont installées dans le soubassement 2, sont isolées et remplies avec de l'eau. Les circuits électriques, les circuits de captage et de chauffage sont mis en place ainsi que les échangeurs thermiques. L'espace intérieur 8 peut être aménagé à l'aide de cloisons ou d'autres éléments selon les besoins et les goûts de l'utilisateur. Les capteurs solaires 23 chargent l'eau des cuves 26 en énergie calorifique à chaque apparition du soleil. L'eau de stockage restitue cette énergie au circuit de chauffage intérieur selon les besoins. Les trois cuves 26 étant indépendantes, il est conseillé d'utiliser en priorité l'énergie calorifique stockée dans les deux cuves extérieures et, en dernier, celle de la cuve centrale, ceci dans le but de limiter les déperditions de chaleur. Le chauffage du volume intérieur 8 de la construction 1 est complété par les rayons solaires directs au travers de la baie vitrée 13 et par les déperditions calorifiques du réservoir de stockage 25 à travers le plancher 3. Ce principe de stockage énergétique permet, au pire, d'assurer une température intérieure d'environ 18"C d'octobre à mars avec l'accumulation énergétique réalisée d'avril à septembre.De plus, ce moyen de stockage de l'énergie est totalement écologique et sans danger. Quand la construction 1 doit être déplacée et transférée sur un autre site, les cuves 26 peuvent être vidées de leur eau au moyen d'un robinet de purge prévu à cet effet, directement sur le site, I'eau pouvant s'infiltrer dans le sol directement. Cette opération n'engendre aucune pollution. Après avoir été vidées, les cuves 26 peuvent être alors transportées très facilement. Les capteurs photovoltaïques 24, comme les capteurs solaires 23, permettent d'utiliser l'énergie solaire pour délivrer de manière autonome l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des pompes de circulation du liquide de captage et de l'eau de chauffage et des appareils électriques intérieurs. Cette énergie électrique est emmagasinée dans une batterie agencée pour restituer l'énergie à la demande, même pendant une période où l'ensoleillement est faible. La description ci-dessus montre clairement que l'invention atteint les objectifs fixés en préambule, à savoir une construction entièrement autonome sur le plan énergétique, ne nécessitant pas de fondations et écologique. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Notamment, I'architecture illustrée, I'assemblage des éléments, la conception des cuves, etc., peuvent être modifiés sans sortir du champ de protection défini dans les revendications annexées. La construction 1 telle qu'illustrée constitue un module de base pouvant servir à la construction de bâtiments beaucoup plus vastes, comme par exemple un complexe de loisirs, ou autres. Revendications 1. Construction préfabriquée, modulaire et transportable (1) comportant au moins un soubassement (2), un plancher (3), des murs extérieurs et un toit (4-7), I'ensemble étant composé de plusieurs éléments préfabriqués transportables correspondant au gabarit routier et assemblables par des moyens de fixation traditionnels, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de production (23, 24) et de stockage d'énergie (25) calorifique et/ou électrique intégralement autonomes et des moyens de lestage (12) permettant sa mise en place sans travaux de fondation préalables. 2. Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de production et de stockage d'énergie calorifique comportent une pluralité de capteurs solaires (23) prévus au moins sur la façade du mur (4) exposé au sud et agencés pour capter l'énergie solaire calorifique, au moins un réservoir de stockage (25) couplé auxdits capteurs et agencé pour récupérer cette énergie et l'emmagasiner et au moins un circuit de chauffage intérieur couplé audit réservoir (25) et agencé pour restaurer ladite énergie calorifique dans le volume intérieur (8) de la construction (1). 3. Construction selon la revendication 2, caractérisée en ce que les capteurs solaires (23) sont des capteurs à eau agencés pour véhiculer l'énergie calorifique dans un circuit de liquide antigel, la transmission de l'énergie captée au réservoir de stockage (25) puis au circuit de chauffage étant obtenue au moyen d'échangeurs thermiques. 4. Construction selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réservoir de stockage (25) contient de l'eau dans laquelle est emmagasinée l'énergie calorifique. 5. Construction selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de lestage (12) comportent ledit réservoir de stockage (25) qui est disposé à l'intérieur dudit soubassement (2), sous ledit plancher (3), ledit réservoir étant entouré d'une couche épaisse d'isolation thermique (27). 6. Construction selon la revendication 5, caractérisée en ce que le réservoir de stockage (25) s'étend sensiblement sous toute la surface dudit plancher (3) et en ce que les murs extérieurs (4-7) sont arrimés audit réservoir (25) par des filins d'acier (28) passant sous ce réservoir. 7. Construction selon la revendication 6, caractérisée en ce que le réservoir de stockage (25) comporte plusieurs cuves (26) indépendantes juxtaposables. 8. Construction selon la revendication 7, caractérisée en ce que le réservoir de stockage (25) est fabriqué en une matière synthétique telle que du polyéthylène. 9. Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mur extérieur orienté au nord et le toit ne forment qu'une seule paroi continue (5), cette paroi décrivant un arc de cercle. 10. Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de production et de stockage d'énergie électrique comportent plusieurs cellules photovoltaïques (24) prévues au moins sur la façade du mur (4) exposé au sud et agencées pour capter l'énergie solaire et la transformer en énergie électrique et au moins une batterie couplée auxdites cellules (24) et agencée pour stocker l'énergie électrique et pour alimenter le circuit électrique intérieur de la construction et des pompes du circuit de captage et du circuit de distribution de chauffage. 11. Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les murs extérieurs et le toit (4-7) sont constitués d'une ossature en bois (18) protégée par une couche d'isolation thermique et phonique (19) et par un parement de couverture (20).