Brevet FR2751355A1 — publié le 19980123

La présente invention concerne la construction de planchers mixtes comportant deux éléments de construction, en particulier une dalle en béton supportée par une ossature en bois, et elle s'applique plus particulièrement mais non exclusivement à la réhabilitation des planchers en bois des bâtiments anciens. Une telle réhabilitation est préférable à la destruction complète puis à la reconstruction du plancher, notamment lorsque la destruction du plancher met en péril la pérennité de l'ouvrage. Dans ce cas, l'ossature en bois du plancher est conservée et simplement mise à nu, puis on coule sur cette ossature une dalle en béton. I1 est important de solidariser la dalle en béton et l'ossature en bois pour obtenir qu'elles collaborent mécaniquement et supportent des charges plus importantes que celles que l'ossature en bois ou la dalle en béton, considérées isolément, pourraient supporter. Dans le cas contraire, la dalle en béton constituerait un poids mort reposant sur l'ossature en bois, ce qui n'est pas acceptable. L'invention a pour objet un nouveau connecteur permettant de solidariser l'ossature en bois et la dalle en béton. Selon l'invention, le connecteur est caractérisé par le fait qu'il comporte une partie d'implantation dans le bois et une partie d'implantation dans le béton, la partie d'implantation dans le bois comportant un organe de confinement creux à insérer dans le bois par une extrémité et un organe d'ancrage de forme allongée à insérer dans le bois par une extrémité à l'intérieur de l'organe de confinement, l'organe d'ancrage et l'organe de confinement étant conformés de manière à ce que l'insertion de l'organe d'ancrage dans le bois provoque une compression du bois, présent à l'intérieur de l'organe de confinement, autour de l'organe d'ancrage. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe d'ancrage présente la forme d'un clou, muni sur une partie au moins de sa longueur, de reliefs d'ancrage. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement présente la forme d'une douille. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement est épaulé intérieurement à sa partie superieure et définit un passage de section adaptée à celle de l'organe d'ancrage. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe d'ancrage présente à son extrémité opposée à celle par laquelle il est inséré dans le bois une surface adaptée à venir en appui sur l'organe de confinement. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement est constitué par une pièce à rapporter lors de l'utilisation du connecteur sur la partie d'implantation dans le béton ou prémonté sur cette dernière. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement est inséré dans le bois au travers d'un perçage réalisé à la base d'une pièce de connexion coudée, constituant ladite partie d'implantation dans le béton. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement est conformé pour venir buter, en fin de course d'insertion dans le bois, contre ladite pièce de connexion coudée. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement est solidaire de la partie d'implantation dans le béton. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement présente une surface conformée pour freiner son insertion dans le bois. De préférence, cette surface est conique, divergeant en éloignement de l'extrémité d'insertion dans le bois. Dans une réalisation particulière de l'invention, la partie d'implantation dans le béton est tubulaire. Dans une réalisation particulière de l'invention, la partie d'implantation dans le béton est pourvue à son extrémité opposée à l'organe de confinement d'un collet. Dans une réalisation particulière de l'invention, l'organe de confinement présente une surface interne conique, convergeant en éloignement de son extrémité d'insertion dans le bois. L'invention a encore pour objet un procédé pour la réalisation d'un plancher mixte comportant deux éléments de construction, en particulier une dalle de béton et une ossature en bois, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - insérer dans le bois un organe de confinement creux relié à une partie d'implantation dans le béton, - insérer dans le bois et à l'intérieur de l'organe de confinement, un organe d'ancrage de forme allongée, l'organe d'ancrage et l'organe de confinement étant conformés de manière à ce que l'insertion de l'organe d'ancrage dans le bois provoque une compression du bois, présent à l'intérieur de l'organe de confinement, autour de l'organe d'ancrage, - couler la dalle en béton. Dans une mise en oeuvre particulière du procédé selon l'invention, l'organe de confinement et l'organe d'ancrage sont enfoncés dans le bois au moyen d'un ou plusieurs chocs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, de deux exemples non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel - les figures 1 à 4 sont diverses vues schématiques d'un connecteur selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - les figures 5 à 9 illustrent les différentes étapes de mise en oeuvre du connecteur représenté sur les figures 1 à 4, - les figures 10 et 11 illustrent différentes étapes de mise en oeuvre d'un connecteur selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention. On a représenté sur la figure 1 en coupe schématique dans un plan médian un connecteur 1 conforme à un premier exemple de réalisation de l'invention. Ce connecteur 1 comporte un organe de confinement creux se présentant dans l'exemple décrit sous la forme d'une douille 2, un organe d'ancrage 3 se présentant dans l'exemple décrit sous la forme d'un clou et une pièce de connexion 4 qui a été représentée isolément sur les figures 2 et 3 tandis que l'organe d'ancrage 3 a été represente isolément sur la figure 4. La pièce de connexion 4 sert à l'implantation du connecteur 1 dans le béton et présente, en élévation laterale comme représenté sur la figure 1, une forme générale de L. L'àme 5 de la pièce de connexion 4 est prolongée sur ses bords latéraux, du côté de la concavité du L, par des ailes de renfort 6 parallèles et se faisant face, et elle s'détend au delà de l'extrémité supérieure des ailes 6 pour former un rebord 8 s'étendant parallèlement à la base du L et dans la direction opposée. Une languette est découpée sur le bord libre de l'âme 5 à la base du L puis repliée vers le bas pour former une dent 9. L'âme 5 est traversée, sensiblement dans sa region médiane et à la base du L, par un perçage 10 de section circulaire, comme représenté sur la figure 3. A titre indicatif, la hauteur de la pièce de connexion est par exemple comprise entre 50 et 140 mm. La douille 2 présente une extrémité inférieure conformée pour pénétrer dans le bois et qui comporte, dans l'exemple particulier décrit, des dents 11 effilées vers le bas et réparties angulairement sur toute la périphérie de la douille. La paroi 12 de la douille 2 s'épaissit vers le haut à partir de son extrémité inférieure et se raccorde à une partie pleine 13 traversée en son centre par un perçage 14 pour le passage de l'organe d'ancrage 3 comme cela sera expliqué dans la suite. Dans l'exemple particulier décrit, la paroi 12 est délimitée radialement à l'extérieur par une surface externe 15 sensiblement cylindrique de révolution autour d'un axe de symétrie S de la douille 2 et radialement à l'intérieur par une surface conique 16, convergeant vers le haut, et qui se raccorde avec la surface interne du perçage 14 en formant un épaulement 17. Le perçage 10 de la pièce de connexion 4 est adapté au diamètre de la surface externe 15, pour permettre à la douille 2 d'être enfoncée au travers du perçage 10. La surface externe 15 se raccorde supérieurement à une surface conique 18 s'élargissant vers le haut, aboutissant à une collerette 19 formant saillie sur la surface radialement externe de la douille 2. Le perçage 14 présente sur la majeure partie de sa hauteur, à partir de son extrémité inférieure, une surface cylindrique de révolution autour de l'axe S, et à sa partie supérieure un fraisage 20. La douille 2 présente, au-dessus de la collerette 19, un épaulement définissant une partie cylindrique centrale 21 chanfreinée et terminée à son extrémité supérieure par une surface annulaire 22 plane et perpendiculaire à l'axe S. L'organe d'ancrage 3 est pourvu de crans 23 sur une partie de sa longueur. Chaque cran 23 est délimité radialement par une surface conique convergeant vers l'extrémité inférieure 24 de l'organe d'ancrage 3 et se raccorde avec le cran immédiatement supérieur en formant un épaulement 25, perpendiculaire à l'axe S. On ne sort pas du cadre de l'invention en modifiant la nature des reliefs formés sur l'organe d'ancrage 3 ni en utilisant comme organe d'ancrage un clou torsadé par exemple. L'organe d'ancrage 3 est pourvu à sa partie supérieure d'une tête 26 de plus grand diamètre que la portion crantee, délimitée latéralement par une surface 27 légèrement conique divergeant vers le haut, laquelle surface se raccorde inférieurement par un chanfrein 28 à une partie 29 non crantée mais sensiblement de même diamètre que la portion crantée de l'organe d'ancrage, et supérieurement, par un chanfrein 30, à une partie élargie circulaire 31 formant radialement saillie vers l'extérieur. Le diamètre de la surface 27 en partie haute est légèrement supérieur à celui du perçage 14, ce qui permet d'obtenir un freinage de l'organe d'ancrage 3 comme cela sera expliqué plus loin. A titre indicatif, la longueur de l'organe d'ancrage 3 est par exemple de l'ordre de 70 mm et son diamètre, dans la portion crantée, par exemple de l'ordre de 6 mm. On va maintenant décrire, en référence aux figures 5 à 9, la mise en place du connecteur 1 sur une poutre ou solive P surmontée par une tôle T de coffrage, qui peut être plane ou profilée. