Brevet FR2754285A1 — publié le 19980410

ELEMENT DE COFFRAGE ISOLANT POUR MUR EN BETON La présente invention concerne un élément de coffrage isolant destiné à être assemblé avec d'autres éléments de conception identique en vue de constituer un coffrage modulaire permanent. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine du bâtiment, pour la construction des murs en béton coulé. L'emploi de coffrages modulaires permanents pour ce type de réalisation présente de nombreux avantages par rapport aux techniques traditionnelles. Outre la grande facilité d'utilisation liée à leur légèreté structurelle et à leur simplicité de montage, ces dispositifs permettent de s'affranchir ultérieurement de fastidieuses et coûteuses opérations d'isolation. Les panneaux de coffrage, destinés à rester à demeure contre les faces extérieures et intérieures des murs après le coulage du béton, sont en effet réalisés dans un matériau thermiquement isolant. ll est à noter que la grande légèreté de ces coffrages tient autant de leur structure modulaire, qui permet avantageusement l'adoption de panneaux élémentaires de dimensions réduites, que de la nature intrinsèque des éléments isolants qui les composent. On connaît de l'état de la technique un grand nombre de coffrages modulaires et permanents dont la plupart reprennent schématiquement la même constitution. Les deux parois isolantes au milieu desquelles va être coulé le béton sont généralement formées d'un empilement régulier de panneaux élémentaires, disposés de manière décalée par rapport à la verticale. La liaison entre chaque élément d'une même paroi s'effectue préférentiellement au niveau des bords horizontaux et accessoirement au niveau des verticaux. Des entretoises sont également prévues entre les deux parois afin de les maintenir parallèles l'une par rapport à l'autre et ainsi délimiter précisément l'espace destiné à être rempli de béton. Le brevet européen EP 374 064 décrit un tel dispositif Chaque paroi est constituée d'une pluralité de panneaux isolants en matière plastique alvéolaire, dont les bords supérieure et inférieure sont de formes sensiblement complémentaires malgré leurs profils discontinus. Cette configuration permet de former des joints à recouvrement aux interfaces longitudinales, chaque joint résultant de la coopération entre un couvre-joint et une feuillure ménagés respectivement sur le bord inférieur d'un premier panneau et sur le bord supérieur d'un second. L'emboîtement ainsi obtenu ne permet cependant pas de garantir un maintien relatif efficace entre panneaux adjacents, que ce soit en alignement horizontal ou vertical. C'est pourquoi des cornières d'ancrage à section en T sont prévues à ces mêmes interfaces, la branche principale du T s'étendant horizontalement dans le plan de joint et les deux branches secondaires s'engageant dans des fentes coplanaires ménagées perpendiculairement sur les bords horizontaux des panneaux en contact. Ce type de coffrage présente toutefois l'inconvénient de ne pas offrir une tenue suffisante vis-à-vis de la poussée exercée en interne par le béton, qui tend en permanence à déformer les parois et par conséquent à séparer les différents panneaux les constituant. Les cornières d'ancrage ne sont en effet que des éléments indépendants rapportés que l'on engage sans les solidariser dans les bords horizontaux des panneaux. Leur fonction se limite à réaliser un maintien précaire en alignement, sans pour autant assurer de blocage notamment dans le plan vertical. Par ailleurs, le montage de ce genre de dispositif n'est pas des plus simples puisqu'il nécessite deux types de constituants mis à part les entretoises destinées à séparer les parois, à savoir les cornières d'ancrage et les panneaux isolants. Les bords horizontaux de ces derniers présentent de plus des physionomies tourmentées relativement similaires pouvant conduire à des confusions concernant le sens d'assemblage. Même si cette caractéristique peut apparaître mineure, elle constitue cependant un détail susceptible de perturber constamment l'utilisateur et par conséquent d'allonger significativement le temps de montage des parois. