Brevet FR2756309A1 — publié le 19980529

L'invention concerne une gaine technique pour immeuble de type résidentiel d'habitation, hôtel, foyér par exemple, mais non exclusivement, contenant une colonne unique par type de fluide à évacuer. Les immeubles susmentionnés à plusieurs étages comportent des gaines généralement verticales dans lesquelles sont regroupées, d'une part les dispositifs de distribution de l'eau et de l'électricité éventuellement du gaz de ville, d'autre part les dispositifs d'évacuation des fluides qui sont des eaux usées, des eaux vannes, de l'air vicié aspiré dans les appartements. Dans le cadre des recherches concernant les sources possibles d'économies, il est apparu qu'il y avait un potentiel d'économie non négligeable dans la remise en cause de la conception de ces gaines, à condition d'améliorer les performances des conduits tubulaires, d'évacuation des fluides, qu'elles contiennent et d'en réduire le nombre; on appelle ci-après colonnes les conduits tubulaires verticaux d'évacuation des fluides précédemment décrits. Il y a toute une règlementation qui régit le mode d'évacuation des fluides; notamment, les appartements d'un même étage sont raccordés à des colonnes différentes, chacune d'elles étant obligatoirement prolongée jusqu'à la toiture et mis en communication avec l'air libre pour évacuer l'air aspiré dans les appartements pour les colonnes d'aération et pour éviter le désarmorçage des siphons pour les colonnes d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes; il y a donc au moins autant de colonnes de ventilation des appartements, de colonnes d'évacuation des eaux vannes et de colonnes d'évacuation des eaux usées qu'il y a d'appartements par étage. Pour économiser de a surface au sol on a regroupé dans une même gaine les colonnes desservant au moins deux appartements situés au même étage, comme le montre la coupe d'une telle gaine 48 représentée par la figure 1, en faisant en sorte notamment que leur bloc sanitaire et leur cuisine ne soient séparés que par un simple mur 43; ainsi la gaine 48 comprend deux colonnes de ventilation 41 et 42, deux colonnes d'évacuation des eaux usées 44 et 45 et deux colonnes d'évacuation des eaux vannes 46 et 47 soit un total de six colonnes. La colonne d'évacuation des eaux usées 44 ou 45 est habituellement séparée de celle des eaux vannes 46 ou 47 parce que leur réunion nécessite la création d'un circuit tubulaire de ventilation du circuit, commun aux eaux usées et aux eaux vannes, qui lui est parallèle et qui lui est connecté au niveau de chaque étage; l'économie qui est réalisée d'un côté est compensée largement par un surcoût de l'autre et on se retrouve toujours avec six colonnes dans la gaine. Il a été créé une colonne commune d'évacuation des eaux vannes et des eaux usées qui est composée notamment d'un tube comportant sur la paroi interne un dispositif de guidage de l'eau évacuée en forme de spirale; l'eau est alors mise en rotation comme dans un vortex si bien qu'elle est plaquée contre les parois du tube et il se forme un vide d'eau, dans la partie axiale du tube, qui permet la circulation de l'air et ne nécessite plus de circuit tubulaire de ventilation parallèle. Cependant la règlementation ne permet toujours pas de relier plusieurs appartements situés à un même étage à la même colonne commune d'évacuation des eaux vannes et des eaux usées sans recourir à des systèmes particuliers faisant l'objet d'un avis technique; il y a donc au moins autant de colonnes d'évacuation des eaux vannes et des eaux usées qu'il y a d'appartements desservis par la gaine. L'objet de l'invention est de proposer une gaine équipée d'un nombre de colonnes d'aspiration de l'air et de colonnes d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes inférieur au nombre d'appartements par étage desservi par cette même gaine. Les produits disponibles sur le marché, en matière d'évacuation des fluides, eaux usées, eaux vannes et air vicié, ne permettent pas de réaliser une telle gaine en respectant les performances minimales règlementaires, particulièrement dans les domaines acoustique et sécurité. L'invention consiste en une gaine comportant une seule colonne de ventilation des appartements et une