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention en fixant le connecteur directement dans le bois sans passer au travers d'une tôle de coffrage. La largeur de la poutre P est de préférence supérieure à 60 mm. La pièce de connexion 4 avec la douille 2 en attente est positionnée sur la tôle T, la base du L s'étendant sensiblement parallèlement à la tôle T, les pointes des dents 11 reposant sur la tôle T, de même que la pointe de la dent 9. La douille 2 peut être prémontée sur la pièce de connexion 4 ou introduite dans le perçage 10 au moment de l'utilisation. Un outil tel qu'un pistolet de scellement est ensuite utilisé pour enfoncer la douille 2 dans la poutre P. Cet outil comporte un fût de guidage G à l'intérieur duquel peut descendre un piston d'enfoncement E pour venir frapper la surface annulaire 22 et pousser la douille 2, au travers de la tôle T, dans le bois, comme illustré sur les figures 5 et 6. L'enfoncement de la douille 2 dans le bois provoque, lorsque la surface conique 18 vient en appui sur le bord du perçage 10, l'enfoncement de la dent 9 jusqu'à ce que la base du L repose contre la tôle T, comme représenté sur la figure 6. Cette dent 9 empêche la rotation de la pièce de connexion 4 autour de la douille 2. On remarquera sur cette figure que le bord du perçage 10 a été déformé vers le bas par la surface conique 18, absorbant ainsi une partie du choc d'enfoncement de la douille 2. L'organe d'ancrage 3 est ensuite introduit dans le perçage 14 puis un outil est utilisé pour l'enfoncer dans le bois, comme représenté sur la figure 7. Cet outil est le même que celui qui a été utilisé pour enfoncer la douille 2, après remplacement du fût de guidage G et du piston d'enfoncement E pour les adapter à l'organe d'ancrage 3. On remarquera que le fût de guidage G vient s'ajuster sur la partie cylindrique 21 de la douille, et que le piston d'enfoncement E vient percuter la partie élargie 31 de l'organe d'ancrage 3. L'organe d'ancrage 3 est freiné lorsque la surface conique 27 s'engage dans le perçage 14, ce qui permet d'absorber l'énergie résiduelle en fin de course d'enfoncement de l'organe d'ancrage. La dalle de béton B peut ensuite être coulée après mise en place des fers à béton A, comme illustré sur la figure 9. L'insertion de l'organe d'ancrage 3 dans le bois a provoqué une compression locale du bois à l'intérieur de la douille 2 et autour de la portion crantée de l'organe d'ancrage 3, entraînant une augmentation locale de la densité du bois, du fait que le bois contenu à l'intérieur de la douille 2 a été empêché par cette dernière de se déplacer radialement vers l'extérieur lors de l'insertion de l'organe d'ancrage 3. Pour illustrer très schématiquement que la densité du bois à l'intérieur de la douille 2 et autour de l'organe d'ancrage 3 est plus élevée que la densité du bois à l'extérieur de la douille 2 et loin de l'organe d'ancrage 3, on a représenté sur la figure 9 une zone X traduisant une augmentation de la densité du bois due à la présence de l'organe d'ancrage 3 au sein du bois mais à l'extérieur de la douille 2 et une zone Y traduisant une augmentation encore plus grande de la densité du bois à l'intérieur de la douille 2 autour de l'organe d'ancrage 3, due au confinement du bois par la douille 2. Le bois plus dense présent autour de l'organe d'ancrage 3 à l'intérieur de la douille 2 est plus solide et résistant aux contraintes mécaniques que le bois non confiné et l'on assure ainsi un très bon ancrage des crans 25 de l'organe d'ancrage 3 dans le bois, et donc une bonne implantation du connecteur dans le bois. Le connecteur selon l'invention assure grâce à la douille notamment le transfert des forces de cisaillement entre l'ossature en bois et la dalle de béton, et l'on dispose en outre d'une liaison mécanique entre l'ossature en bois et la dalle de béton qui permet un déplacement relatif maîtrisé de la dalle et de l'ossature avant rupture de la liaison. L'organe d'ancrage permet notamment de reprendre les efforts d'arrachement axial qui tendent à désolidariser la dalle de béton de l'ossature en bois, et assure une très bonne tenue de la partie du connecteur implantée dans le bois. Bien qu'un connecteur selon l'invention soit destiné principalement à assurer une liaison mécanique entre une dalle de béton et une ossature en bois, on peut sans sortir du cadre de l'invention employer le connecteur pour solidariser des matériaux analogues au béton et au bois, ou utiliser un connecteur selon l'invention pour solidariser un premier élément de construction analogue à une dalle de béton et un deuxième élément de construction analogue à une ossature en bois. On a représenté sur les figures 10 et 11 un connecteur 1' conforme à un deuxième exemple de réalisation de l'invention. Ce connecteur comporte en partie inférieure une douille 2' identique à la douille 2 précédemment décrite mis à part le fait qu'elle est prolongée à sa partie supérieure par une partie tubulaire 4' servant à l'implantation dans le béton, munie à son extrémité supérieure d'un collet 5'. A titre indicatif, la hauteur de la partie tubulaire 4' est par exemple de 50 à 140 mm. L'organe d'ancrage 3 est identique à celui précédemment décrit. La mise en place du connecteur l s'effectue au moyen d'un outil tel qu'un pistolet de scellement dont le fût de guidage G prend appui sur la tôle T et dont le piston d'enfoncement E vient appuyer sur la tranche d'extrémité supérieure de la partie tubulaire 4'. Après l'insertion de la douille 2 dans le bois, l'organe d'ancrage 3 est introduit à l'intérieur de la partie tubulaire 4' et dans le perçage 14 de la douille 2', puis il est enfoncé au moyen d'un piston d'enfoncement E descendu à l'intérieur de la partie tubulaire 4', ce piston d'enfoncement E étant guidé à l'extérieur de la partie tubulaire 4' par un fût de guidage G prenant appui à son extrémité inférieure sur la tôle T. En variante, l'organe d'ancrage 3 peut être prémonté dans la partie tubulaire 4'. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. On peut notamment conformer la douille 2 ou 2 avec la paroi 12 présentant une surface externe non pas cylindrique de révolution comme cela vient d'être décrit, mais conique s'élargissant en éloignement de l'extrémité d'insertion dans le bois, de manière à comprimer localement, autour de la douille, le bois. On peut encore munir la douille à son extrémité d'insertion dans le bois non pas de dents mais simplement d'un bord tranchant. REVENDICATIONS 1 - Connecteur (1;1') destine à solidariser deux éléments de construction, en particulier une dalle de béton (B) et une ossature en bois (P), caractérisé par le fait qu'il comporte une partie d'implantation dans le bois et une partie d'implantation dans le béton (4;4'), la partie d'implantation dans le bois comportant un organe de confinement creux (2;2') à insérer dans le bois par une extrémité et un organe d'ancrage de forme allongée (3), à insérer dans le bois par une extrémité à l'intérieur de l'organe de confinement (2;2'), l'organe d'ancrage (3) et l'organe de confinement (2;2') étant conformés de manière à ce que l'insertion de l'organe d'ancrage dans le bois provoque une compression du bois, présent à l'intérieur de l'organe de confinement, autour de l'organe d'ancrage. 2 - Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe d'ancrage (3) présente la forme d'un clou muni sur une partie au moins de sa longueur de reliefs d'ancrage (23 > . 3 - Connecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe de confinement présente la forme d'une douille (2;2'). 4 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2;2') est épaulé intérieurement à sa partie supérieure et définit un passage (14) de section adaptée à celle de l'organe d'ancrage (3). 5 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'organe d'ancrage présente à son extrémité opposée à celle par laquelle il est inséré dans le bois une surface (27) adaptée à venir en appui sur l'organe de confinement. 6 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2) est constitué par une pièce à rapporter lors de l'utilisation du connecteur sur la partie d'implantation (4) dans le béton ou prémontée sur cette dernière. 7 - Connecteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'organe de confinement est inséré dans le bois au travers d'un perçage (10) réalisé à la base d'une pièce de connexion coudée (4) constituant ladite partie d'implantation dans le béton. 8 - Connecteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2) est conformé pour venir buter, en fin de course d'insertion dans le bois, contre ladite pièce de connexion coudée (4). 9 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2') est solidaire de la partie d'implantation (4') dans le béton. 10 - Connecteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2') présente une surface (18) conformée pour freiner son insertion dans le bois. Il - Connecteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite surface (18) est conique, divergeant en éloignement de l'extrémité d'insertion dans le bois. 12 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que la partie d'implantation dans le béton (4') est tubulaire. 13 - Connecteur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la partie d'implantation dans le béton (4') est pourvue à son extrémité opposée à l'organe de confinement (2') d'un collet (5). 14 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l'organe de confinement (2;2') présente une surface interne (16) conique, convergeant en éloignement de son extrémité d'insertion dans le bois. 15 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que l'organe de confinement présente une surface externe conique divergeant en éloignement de son extrémité d'insertion dans le bois. 16 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que l'organe de confinement présente, à son extrémité d'insertion dans le bois, au moins un bord tranchant. 17 - Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'organe de confinement présente, à son extrémité d'insertion dans le bois, des dents (11). 18 - Procédé pour la réalisation d'un plancher mixte comportant deux éléments de construction, en particulier une dalle de béton (B) et une ossature en bois (P), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - insérer dans le bois un organe de confinement creux (2;2') relié à une partie d'implantation (4;4') dans le béton, - insérer dans le bois et à l'intérieur de l'organe de confinement, un organe d'ancrage (3)de forme allongée, l'organe d'ancrage et l'organe de confinement étant conformés de manière à ce que l'insertion de l'organe d'ancrage dans le bois provoque une compression du bois présent à l'intérieur de l'organe de confinement autour de l'organe d'ancrage, - couler la dalle en béton. 19 - procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de confinement est enfoncé dans le bois au moyen d'un ou plusieurs chocs. 20 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisé par le fait que ledit organe d'ancrage est enfoncé dans le bois au moyen d'un ou plusieurs chocs.