Brevet FR2745021A1 — publié le 19970822

élément modulaire composite de plancher et procédé de fabrication de plancher. L'invention concerne des éléments modulaires de plancher et un procédé de fabrication de plancher à partir desdits éléments modulaires. Le domaine de l'invention est donc notamment celui des planchers à grande portée pour bâtiment, par exemple des plancher séparatifs pour des bâtiments à étages à vocation de bureau ou d'habitation. Ces planchers sont généralement recouverts d'un revêtements de sol, par exemple à base de textile ou de plastique, ou un carrelage, ou un parquet; on peut également accrocher sous ces planchers des faux-plafond. Parmi les techniques connues de réalisation de plancher de grande portée, on connaît la technique des planchers en béton. Les planchers en béton peuvent être réalisés sur coffrage collaborant, constitué par exemple de tôles métalliques galvanisées nervurées. Ces tôles métalliques sont particulièrement adaptées à l'accrochage de faux-plafonds. La technique des planchers en béton apporte une grande souplesse, sur le plan de l'adaptation au type de bâtiment ou au type de local à construire par exemple, adaptation aux dimensions du bâtiment, adaptation à l'usage des locaux (par exemple: à usage d'habitation ou de bureaux, de salle de bain ou de cuisine). Mais les planchers en béton présentent aussi un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels: - un poids élevé, qui se répercute sur le dimensionnement des infrastructures porteuses - c'est à dire les infrastructures du bâtiment - et les rend plus onéreuses. - une isolation acoustique et thermique insuffisante. Pour résoudre l'inconvénient concernant l'isolation, il est connu de rajouter ce qu'on appelle une "dalle flottante" au dessus de la dalle principale collaborante. Selon cette technique de la dalle flottante, on dépose sur la dalle principale une couche résiliente de désolidarisation, par exemple une nappe plastique ou textile, généralement en mousse, sur laquelle on coule une (deuxième) dalle en béton, dite dalle "flottante". Ce perfectionnement résidant dans l'adjonction d'une dalle flottante alourdit encore le poids du plancher et augmente sensiblement les coûts et délais de réalisation du plancher. Par ailleurs, toutes les opérations de fabrication des dalles en béton s'effectuant sur chantier, la qualité de réalisation peut devenir aléatoire, notamment lorsque les conditions atmosphériques sont trop perturbantes. L'invention a pour but la réalisation de planchers de grande portée, léger, économique et de qualité, isolant sur le plan thermique et acoustique, tout en restant facilement adaptable au type de bâtiment ou de locaux à construire. L'invention a pour objet un élément modulaire composite de plancher destiné à la construction d'un plancher supporté par des appuis caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches superposées et solidaires constituées de: - un panneau auto-porteur en tôle métallique nervurée adapté pour reposer sur lesdits appuis et soutenir l'ensemble dudit plancher, et, d'une part au dessus dudit panneau auto-porteur, - un panneau de répartition, - une couche résiliente de désolidarisation, - et un panneau de marche adapté pour être revêtu par un revêtement de sol, et, d'autre part au dessous dudit panneau auto-porteur, une couche d'isolation. L'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - ledit élément modulaire comprend également un matériau isolant de remplissage disposé dans des nervures etlou des alvéoles dudit panneau autoporteur. - la nature et l'épaisseur de la dite couche d'isolation sont choisis de manière telle que ledit élément modulaire satisfasse des normes acoustiques prédéterminées, lesdites normes concernant en particulier la fréquence de résonance et l'atténuation acoustique dudit élément. - le panneau auto-porteur et le panneau de répartition sont solidarisés de manière à collaborer dans la fonction de soutien du plancher. - la couche résiliente de désolidarisation est posée immédiatement au dessus dudit panneau auto-porteur. - la couche résiliente de désolidarisation est posée immédiatement au dessus dudit panneau de répartition. - la face inférieure dudit élément modulaire est adaptée pour soutenir un faux-plafond, par exemple par l'adjonction de rails de support de faux-plafond qui peuvent être avantageusement fixés dans le fond des nervures dudit panneau auto-porteur. L'invention a également pour un objet un procédé de fabrication de plancher de local ou de bâtiment caractérisé en ce que l'on prépare en atelier les éléments modulaires précédemment décrits et en ce qu'on monte lesdits éléments sur le chantier de construction dudit local ou bâtiment de manière à construire ledit plancher, notamment en accolant et en joignant lesdits éléments. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, et en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure I est une vue partielle en coupe d'un élément modulaire de plancher selon l'invention, doté d'un faux plafond. - la figure 2 est une vue en coupe de l'accrochage d'un élément modulaire de plancher sur la structure d'un bâtiment, du côté non porteur. - la figure 3 est une vue en coupe de l'appui d'un élément modulaire de plancher sur la structure d'un bâtiment, du côté porteur. - la figure 4 est un schéma représentant l'amortissement acoustique (R) d'une paroi en fonction de la fréquence acoustique (F). En se reportant à la figure 1, un élément modulaire 1 de plancher selon l'invention comprend plusieurs couches superposées et solidaires - un panneau auto-porteur 2 en tôle métallique nervurée, avec , d'une part au dessus de ladite tôle, un panneau de répartition 3, une couche résiliente de désolidarisation 4 et un panneau de marche 5, d'autre part au dessous dudit panneau auto-porteur 2, une couche d'isolation 6. Le panneau auto-porteur 2 est en tôle métallique nervurée et les nervures principales forment des alvéoles 7 parallèles entre elles. De préférence, ladite tôle est en acier, notamment acier galvanisé. Le panneau de répartition 3 peut être en bois aggloméré ou contreplaqué, en feuille d'acier ou encore en plaque de plâtre ou de ciment, qui peut être armé de fibre de bois ou de verre. Selon une variante préférentielle de l'invention, ce panneau de répartition 3 est solidarisé avec le panneau auto-porteur 2, par exemple par vissage ou collage, de telle sorte que le panneau de répartition 3 collabore avec le panneau auto-porteur 2 pour supporter le plancher 1. Le panneau auto-porteur 2, ainsi que le panneau de répartition 3 lorsqu'il est collaborant, sont dimensionnés d'une manière connue en elle-même pour assurer la fonction mécanique de soutien du plancher à construire. La couche résiliente de désolidarisation 4 peut être en fibre de verre ou de céramique, en laine de roche ou de verre ; elle peut être également constituée de panneaux de perlite ou de liège ignifugé, voire d'une nappe textile, par exemple de textile tricoté. Le panneau de marche 5 est adapté pour être revêtu par un revêtement de sol; le panneau de marche 5 peut être constitué de plaques de ciment, par exemple armées de fibres de bois ou de verre, ou de plaques de plâtre, ou de panneau de bois contreplaqué ou aggloméré. La couche d'isolation 6 peut être par exemple en laine de verre ou en laine de roche. Selon une variante de l'invention, favorable à l'isolation apportée par le plancher, les alvéoles 7 peuvent être comblées d'un matériau isolant de remplissage 8. Le matériau isolant de remplissage 8 peut être par exemple de la laine minérale de roche ou de verre, découpée ou en vrac. Selon l'invention, on assemble et on solidarise les différentes couches de l'élément modulaire 1 de plancher dans des ateliers aménagés à cet effet. Chaque couche d'un élément modulaire 1 peut être constituée de plusieurs plaques ; pour l'assemblage de l'élément modulaire, on prend soin d'adopter une structuration croisée des plaques de couches différentes, ce qui permet avantageusement d'éviter des effets d'enfoncement sur les bords des plaques, notamment au droit des affleurements des panneaux de marche, lors de l'utilisation du plancher. Ces ateliers d'assemblage de l'élément modulaire 1 sont de préférence suffisamment flexibles pour pouvoir facilement adapter la "composition" des éléments modulaires 1 au type de bâtiment ou au type de local à construire, notamment en fonction de la dimension des planchers à construire, de l'usage des locaux (par exemple : à usage d'habitation ou de bureaux, de salle de bain ou de cuisine). Ainsi, selon la destination des éléments modulaires 1 qu'on assemble, on peut changer l'épaisseur et la nature des couches qui les composent et modifier le mode d'assemblage. Un avantage de l'invention est qu'il est également facile d'adapter la "composition" de l'élément modulaire aux normes acoustiques prédéterminées que ledit bâtiment ou local devrait satisfaire. Pour une paroi, par exemple un plancher, le niveau d'atténuation acoustique - appelé "R" - varie généralement en fonction de la fréquence appelée "F" - comme indiqué schématiquement à la figure 4. Cette variation met en évidence une fréquence critique - appelée Fc - à laquelle le niveau d'atténuation chute brutalement. Pour des planchers de bâtiment, cette fréquence critique est généralement située dans le domaine des basses fréquences (fréquences inférieures à I kHz), et, pour des raisons de