seule colonne d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes dans une même gaine desservant au moins deux appartements, comme le montre la figure 2. Les eaux vannes provenant de plusieurs appartements d'un même étage sont donc envoyées dans une même colonne qui peut aussi recevoir les eaux usées des mêmes appartements, cette colonne étant aussi commune aux appartements situés aux étages supérieurs et inférieurs. On peut procéder de la même façon pour ce qui est de la colonne commune de ventilation des appartements. Alors qu'auparavant il y avait habituellement pour deux appartements situés au même étage deux colonnes d'évacuation des eaux usées et deux colonnes d'évacuation des eaux vannes qui se rejoignaient en bas de l'immeuble dans un même collecteur, ainsi que deux colonnes de ventilation des appartements, il n'y a plus désormais qu'une seule colonne d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes et une seule colonne de ventilation des appartements. Le coût de pose des colonnes se trouve sensiblement réduit tandis que la section de la gaine qui diminue, entraîne une économie substantielle de matériaux et de main d'oeuvre pour la construire ainsi qu'une économie de surface de plancher 49. L'usage d'une colonne d'évacuation unique pour un ou plusieurs fluides implique la maîtrise de la protection incendie et de l'insonorisation. Sur les dessins: La figure 1 représente une gaine habituelle pour immeuble résidentiel, desservant deux appartements au même niveau. On y trouve deux colonnes d'aspiration de l'air vicié, deux colonnes d'évacuation des eaux usées et deux colonnes d'évacuation des eaux vannes. La figure 2 représente une solution préférée de la gaine objet de l'invention. Elle est commune à deux appartements situés sur un même niveau et elle comporte une colonne d'aspiration de l'air vicié et une colonne d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes. La figure 3 représente une portion de colonne de ventilation pour deux appartements, selon l'invention. La figure 4 représente une vue éclatée du dispositif de raccordement de la colonne de ventilation de la figure 3. La figure 5 représente une version préférée du dispositif de raccordement de la colonne de ventilation de la figure 3. La figure 6 représente une vue éclatée du dispositif de raccordement, pour deux appartements, des tuyauteries d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes. La figure 7 représente une vue éclatée du dispositif de raccordement, pour deux appartements, des tuyauteries d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes. La protection incendie consiste à conserver à la gaine ses caractéristiques coupe-feu; la gaine est coupe-feu et insonorisée, dans la mesure où elle est construite, par exemple, du côté externe avec des plaques de plâtre d'épaisseur appropriée fixées sur une armature métallique, de même nature que celle qui sert à faire les cloisons, qui supporte du côté interne des plaques de matériaux fibreux tels que de la laine minérale; il est admis qu'une ouverture dans la gaine d'orifices d'un diamètre inférieur à 125mm ne remet pas en cause les caractéristiques coupe-feu de la cloison; or, les eaux vannes utilisent généralement des tuyauteries de 100mm et les eaux usées des tuyauteries d'un diamètre de l'ordre de 50mm; en ce qui concerne les tuyauteries de ventilation des appartements, on peut très bien les limiter en diamètre à 125mm. I1 reste à bloquer la transmission des sons aériens susceptibles d'être transmis par les tuyauteries d'évacuation des fluides qui sont reliées à une même colonne au niveau d'un même étage. Dans ce qui suit on va appuyer l'explication des principes généraux de l'invention sur la figure 3 qui représente une colonne de ventilation, mais les principes généraux de l'invention s'appliquent aussi au cas des colonnes d'évacuation des eaux vannes et des eaux usées; en effet, le problème de l'insonorisation se pose surtout lorsqu'il n'y a pas d'écoulement d'eau et que la colonne ne contient que de l'air. Le principe général de blocage des sons aériens consiste à interposer dans le dispositif de raccordement 1 (figure 3) des tuyauteries 2 et 3 avec la colonne 4 au moins un obstacle réalisé en