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un élément de coffrage isolant destiné à être assemblé avec d'autres éléments de conception identique afin de former un coffrage modulaire permanent pour murs en béton coulé, élément de coffrage dont la conception nouvelle et inventive permettrait un montage d'une grande facilité ainsi que de meilleures liaisons avec les éléments de coffrage adjacents. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit élément de coffrage est constitué par un panneau en matériau thermiquement isolant sur le bord supérieur duquel est solidarisé un profilé de liaison comportant une partie principale formant tenon, le panneau isolant étant pourvu par ailleurs sur son bord inférieur d'une rainure longitudinale formant mortaise, disposée de manière coplanaire par rapport au tenon et présentant des dimensions complémentaires à celui-ci, de manière à pouvoir coopérer par emboîtement lorsque le bord inférieur dudit élément de coffrage vient au contact du bord supérieur d'un élément de coffrage adjacent. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage d'être d'une extrême simplicité d'utilisation puisque la réalisation d'une paroi de coffrage constituée de tels éléments ne nécessite qu'un seul composant, à savoir un panneau isolant pourvu de moyens de liaison de type tenon-mortaise directement intégrés le long de ses bords horizontaux. Cette configuration permet avantageusement des jonctions directes avec les éléments de coffrage adjacents, sans avoir recours à des organes de maintien indépendants et amovibles que l'on vient simplement glisser dans des fentes ménagées dans les panneaux isolants. Les parois de coffrage s'obtiennent donc simplement en empilant les éléments dont il est facile de repérer le sens de montage grâce à la forme distincte de leurs bords horizontaux. Par rapport au dispositif connu précédemment décrit, l'utilisation du principe tenon-mortaise dans l'assemblage des éléments de coffrage permet également d'obtenir une liaison de qualité supérieure. La forme tridimensionnelle de la partie principale du profilé de liaison permet en effet, de part la plus grande surface de contact offerte, une meilleure répartition des forces de pression exercées contre la paroi notamment par le béton. Sa coopération intime avec une mortaise relativement profonde et de forme complémentaire assure par conséquent un excellent maintien dans le plan horizontal et autorise une certaine retenue dans le plan vertical grâce au phénomène de coincement qu'une telle conformation engendre. Afin d'améliorer encore ce dernier aspect, il est prévu d'immobiliser quasi complètement le tenon dans la mortaise au moyen d'un organe de blocage. Tout comme le profilé de liaison, il fait partie intégrante du panneau isolant de manière à ne pas compliquer le montage. Sa mise en oeuvre s'effectue automatiquement sans aucune intervention de l'utilisateur. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective illustrant deux éléments de coffrage isolants conformes à l'invention, ainsi que leur positionnement relatif lorsqu'ils sont utilisés en tant que composants des parois entre lesquelles est coulé le béton. La figure 2 représente une vue partielle en coupe transversale de deux éléments de coffrage adjacents, par ailleurs identiques à ceux de la figure 1. La figure 3 illustre en perspective un coffrage modulaire permanent réalisé à partir d'éléments isolants conformes à l'invention. La figure 4 est une vue partielle en perspective illustrant une reprise de dalle de plancher sur un mur préalablement coulé au moyen du coffrage modulaire de la figure 3. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. La figure 1 illustre la coopération entre deux éléments de coffrage isolants 1 parfaitement identiques mais appartenant respectivement à chacune des parois 24, 25 d'un même coffrage modulaire permanent 30. Chacun d'eux se compose d'un panneau 2 en polystyrène haute densité, de l'ordre de 30kg/m3, ainsi que d'un profilé de liaison 3 en polymère rigide solidarisé par thermosoudage au bord supérieur 4 dudit panneau 2. Les faces intérieures 5 respectives, disposées en vis-à-vis, sont maintenues parallèles rune par rapport à l'autre au moyen d'entretoises 6 en acier régulièrement implantées