confort acoustique, on cherche généralement à abaisser la fréquence de résonance, notamment en dessous de 125 Hz. Ainsi, les normes acoustiques définissent souvent un niveau d'atténuation minimum à atteindre et une fréquence de résonance maximum à ne pas dépasser. La structure de l'élément modulaire de plancher selon l'invention est particulièrement adaptée à des normes acoustiques sévères, que la couche résiliente de désolidarisation 4 et la couche d'isolation 6 permettent notamment de satisfaire ; la forme des nervures etlou des alvéoles 7 dans le panneau auto-porteur 2 ainsi que l'éventuel matériau isolant de remplissage 8 contribuent également aux performances acoustiques. De préférence, après avoir choisi la nature et l'épaisseur des couches au dessus dudit panneau auto-porteur 2 ainsi que la nature et la dimension de l'éventuel matériau isolant de remplissage 8, on détermine d'une manière connue en elle-même la nature et l'épaisseur de la couche d'isolation 6 pour satisfaire des normes acoustiques prédéterminées. L'élément modulaire de plancher I auquel on aboutit apporte également au plancher une très bonne isolation thermique, particulièrement adaptée au chauffage électrique de bâtiment ou locaux. Après assemblage en atelier, les éléments modulaires 1 sont ensuite transportés vers le chantier du bâtiment ou du local en construction auquel ils sont destinés. La légèreté de ces éléments modulaires 1 est un grand avantage pour la manutention et le transport (par exemple par rapport à des éléments modulaires en béton précontraint). Ces éléments modulaires I sont ensuite montés accolés et jointifs sur la structure porteuse du bâtiment pour former le plancher à construire. Le montage de ces éléments est connu en lui-même et n'est pas décrit ici en détail. Ce procédé de fabrication de plancher de bâtiment, dans lequel on prépare en atelier des éléments modulaires 1 et on les monte sur le chantier de construction du bâtiment pour former un plancher constitué desdits éléments accolés et jointifs, est très avantageux parce que: - le temps de montage sur chantier est très court, - et la qualité de plancher auquel on parvient est excellente et constante, notamment parce les éléments modulaires 1 ont pu être préparés avec le plus grand soin en atelier, indépendamment donc des conditions atmosphériques. Sur le plancher ainsi réalisé, on peut poser d'une manière classique n'importe quel revêtement de sol - non représenté ici : par exemple carrelage, parquet, plastique ou textile. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, on peut également installer sous le plancher un faux-plafond 9 ancré au plancher par des supports 10, qui peuvent être, classiquement, des rails adaptés à cet effet. Le faux plafond 9 est d'un type classique connu en lui-même, par exemple en plâtre, fibre minérale ou métal. Les éléments modulaires 1 permettent ainsi de réaliser des planchers de grande portée, légers, économiques et de qualité, isolant sur le plan thermique et acoustique. Les figures 2 et 3 présentent également des exemples d'accrochage et d'appui des éléments modulaires 1 du plancher selon l'invention sur des parois 12 du bâtiment ou du local en construction. Les bords des éléments modulaires 1 du plancher sont enveloppés par une rive 13, par exemple en tôle d'acier galvanisé. Un appui 14, ici une cornière, assure la jonction entre la paroi 12 et les éléments modulaires 1 du plancher. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, les éléments modulaires I du plancher reposent sur les appuis 14 par l'intermédiaire des panneaux autoporteurs 2. De préférence, une semelle d'isolation 15, par exemple en feutre bitumineux, est intercalée entre la cornière 14 et les éléments modulaires 1 du plancher, pour améliorer encore le confort acoustique. Le montage du plancher étant ainsi effectué, les finitions intemes du bâtiment peuvent être poursuivies, par exemple les cloisons intemes 16 et les plinthes 17. A la jonction entre les cloisons intemes 16 et le plancher, on bourre avantageusement de matière isolante 18. Un tel système de construction est également avantageux pour le passage de gaines 19 de distribution de fluide ou d'énergie, par exemple au sein des matériaux isolants 18, ou même des nervures du panneau autoporteur 2 (non représenté); avantageusement, il est même possible de dédier certaines nervures des panneaux auto-porteurs 2 à un type de fluide ou d'énergie (courant faible ou fort). Ces possibilités d'intégration de gaines de distribution de fluide ou d'énergie, voire d'autres éléments, sont particulièrement avantageuses dans le cas de chauffage électrique du bâtiment ou du local. Sans se départir de la présente invention, les planchers