matériau dense de manière à empêcher que le son passe directement d'une tuyauterie 2 à une tuyauterie 3 et ensuite de le disperser dans l'espace interne de la colonne en lui faisant suivre un circuit plus ou moins complexe de manière qu'une infime partie du son seulement soit susceptible d'atteindre la tuyauterie 3. Par exemple, sans que cet exemple ait un caractère limitatif, on peut réaliser une colonne de ventilation 4 de la manière suivante : la colonne de ventilation 4 est constituée de longueurs de tuyaux de liaison 5 en tôle enroulée d'un diamètre de l'ordre 300 à 500mm, variant en fonction du nombre d'appartements desservis, reliant des dispositifs de raccordement 1 des tuyauteries de ventilation 2 et 3 placées au niveau de chaque étage; ce dispositif de raccordement 1 (figure 4) est de forme générale cylindrique ayant par exemple un axe de symétrie vertical 6 commun avec celui des tuyaux de liaison 5 qui sont raccordés au dispositif de raccordement 1 à sa partie supérieure 7 et à sa partie inférieure 8; les tuyauteries de ventilation 2 et 3 sont raccordées dans la partie latérale 9 du dispositif et débouchent dans un compartiment 10 communiquant au niveau de ses parties inférieure 8 et supérieure 7 avec les tuyaux de liaison 5. Les parois des compartiments 10 sont d'une épaisseur qui est déterminée de manière à atténuer le son qui les traverse d'une valeur prenant en compte les autres parois déjà traversées ou à traverser pour passer d'un appartement à l'autre; le son provenant de la tuyauterie de ventilation 2 est préalablement affaibli lors du passage dans le compartiment 10 qui a une section plus large que celle des tuyauteries de ventilation 2 et 3; ensuite une partie du son ressort vers la partie inférieure 8 et une autre partie vers la partie supérieure 7 par les ouvertures supérieures et inférieures du dispositif de raccordement 1; une petite partie seulement de ce son peut pénétrer dans l'autre compartiment 11, puis encore une faible partie peut pénétrer dans la tuyauterie de ventilation 3 de l'appartement voisin; si on veut encore augmenter l'effet d'atténuation du son il est possible de rajouter des chicanes sur le trajet du son dans chaque compartiment 10 et 11; le niveau de complexité du dispositif de raccordement 1 dépend du niveau d'atténuation des sons aériens souhaité et il est déterminé expérimentalement. Actuellement, on considère que les sections de passage d'air déterminées par les tuyaux de liaison 5 (figure 4) doivent rester entièrement libres pour permettre le nettoyage de la colonne; cela implique que les compartiments 10 et 11 utilisent des volumes extérieurs au volume 12 occupé par la colonne dans le prolongement des tuyaux de liaison 5; les compartiments 10 et 11 peuvent, par exemple sans que cet exemple soit limitatif, être formés chacun d'un volume semiannulaire, limité extérieurement par une paroi latérale 9 semi-Cglindrsi-que, entourant le tube central 13 de même diamètre que celui des tuyaux de liaison 5; le compartiment 10 est séparé du compartiment 11 qui le jouxte par des parois de tôle 20 et 21 qui joignent la paroi semi-cylindrique latérale 9 au tube central 13. Cette solution est envisageable car il existe aujourd'hui des procédés de nettoyage chimique des colonnes de ventilation qui ne nécessitent pas de laisser le passage intégralement libre tout le long des colonnes; dans une version préférée de l'invention, le dispositif de raccordement 14 (figure 5) est constitué d'un tube cylindrique de révolution 15 métallique du même diamètre que celui des tuyaux de liaison 16 et de cloisons, reliant l'axe de symétrie 17 du tube cylindrique de révolution 15 et la paroi de ce dernier et séparant le tube cylindrique de révolution en autant de compartiments 19 en forme de secteur de cylindre qu'il y a d'appartements à raccorder; dans le cas où il y a deux appartements la cloison 18 peut être posée suivant un plan diamétral divisant le passage en deux compartiments 19 égaux. Le blocage du son aérien dans les tuyauteries d'évacuation des eaux vannes 22 (figure 6) et usées 23 se fait par des moyens analogues à ceux précédemment décrits pour les colonnes de ventilation; il y a, au départ des appareils sanitaires, la présence