Brevet FR2738270A1 — publié le 19970307

Procédé de renforcement des cloisons à structure wétallique pour en faire des murs porteurs. L'invention concerne l'amélioration de la tenue mecanique des cloisons à structure métallique dans des maisons d'habitation individuelles afin de rendre les cloisons porteuses. Une habitation comporte, d une part des tours porteurs capables de supporter une charge telle que le poids des étages supérieurs, s'il y en a, ainsi que le poids de la toiture, et, d'autre p@rt des m@rs non porteurs qu'on appelle des "cloisons". Traditionnellement les murs pot-teurs et les cloisons sont réalisés par des corps de métiers différents; ce sont en général les maçons qui font les murs porteurs et les plâtrier qui font les cloisons. Les friur s porteur s délimitent des espaces principaux qui sont ensuite subdivisés en espaces plus petits par des cloisons. Lors de transformations ultérieures les murs porteurs ne doivent pas en principe être touchés sans l'avis d'un expert parce que cela concerne la résistance de la construction tandis que les cloisons peuvent être changées de place sans problème. L'avantage de la technique traditionnelle est de pouvoir redistribuer les espaces en fonction de l'usage qu'on fait des locaux; en contrepartie la technique traditionnelle entraine fatalement un surcoût de la construction inutile lorsqu'on n'envisage pas de changement de destination important de la construction.Une manière de réaliser une économie substantielle dans la construction de maisons d'habitation consiste à réduire l'importance du gros oueuvre qui peut se limiter par exemple e à la r- réalisation ai i sa t i o ti des @ondations et de la dalle de sol puis à faire intervenir le corps de métier de "second oeuvre" qui a la charge de réaliser, à la fois les murs porteurs et les cloisons à partir d'une même technique afin d'utiliser au mieux les matériaux; en effet, on se rend coinpte que le niveau de résistance minimum des cloisons verticales traditonnelles aux efforts perpendiculaires à leur surface c'est à dire aux efforts de poinçonnement, dans le cadre de leur fonction normale, induit une résistance parallèlement à leur surface qui est bien supérieure à ce qui serait normalement nécessaire.L'objet de l'invention est d'utiliser au mieux la résistance verticale et horizontale induite par les techniques de fabrication des cloisons afin de les substituer à des murs porteurs traditionnels. La Fig.1 r-eprésente une vue perspective partielle d'une structure métallique renforcée selon l'invention. La Fig.2 représente une vue perspective partielle de la structure métallique selon l'invention après habillage. La Fig.3 représente une vue7 en coupe horizontale, d'un mur extérieur et d'un mur de refend selon l'invention. La Fig.4 représente une vue, en coupe horizontale, d'un mur séparatif selon l'invention. La Fig.5 représente une coupe verticale d'un mur extérieur de façade selon l'invention. Les échelles des figures 1 à 5 n'ont pas été respectées pour améliorer la compréhension des dessins. Le procédé de fabrication des cloisons concerné par l'invention consiste à mettre en place une ossature métallique Fi. formée de montants verticaux (1) profilés en "C" réalisés en acier galvanisé7 d'une épaisseur généralement de 6/10ème de millimètres, mais qui peut être augmentée si nécessaire, placés dos à dos et fiés entre eu par des vis auto-taraudantes (2) espacées l'une de l'autre d'un mètre environ; la base (3) des montants verticaux (1) repose dans un élément profilé en fore de "U", qui constitue la lisse basse (4) horizontale, qui est fixée par des chevilles (5) au 5017 et qui est fixée aux montants par des vis auto-taraudantes (8) ; la tête (6) des montants verticaux (1) est coiffée par un autre élément profilé en fore de "U" forant la lisse haute (7) horizontale ou rampante si, par exemple, elle suit la pente du toit; la lisse haute (7) est fixée aux montants par des vis auto-taraudantes (9) ; ces éléments profilés (4) et (7) sont réalisés dans les mêmes