le long des bords supérieurs 4. Cet impératif de positionnement trouve une solution spécifique au niveau des parties inférieures des éléments isolants 1 de la première rangée. ll est en effet prévu des embases 23 en polymère rigide, espacées de façon adéquate et profilées en U afin d'épouser intimement l'extrémité inférieure de chaque panneau 2 et ainsi garantir leur stabilité dès la base. Par ailleurs, l'aile 31 la plus haute du U est systématiquement disposée sur l'extérieur de manière à constituer une surface de fixation utilisable pour le montage du coffrage 30 ou pour la pose de revêtements externes. Ainsi que l'on peut le voir sur la figure 2, la coopération entre deux éléments de coffrage 1 d'une même paroi 24, 25 s'effectue par emboîtement de type tenon-mortaise. Cette vue en coupe transversale met tout d'abord en évidence le profil caractéristique du profilé de liaison 3 qui se compose d'une partie principale 7 de section rectangulaire, formant tenon, ainsi que de deux pattes d'ancrage 8, 9 perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Celles-ci s'étendent dans le prolongement respectif de deux faces orthogonales du tenon 7, de manière à pouvoir assurer un maintien dans le plan horizontal aussi bien que dans le plan vertical, et ainsi immobiliser totalement le profilé de liaison 3 dans le panneau isolant 2. Ce dernier présente sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle plat et allongé, positionné horizontalement sur la tranche afin que les deux surfaces les plus importantes constituent respectivement la face interne 5 destinée à mouler le béton coulé, et la face externe 10. les bords latéraux 11 identiques ne présentent aucune aspérité particulière de sorte que la jonction latérale entre deux éléments de coffrage 1 adjacents s'effectue uniquement par contact plan. Les formes des bords horizontaux 4, 12 ne sont par contre absolument pas complémentaires. Schématiquement, le bord inférieur 12 est pourvu d'une rainure longitudinale 13 large et profonde formant mortaise, tandis que le bord supérieur 4 comporte longitudinalement un évidement 14 large et superficiel ainsi qu'une saignée 15 fine et profonde. De manière plus précise, tous ces évidements 13, 14, 15 présentent des dimensions complémentaires des parties avec lesquelles ils coopèrent. C'est évidemment le cas entre le tenon 7 et la mortaise 13, mais également entre la patte d'ancrage verticale 8 et la saignée 15, ainsi qu'entre la patte d'ancrage horizontale 9 et l'évidement 14. Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, on remarque que le tenon 7 et la mortaise 13 occupent des positions coplanaires décalées par rapport au plan passant longitudinalement au centre du panneau 2, parallèlement à la face intérieure 5. Cette disposition permet, 'd'une part, à la patte d'ancrage horizontale 9 de s'étendre au maximum sur le bord supérieur 4 et ainsi d'améliorer notablement la fixation du profilé de liaison 3, et d'autre part, d'offrir une surface d'appui maximale pour le bord inférieur du panneau adjacent lorsque la paroi 24, 25 est soumise à la pression interne du béton. I1 est à noter également que la section du tenon 7, et par conséquent celle de la mortaise 13 complémentaire, présente une longueur et une largeur voisines respectivement de la moitié et du quart de l'épaisseur du panneau 2. L'organe de blocage 16, immobilisé au fond de la mortaise 13, est ici constitué par un profilé 17 en U présentant des ailes 18, 19 légèrement convergentes mais également flexibles en raison de leur épaisseur voisine du millimètre. Doté au niveau de sa partie centrale interne 20 d'une largeur complémentaire à celle de l'extrémité du tenon 7, ce profilé 17 est par conséquent apte à se clipper de manière intime après déformation. Comme la mortaise 13 est également complémentaire de la partie principale 7 du profilé de liaison 3, l'introduction et le maintien de l'organe de blocage 16 s'effectue grâce à la capacité du panneau isolant 2 à se déformer. Sa mise en place par insertion à force peut être complétée par une solidarisation par collage, thermosoudage ou tout autre moyen de fixation. La figure 2 illustre également l'implantation des entretoises 6 métalliques