des siphons qui sont pleins d'eau et qui empêchent un accès direct des ondes sonores à l'intérieur des tuauteries d'évacuation 22 et 23; il a été ainsi développé un premier dispositif de raccordement, sur une même colonne munie de stries spiralées, commercialisé sous la marque "Chutunic Nicol avis technique 15.92181 qui peut être utilisé dans le cadre de l'invention pour l'évacuation des eaux usées et des eaux vannes dans la mesure où il répond aux caractéristiques acoustiques exigées par la règlementation en vigueur; si ce dispositif s'avère insuffisant sur le plan acoustique, il peut être complété du piège à son, objet du brevet FR-A-2729737 de la Société NICOLL, pour limiter la transmission des bruits d'un appartement à l'autre, ou de tout autre système adapté, comme, par exemple, le système décrit ci-après. Comme on l'a écrit précédemment, pour réaliser une économie significative il faut évacuer les eaux vannes et les eaux usées dans la même colonne d'évacuation des fluides comportant sur ses parois des stries spiralées pour faire tournoyer l'eau le long des parois afin de libérer au centre de la colonne d'évacuation des fluides un vide d'eau servant à rééquilibrer les pressions dans la colonne. La colonne d'évacuation des fluides 24 est donc composée de longueurs de tuyaux de liaison spiralés 25 en matière plastique, striés intérieurement en spirale, reliant deux dispositifs de raccordement des fluides 26 successifs sur lesquels viennent se brancher les tuyauteries d'évacuation des eaux usées 23 et des eaux vannes 22 provenant d'au moins deux appartements. Le dispositif de raccordement des fluides 26 comprend des compartiments 27 et 28 dans chacun desquels débouchent la tuyauterie des eaux vannes 22 et la tuyauterie des eaux usées 23; ces compartiments 27 et 28 sont délimités dans la partie centrale de la colonne 24 par un tube central 29 de petit diamètre placé coaxialement à la colonne 24 et d'une longueur correspondant sensiblement à la hauteur du dispositif de raccordement des fluides 26 et du côté extérieur par une paroi semi-cylindrique 30 de révolution extérieure, ayant de préférence le même axe de symétrie 31 que le tube central 29, raccordée à ses extrémités haute 32 et basse 33 aux tuyaux de liaison spiralés 25 de la colonne 24 reliant les dispositifs de raccordement des fluides 26; les tuyauteries d'évacuation des eaux usées 23 et des eaux vannes 22 provenant d'un même appartement débouchent dans leur compartiment commun 27 ou 28 au niveau de la paroi semi-cylindrique 30; enfin, le compartiment 27 est fermé latéralement par des cloisons 34 et 35 reliant la paroi semi-cylindrique 30 au tube central 29 en isolant ainsi les compartiments 27 et 28 qui se jouxtent l'un par rapport à l'autre. Le tube central 29 est destiné à maintenir l'équilibre des pressions en assurant la continuité de la ventilation à hauteur du dispositif de raccordement des fluides 24. Les cloisons 34 et 35 peuvent être planes et placées radialement entre la surface semi-cylindrique 30 de révolution extérieure et la surface du tube central 29; la hauteur des cloisons 34 et 35 correspond sensiblement à celle du dispositif de raccordement des fluides 26; dans ces conditions, la paroi semi-cylindrique 30 extérieure a sa face intérieure lisse pour permettre aux eaux de descendre suivant une direction axiale au niveau du dispositif de raccordement des fluides 26 avant de recommencer à tournoyer dans les tuyaux de liaison spiralés 25; l'utilisation de cloisons 34 et 35 planes est plus facile à réaliser techniquement, mais peut induire les bruits gênants lorsque l'eau passe au niveau des dispositifs de raccordement des fluides 26; pour pallier cet inconvénient les cloisons 36 et 37 (figure 7) peuvent être en forme de vis du même pas que celui de la spirale des stries des tuyaux de liaison spiralés 25 et relier la paroi semi-cylindrique 30 de révolution extérieure à celle du tube central 29 pour former des conduits spiralés 38 et 39 situés dans le prolongement des stries des tubes de liaison spiralés 25 de la colonne d'évacuation des fluides 40. Revendications 1 - Gaine technique pour immeuble de type résidentiel d'habitation, hôtel, foyer, mais non exclusivement, commune