matériaux que les montants (1), comme précédemment décrit; à ce stade de la construction de la cloison, les divers éléments profilés (1) (4) et (7) utilisés forment des cadres (10) à l'intérieur desquels on peut placer des éléments de remplissage (11) Fig.2 destinés par exemple à améliorer les performances thermiques et ou acoustiques; et ces cadres (10) sont recouverts de grandes plaques de platre (12) d'une épaisseur allant de 10 à 25 mm qui sont fixées par des vis auto-taraudantes (13) aux ailes (4) des profilés (1 > (4 > et (7); cette cloison est maintenue en position verticale par accrochage des extrémités sur les murs porteurs ou sur d'autres cloisons, la partie supérieure étant maintenue par exemple par le cadre de support du plafond. La principale caractéristique de l'invention consiste à monter les profilés (1) (4) et (7) Fig.1 comme décrit précédemment puis à souder les montants verticaux par points de soudure (15) en faisant une soudure à l'argon pour transformer les profilés en "C" qui sont dos à dos en un profilé en "I" et ensuite de fixer les profilés en 'U" des lisses haute (7) et basse (4) par des points de soudure (16) à l'argon sur la base (3) et en te te (6) des montants verticaux (1).On forme ainsi un ensemble rigide Fig.1 sur lequel on vient fier sur au moins un côté des plaques planes (12) Fig.2 rigides fiées par des vis auto-taraudantes (13) placées entre 20 et 40 cm les unes des autres tout le long des ailes (14) des éléments constituant les cadres (10) que les plaques (12) recouvrent; ces plaques planes (12) participent au meme titre que les montants (1) au report des charges verticales, et participent aussi au report des efforts horizontaux dus par exemple au vent. On peut ainsi réaliser à partir d'éléments standards l'ensemble des tours porteurs et des cloisons d'une maison par un assemblage à sec. Il est possible de moduler la résistance à la charge verticale en agissant, par exemple sur l'ossature métallique formant les cadres (10) Fig.1: on peut renforcer par e::emple, sans que cet exemple soit limitatif, l'épaisseur de la lisse haute (7) en utilisant un profilé fait à partir de feuillard de 15/10ème de millimètre, qui est un autre standard disponible sur le marché, et qui permet une meilleure répartition de la charge verticale au sommet du mur; on peut augmenter le nombre de montants verticaux (1) sur une longueur déterminée en plaçant, par exemple, un montant (1) tous les 40cm au lieu de tous les 60cm. On peut aussi agir sur la ualité des plaques rigides (12) vissées sur l'ossature métallique des cadres (10), en utilisant par exemple, sans que ces exemples soient limitatifs, notamment pour les murs porteurs intérieurs, des plaques de plate de densité plus élevée, ou même des plaques de bois contreplaqué; l'emploi des matériaux renforcés est surtout nécessaire au report des efforts horizontaux, situés dans le plan du mur, dûs par exemple aux effets du vent.La résistance aux efforts horizontaux, dans le plan du mur, dus aux effets du vent peut être améliorée en triangulant les cadres (10) soudés, par exemple7 sans que cet exemple soit limitatif par des bandes de feuillard placées en diagonale vissée par des vis auto-taraudantes et soudées aux montan Ls ( l > @ fo formant une croix de Saint Nndré. Dans une version préférée de l'invention on crée des pallées de stabilité (35) Fig.3, forées de plusieurs cadres (10) successifs, dont les montants (36) et (37) e@ etrêmes sont renforcés chacun par une fourrure bois (38) vissée et boulonnée sur les montants verticaux et fixées au sol, par exemple, par une équerre dont une aile est fixée sur la fourrure et l'autre aile est chevillée dans le sol à travers la lisse basse. On peut dégager trois grandes catégories de murs porteurs: les murs de refend (17) Fig.3, les murs séparatifs Fig.4, les murs extérieurs (18) Fig.