à la partie supérieure du panneau 2. De manière classique, chaque extrémité 21 est engagée dans l'un des nombreux alésages 22 ménagés traversalement le long de la patte d'ancrage horizontale 9, puis pénètre au sein du panneau 2 par le bord supérieur 4. Le coffrage modulaire permanent 30 représenté à la figure 3 est réalisé à partir d'éléments 1 tels que ceux précédemment décrits. Dans la pratique, les panneaux isolants 2 présentent des dimensions (L x h x e) de l'ordre de 200x30x6cm. Le montage commence par la pose des embases 23 déjà illustrées à la figure 1. Elles sont fixées à la surface des dalles avec un écartement constant correspondant à l'épaisseur de béton que l'on désire obtenir pour le mur à couler, l'aile 31 étant toujours positionnée sur l'extérieur. La mise en place des éléments de coffrage 1 peut alors commencer en respectant pour chaque paroi 24, 25 un montage à joints croisés. En ce qui concerne la disposition relative entre les éléments 1 des parois 24 et 25, on veillera à placer en vis-à-vis les faces internes 5 respectives, et par la même à positionner les ensembles tenon 7 / mortaise 13 et les pattes d'ancrage horizontales 8 respectivement vers l'extérieur et vers l'intérieur du coffrage 30 ainsi réalisé. A partir de la troisième rangée d'éléments isolants 1, la stabilité du coffrage 30 est assurée par un système de poteaux 26 en forme de cornières, maintenues par des étais standards 27 et réparties environ tous les 1,5 mètres. Avant le coulage du béton, ces cornières 26 sont solidarisées provisoirement et de manière réversible aux ailes 31 des embases 23, ainsi qu'aux profilés de liaison 3 des éléments de coffrages 1. L'ensemble peut bien évidemment servir de support de console pour passerelle de travail. On voit ici un nouvel avantage à l'utilisation du profilé de liaison 3. Outre qu'il autorise l'assemblage des différents éléments de coffrage 1 ainsi que leur maintien durant le coulage, cet organe permet également la fixation sans collage de tous types d'éléments rapportés tels que des plaques, des vêtures, des bardages, etc. Sa partie principale 7 constitue en effet une surface susceptible de coopérer efficacement avec des vis ou autres pitons d'ancrage. L'armature est définie de la même façon que pour un mur en béton armé classique. Les aciers horizontaux 32 sont simplement positionnés puis ligaturés dans l'encoche 28 de chaque entretoise 6 (figure 4); les aciers verticaux 33 étant utilisés de manière conventionnelle. Le coulage du béton, éventuellement mélangé à un plastifiant, est alors réalisé au moyen d'une pompe afin d'assurer un bon contrôle du débit ainsi qu'une bonne répartition dans le coffrage 30. La hauteur de chute ne doit par excéder 2,5m. Conformément à ce qui est illustré à la figure 4, il est possible de découper l'élément isolant 1 intérieur en cas de reprise de dalle de plancher 34, afin de permettre un bon positionnement de cette dernière. L'élément isolant 1 disposé à l'extérieur ne subit quant à lui aucune intervention de manière à assurer la continuité externe du coffrage 30 et par conséquent de l'isolation thermique. Une fois mise en place, la nouvelle dalle 34 reçoit à son tour des embases 23 pour permettre à nouveau l'assemblage des éléments de coffrage 1 devant constituer la paroi interne 24 du coffrage 30. Naturellement, et comme il résulte déjà amplement de ce qui précède, l'invention n'est en rien limitée aux modes particuliers de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples préférés, dont elle englobe toutes les variantes restant dans le cadre de la portée du brevet. En particulier, l'organe de blocage 16 peut prendre n'importe quelle forme susceptible de s'ancrer à l'extrémité du tenon 7, par clippage, par coincement ou tout autre moyen de fixation réversible. Même s'il présente des dimensions légèrement supérieures à celles de la mortaise 13, la nature déformable du matériau isolant autorise son implantation par insertion à force. REVENDICATIONS 1. Elément de coffrage isolant (1) destiné à être assemblé avec d'autres éléments de conception identique afin de former un coffrage modulaire permanent (30) pour murs en béton coulé, caractérisé en ce que ledit élément de