à plusieurs étages comportant au moins deux appartements par étage, contenant les colonnes de ventilation par aspiration de 1 air vicié des appartements et d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes utilisant des tubes spiralés intérieurement pour faire tournoyer l'eau au cours de sa chute et créer un vortex dégageant un vide d'air permettant un équilibrage des pressions, lesdites colonnes comportant, au niveau de chaque étage, des dispositifs de raccordement des tuyaux d'évacuation des fluides reliés entre eux par des tuyaux de liaison entre les étages , caractérisé en ce qu'elle contient une seule colonne de ventilation et/ou d'évacuation des eaux usées et des eaux vannes (4,16,25) équipée de dispositifs de raccordement (1,14,26) comportant des compartiments d'insonorisation (10,11,19,27,28,38,39) vis-à-vis de la transmission des sons aériens entre les appartements situés à un même étage. 2 - Gaine selon la revendication 1, caractérisée en ce que des tuyauteries de ventilation (2,3) du dispositif de raccordement 1 débouchent au niveau d'une paroi latérale (9) de compartiments (10,11) dont les parois sont de composition et d'épaisseur déterminée expérimentalement et qui débouchent à la partie supérieure (7) et à la partie inférieure (8) du dispositif de raccordement (1) dans des tuyaux de liaison (5). 3 - Gaine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les compartiments (10,11) sont formés d'un volume semi-annulaire, limité extérieurement par la paroi latérale (9) semi-cylindrique, entourant le tube central (13) de même diamètre que celui des tuyaux de liaison (5), le compartiment (10) étant séparé du compartiment (11) qui le jouxte par des parois de composition et d'épaisseur déterminée expérimentalement (20,21) qui joignent la paroi latérale (9) au tube central (13). 4 - Gaine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de raccordement (14) est constitué d'un tube cylindrique de révolution (15), du même diamètre que celui des tuyaux de liaison (16), et de cloisons, reliant l'axe de symétrie (17) du tube cylindrique de révolution (15) et la paroi de ce dernier, séparant le tube cylindrique de révolution en autant de compartiments (19) en forme de secteur de cylindre qu'il y a d'appartements à raccorder. 5 - Gaine selon la revendication 4, caractérisée en ce que, dans le cas où il y a deux appartements, la cloison (18) est posée suivant un plan diamétral divisant le passage en deux compartiments (19) égaux. 6 - Gaine selon la revendication 1, caractérisé en ce que des tuyauteries d'évacuation des eaux usées (23) et des eaux vannes (22) du dispositif de raccordement des fluides (26) débouchent au niveau de la paroi latérale des compartiments (27,28) qui débouchent à la partie supérieure (32) et à la partie inférieure (33) du dispositif de raccordement (26) dans des tuyaux de liaison (25), le dispositif de raccordement des fluides (26) comportant en outre un tube central (29) de petit diamètre placé coaxialement à la colonne (24) et d'une longueur correspondant sensiblement à la hauteur du dispositif de raccordement des fluides (26). 7 - Gaine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de racordement des fluides (26) comprend les compartiments (27,28) délimités, dans la partie centrale de la colonne (24) par le tube central (29), du côté extérieur par une paroi semi-cylindrique (30) de révolution, et latéralement par des cloisons (34,35) reliant la paroi semicylindrique (30) au tube central (29) en isolant ainsi les compartiments (27,28) qui se jouxtent l'un par rapport à 1 ' autre. 8 - Gaine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les cloisons (34,35) sont planes et placées radialement entre la surface semi-cylindrique (30) de révolution extérieure et la surface du tube central (29). 9 - Gaine selon la revendication 7, caractérisée en ce que des cloisons (36,37) en forme de vis du même pas que la spirale des stries des tuyaux de liaison spiralés (25), relient la paroi semi-cylindrique (30) de révolution extérieure à celle du tube central (29) pour former les conduits spiralés (38,39) situés dans le prolongement des stries des tubes de liaison spiralés (25) d'une colonne d'évacuation des fluides (40).