selon l'invention peuvent etre montés sur d'autres types de poutraisons classiques de bâtiment, en acier, en béton armé, en béton précontraint ou en bois (par exemple solivages lamellés collés). Les propriétés de ces planchers, notamment la légèreté, ainsi que la facilité de préfabrication en atelier puis de montage sur chantier, les destinent tout particulièrement à la réhabilitation de bâtiment ou à la construction de mezzanines légères. En effet, les planchers selon l'invention présentent typiquement un poids propre de 200 kg/m2 inférieur aux planchers classiques de l'art antérieur, tout en offrant des caractéristiques d'isolation au moins équivalentes. Dans le cas de réhabilitation de bâtiment, le faible poids du plancher permet d'éviter souvent des reprises des fondations en sous-oeuvre. La résistance du plancher aux charges d'exploitation est principalement assurée par le panneau auto-porteur en tôle métallique nervurée, en collaboration éventuelle avec le panneau de répartition. Le dimensionnement du panneau auto-porteur, notamment en termes d'épaisseur d'acier et de géométrie des nervures, est adapté d'une manière connue en elle-même à la portée du plancher à construire, à l'inertie souhaitée et aux surcharges et déformations admissibles. Les planchers selon l'invention présentent typiquement une épaisseur totale inférieure à celle des planchers classiques de l'art antérieur ; cette épaisseur peut être inférieure ou égale à 400 mm. L'isolation acoustique apportée par le plancher repose sur le principe dynamique du type "masse-ressort-masse". On adapte les différentes masses et couches qui composent le plancher pour optimiser la performance aux bruits aériens et obtenir une fréquence de résonance du plancher dans une bande d'octave grave. La nature et l'épaisseur de la couche résiliente de désolidarisation du plancher est adaptée pour optimiser la performance aux bruits d'impact. La structuration du plancher selon l'invention est également adaptée à des pièces humides, comme des salles de bain, avec par exemple, dans ce cas, I'utilisation de carrelage comme revêtement de sol. La résistance au feu du plancher selon l'invention peut être garantie selon les normes en vigueur en adaptant d'une manière connue en elle-même la nature et la géométrie des composants du plancher, notamment celles du panneau de marche sur la face supérieure et de la couche d'isolation sur la face inférieure, et, éventuellement, celles du matériau isolant qui comble les nervures; le faux-plafond ajouté sous le plancher peut également participer à la résistance au feu. La structure composite du plafond selon l'invention est particulièrement bien adaptée à l'installation d'un système de chauffage électrique, notamment un chauffage rayonnant unidirectionnel sol ou plafond; lorsqu'il est intégré au plancher ou au plafond, ce système de chauffage reste en outre facilement accessible en cas de réparations ou de modifications à effectuer. REVENDICATIONS 1.- Elément modulaire composite (1) de plancher destiné à la construction d'un plancher supporté par des appuis (14) caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches superposées et solidaires constituées de: - un panneau auto-porteur (2) en tôle métallique nervurée adapté pour reposer sur lesdits appuis (14) et soutenir l'ensemble dudit plancher, et, d'une part au dessus dudit panneau auto-porteur (2), - un panneau de répartition (3), - une couche résiliente de désolidarisation (4), - et un panneau de marche (5) adapté pour être revêtu par un revêtement de sol, et, d'autre part au dessous dudit panneau auto-porteur, une couche d'isolation (6). 2.- Elément modulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend également un matériau isolant de remplissage (8) disposé dans des nervures etlou des alvéoles (7) dudit panneau auto-porteur (2). 3.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit panneau auto-porteur (2) et ledit panneau de répartition (3) sont solidarisés de manière à collaborer dans la fonction de soutien dudit plancher. 4.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite couche résiliente de désolidarisation (4) est posée immédiatement au dessus dudit panneau auto-porteur (2). 5.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite couche résiliente de désolidarisation (4) est posée immédiatement au dessus dudit panneau de répartition (3). 6.- Procédé de fabrication de plancher de local ou de bâtiment caractérisé en ce que l'on prépare en atelier des éléments modulaires (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et en ce que l'on construit sur chantier ledit plancher à l'aide desdits éléments modulaires (1), notamment en accolant et en joignant lesdits éléments.