coffrage (1) est constitué par un panneau (2) en matériau thermiquement isolant sur le bord supérieur (4) duquel est solidarisé un profilé de liaison (3) comportant une partie principale (7) formant tenon, le panneau isolant (2) étant pourvu par ailleurs sur son bord inférieur (12) d'une rainure longitudinale (13) formant mortaise, disposée de manière coplanaire par rapport au tenon (7) et présentant des dimensions sensiblement complémentaires à celui-ci, de manière à pouvoir coopérer par emboîtement lorsque le bord inférieur (12) dudit élément de coffrage (1) vient au contact du bord supérieur (4) d'un élément de coffrage adjacent. 2. Elément de coffrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tenon (7) et la mortaise (13) occupent des positions coplanaires décalées par rapport au plan passant longitudinalement au centre du panneau isolant (2), parallèlement à la face intérieure 5. 3. Elément de coffrage (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur du tenon (7), comme par conséquent celle de la mortaise (13) complémentaire, correspond sensiblement à la moitié de l'épaisseur du panneau isolant (2). 4. Elément de coffrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la largeur du tenon (7), comme par conséquent celle de la mortaise (13) complémentaire, correspond sensiblement au quart de l'épaisseur du panneau isolant (2). 5. Elément de coffrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le profilé de liaison (3) comporte deux pattes d'ancrage perpendiculaires (8, 9) aptes à l'immobiliser dans la partie supérieure du panneau isolant (2), lesdites pattes d'ancrages dites patte d'ancrage verticale (8) et patte d'ancrage horizontale (9) s'étendant dans le prolongement respectif de deux faces orthogonales du tenon (7). 6. Elément de coffrage (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bord supérieur (4) du panneau isolant (2) comporte longitudinalement un évidement (14) large et superficiel ainsi qu'une saignée (15) fine et profonde, ledit évidement (14) et ladite saignée (15) présentant respectivement des formes et des dimensions complémentaires de la patte d'ancrage horizontale (9) et de la patte d'ancrage verticale (8). 7. Elément de coffrage (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la patte de fixation horizontale (9) comporte au moins un alésage (22) traversant apte à recevoir l'extrémité (21) d'une entretoise (6) de séparation. 8. Elément de coffrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un organe de blocage (16) apte à immobiliser le tenon (7) d'un élément de coffrage adjacent est disposé au fond de la mortaise (13). 9. Elément de coffrage (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de blocage (16) est constitué par un profilé (17) en U présentant des ailes (18, 19) légèrement convergentes et flexibles afin de coopérer par clippage avec l'extrémité du tenon (7) de l'élément de coffrage adjacent. 10. Elément de coffrage (1) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'organe de blocage (16) est inséré à force au fond de la mortaise (13). 11. Elément de coffrage (1) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'organe de blocage (16) est solidarisé aux parois internes de la mortaise (13). 12. Elément de coffrage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le profilé de liaison (3) est réalisé en polymère rigide. 13. Coffrage modulaire permanent (30) constitué d'éléments de coffrage isolants (1) selon rune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque paroi (24, 25) au moins une embase (23) apte à maintenir en partie basse la première rangée d'éléments de coffrage (1), chaque embase (23) étant fixée à même la surface sur laquelle doit être bâti le mur. 14. Coffrage modulaire permanent (30) selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque embase (23) est constitué par un profilé en U présentant des ailes dissymétriques, ledit profilé étant apte à épouser l'extrémité inférieure de chaque panneau isolant (2), l'aile (31) la plus haute du U étant systématiquement disposée sur l'extérieur de manière à constituer une surface de fixation utilisable pour le montage du coffrage 30 ou pour la pose sans collage d'organes externes.