@. Le mur de refend (17) Fig.3 est composé d'une ossature métallique, forant des cadres (10), vissée avec des vis auto-taraudantes et soudée, avec des plaques rigides ( 12) vissées de chaque coté et d'un matériau de remplissage (11) de l'intérieur des cadres (10).Lorsqu'on diminue la distance entre deux murs porteurs parallèles, on diminue leur charge: il suffit, par exemple, tout en gardant la meme distribution intérieure de la rriaison de rendre porteurs, pour en faire des murs de refend (17), des triurs qui dans une construction traditionnelle auraient été de simples cloisons; cette modification peut être obtenue, par exemple sans que cet exemple soit limitatif, en modifiant la partie haute de la cloison pour qu'elle soit en contact avec les éléments à supporter, en planant une lisse haute (7) Fig.2 renforcée de 15/10ème d'épaisseur, en faisant des points de soudure (16) comme indiqué précédemment et en l'habillant de plaques rigides (12).Lorsque le mur de refend (17) Fig.3 est en contact à son extrémité (1@) avec un mur extérieur (18), , i il peut servir au contreventement du mur extérieur (18) en modifiant le mur de refend à son extrémité (19) en créant une pallée de contreventement (35) Fig.3, mettant des plaques de recouvrement renforcées (20) et ou un système de triangulation, par exemple, sans que cet exemple soit limitatif, du type de la croix de Saint André en feuillard vissé et soudé sur les ailes (14) des éléments profilés constituant les cadres (10). Le mur séparatif Fig.4 peut être composé de deu ossatures métalliques (22) soudées formant des cadres (10) comme précédemment décrit, placées cote à cote, à une distance de l'ordre de un à quelques centimètres, de manière à pouvoir y insérer éventuellement une plaque (2-1), sur tout ou partie de la hauteur, qui est alors pincée entre les deux ossatures métalliques (22). Les faces extérieures sont recouvertes de plaques rigides (12), renforcées ou non, suivant, par exemple, qu'on ait ou non besoin d'un contreventement comme cela a été décrit précédemment pour le mur de refend (17) Fig.3. Le mur extérieur (18) Fig.3, peut comporter par exemple, fié sur la lisse basse (4) par vis autotaraudantes , un "façonné" (23) Fig.5 permettant le rejet d'eau, constitué d'un profilé en feuillard galvanisé de 15/10ème de millimètre; ce façonné (23) peut entre dforé au niveau de son appui (24) sur l'aile (14) de la lisse basse (4) sur laquelle elle est fixée pour permettre la ventilation de de tout ou partie de l'espace intérieur des cadres (1U) de l'ossature métallique ; une lisse d'égout (25) perforée peut btre fixée à la lisse haute (7) horizontale d'un mur extérieur de façade, et la face inférieure de la toiture (34), pour d'une part la reprise des efforts le lon de la façade, et d'autre part permettre la ventilation des combles (26); ; les murs extérieures sont protégés de la pluie par un film mince (27) étanche à l'eau, servant de pare-pluie, agraffé, par exemple, directement sur le côté extérieur de la plaque extérieure (28) vissée sur les ailes (14) des profilés formant les cadres (10); un film mince pare-vapeur (29) est placé sur le côté intérieur de la plaque vissée intérieure (30); un joint souple (39) est interposé entre la plaque (30) et le film au droit des éléments de l'ossature métallique formant les cadres (10) pour éviter que le déplacement du point de rosée dCt au pont thermique de l'ossature métallique provoque des condensations sur la plaque (30).L'espace intérieur délimité par les cadres (10) forant l'ossature métallique peut titre rempli par un produit de remplissage (31), > 7 pouvant titre par exemple de laine de roche, qui peut ménager éventuellement un espace libre (32) entre la laine de roche (31) et la plaque extérieure (28), , par exemple par diminution de son épaisseur ou par augmentation de la largeur des profilés7 pour permettre une circulation d'air permettant d'évacuer l'humidité qui aurait pu s'y accumuler accidentellement. Le film pare-pluie (27) est généralement recouvert d'un revêtement protecteur (33): ce peut être, par exemple, sans que cet exemple soit limitatif un béton projeté sur un grillage de métal déployé prélablement fixé sur la plaque extérieure (28) à travers le film pare-pluie (27). Revendications -1-Procédé permettant de rendre porteuses des cloisons formées d'un cadre métallique constitué de montants verticaux (1) formés d'éléments métalliques profilés en "C" placés dos à dos et maintenus par des vis auto-taraudantes (2), fixés à leur base (3) à une lisse basse (4) horizontale, par des vis (8), profilé (4) qui est lui-même fixé au sol, par des chevilles (5), les montants verticaux étant étant fiés à leur sommet à une lisse haute (7), horizontale ou rampante, par des vis auto-taraudantes (9), pour former des cadres (10) qui peuvent entre remplis totalement ou partiellement d'un matériau (11) et recouvert de plaques rigides (12) fixées sur les ailes (14) des éléments profilés constituant les cadres (10), caractérisé en ce que lorsque la structure métallique est assemblée et mise en place, on effectue des soudures par point (15) pour rendre solidaires les deu éléments profilés en "C" formant les montants verticaux (1) ainsi que des points de soudure (16) pour fixer les lisses haute (7) et basse (4) aux montants verticaux (1) et en y associant des moyens permettant d'améliorer les reports des efforts verticaux d'efforts horizontaux ainsi que la protection aux intempéries. 2-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 17 caractérisé en ce que le renforcement est obtenu en diminuant la distance entre les montants verticaux successifs d'un même mur et ou en augmentant l'épaisseur du feuillard de la lisse haute. 3-Dispositif en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le contreventement des murs est réalisé par un habillage de plaques (20) renforcées par augmentation de la densité du plâtre qui les composent, ou par des plaques de bois contreplaqué, dans les zones en contact avec les murs extérieurs. 4Dispositif en réalisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le contreventement des murs est réalisé par triangulation à l'aide de bandes de feuil lards vissées et ou soudées à plat sur les ailes (14) des cadres (10). 5-Dispositif en réalisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le contreventement des murs est réalisé par une pallée de stabilité (35) comportant à ses extrémités (36) et (37) des fourrures bois (38) fiées au montants et chevillées au sol. 6-Dispositif en réalisation du procédé, suivant au moins l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le mur de refend (17) est contreventé à son extrémité (19) en contact avec un mur extérieur (18). 7-Dispositif en réalisation du procédé, suivant au oins l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mur séparatif est constitué de deux structures métalliques (22), formées de cadres (10), placées parallèlement à une distance allant de uti à quelques centimètres et pouvant contenir dans cet espace, sur toute ou partie de sa hauteur, une plaque maintenue par pincement, les faces extérieures étant habillées de plaques (2), pouvant être contreventées dans les zones en contact avec des murs extérieurs. 8-Dispositif en réalisation du procédé, suivant au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le mur extérieur (18) comporte, un film pare-vapeur (29) placé entre la structure métallique formée des cadres (10) et la face intérieure de la plaque rigide (30) intérieure, un film pare-pluie (27) sur la face extérieure de la plaque rigide (28) extérieure 7 ainsi qu'en pied un façonné (23) fié sur l'aile (14) de la lisse basse (4) et pouvant comporter des déformations dans la zone d'appui (24) sur la lisse basse (4) permettant une ventilation de tout ou partie de l'espace libre (32) éventuel situé entre le produit de remplissage (31) et la plaque extérieure (28). 9-Dispositif en réalisation du procédé, suivant au moins l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le trur extérieur (18) de façade comporte une lisse d'égout (25) perforée fixée sur la lisse haute (7). 10-Procédé en réalisation du procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les soudures sont réalisées sous argon.