Brevet FR2775998A1 — publié le 19990917

Procédé de construction de bâtiments préfabriqués et ensemble d'éléments de construction pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention concerne le domaine technique de la construction des bâtiments et plus précisément celui de la construction de bâtiments à partir d'éléments de construction préfabriqués en béton armé. Ce type de construction est très répandu. A titre d'exemple simplement, on peut notamment citer dans ce cadre la construction des bâtiments agricoles (bâtiments d'élevage ou hangars de stockage). Le principe de la construction préfabriquée est de réaliser des éléments de structures (panneaux de murs, poutres, poteaux, dalles, etc...) à l'abri des intempéries, et le plus souvent en usine, puis de réaliser des bâtiments complets par simples assemblages de tels éléments préfabriqués sur le chantier. Ce type de procédé de construction permet de réaliser des bâtiments rapidement à un coût intéressant. L'un des problèmes posé par la construction des bâtiments à partir d'éléments préfabriqués est constitué par la réalisation des liaisonnements (ou clavetage) entre chacun des éléments préfabriqués d'une part (jonction entre deux panneaux de murs par exemple) ou entre un élément préfabriqué et un élément réalisé directement sur le chantier d'autre part (entre un panneau de mur et une semelle de fondation par exemple). Les clavetages ont pour but d'obtenir un comportement monolithique de l'ensemble des éléments préfabriqués composant le bâtiment, de manières telle que ceux-ci soient capables de transmettre l'ensemble des efforts verticaux et horizontaux qui leur sont appliqués, jusqu'au sol de fondation, et selon un schéma statique stable. Dans le cas de bâtiments réalisés à partir de panneaux préfabriqués en béton armé, assemblés selon des plans verticaux, de manière à composer les murs de l'ouvrage, et à assurer soit la fonction de bardage, soit la fonction d'assise des poteaux de charpente, soit les deux, les clavetages doivent plus particulièrement permettre la transmission des efforts horizontaux appliqués sur la totalité de la surface des éléments préfabriqués ou appliqués par le poteau de charpente au niveau de son assise sur le mur jusqu'aux fondations. Une manière traditionnelle de réaliser ces clavetages consiste à réaliser un poteau en béton armé, coulé en place sur le chantier, liaisonnant entre eux deux panneaux préfabriqués contigus et liaisonnant ceux-ci à leur semelle de fondation. Ce poteau en béton peut en outre servir d'assise au poteau de charpente, qui peut être en bois ou métallique. La réalisation de tels clavetages nécessite la mise en oeuvre de coffrages, d'étaiements, et le coulage sur un site d'un volume important de béton, qui allongent de façon conséquente la durée de construction. L'objectif principal de la présente invention est de proposer un procédé et un matériel de liaisonnement des panneaux préfabriqués entre eux et avec leur fondation qui permettent de s'affranchir des inconvénients de la méthode de clavetage traditionnelle. Cet objectif est atteint grâce à l'invention qui concerne un procédé de construction d'un bâtiment réalisé au moins en partie à partir d'éléments de murs préfabriqués caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - préfabriquer lesdits éléments de murs en prévoyant dans au moins une zone inférieure de ceux-ci au moins une armature métallique formant herse; - effectuer un terrassement en puits destiné à recevoir des massifs de fondation; - couler du béton pour former lesdits massifs de fondation en prévoyant dans ceux- ci des armatures métalliques faisant saillie au moins sur leur face supérieure; - attendre la prise desdits massifs de fondation; - poser lesdits éléments de murs sur lesdits massifs de fondation en faisant coopérer les armatures métalliques formant herse de ceux-ci avec lesdites armatures métalliques faisant saillie desdits massifs de fondation; mettre en place des barres de clavetage entre les armatures métalliques formant herse et lesdites armatures métalliques faisant saillie; - enrober lesdites armatures métalliques et lesdites barres de clavetage avec du béton; - attendre la prise dudit béton. L'invention propose ainsi de s'affranchir du coffrage et du coulage du liaisonnement vertical entre deux panneaux préfabriqués après leur pose, grâce à l'utilisation de moyens permettant de sécuriser leur maintien en position, permettant d'assurer le monolithisme de la construction et permettant d'assurer la résistance aux efforts appliqués, lesdits moyens mettant en oeuvre des herses métalliques prévues dans la partie inférieure des panneaux préfabriqués en béton armé, conçues pour coopérer avec des armatures métalliques de massifs de fondation préalablement coulés dans un terrassement, un clavetage de ces moyens de coopération et un coulage de béton sur ceux-ci. On notera que le procédé ici décrit pourra être utilisé avec tout type de murs, quels que soient leur hauteur, leur largeur, leur épaisseur, qu'ils constituent des murs de bardage, des murs d'angle, des cloisons, etc... Selon une variante préférentielle de l'invention, le procédé selon l'invention comprend de plus les étapes complémentaires suivantes consitant à: - prévoir des gorges de réservation destinées à recevoir des ferrures de jonction dans la partie supérieure desdits éléments de murs; mettre en place des ferrures de jonction après que lesdits éléments de murs ont été positionnés sur lesdits massifs de fondation. De telles ferrures de jonction permettent de compléter le monolithisme de la construction en phase finale et de limiter les moyens d'étaiement en phase de pose des éléments. On notera qu'avantageusement, on pourra utiliser lesdites ferrures de jonction comme éléments de fixation d'une charpente. Dans le mode réalisation préférentiel de l'invention, on utilise pour chaque massif de fondation au moins deux barres de clavetage. Le nombre de barres de clavetage utilisé pourra être fonction des hauteurs des éléments de murs et des efforts appliqués sur ces éléments de murs directement ou par les poteaux de charpente. Le nombre et la section de ces barres pourront être déterminés par l'homme de l'art en fonction des valeurs de ces différents paramètres. L'invention concerne également un ensemble d'éléments de construction pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Un tel ensemble comprend: - des éléments de murs préfabriqués présentant dans au moins une zone inférieure au moins une armature métallique formant herse; - des massifs de fondation présentant des armatures métalliques faisant saillie; - des armatures de clavetage. Selon une variante préférentielle de l'invention, lesdites armatures métalliques formant herse desdits éléments de murs sont réalisées dans au moins certains des coins inférieurs de ceux-ci. Dans ce cas, chaque massif de fondation pourra être utilisé pour relier au moins deux éléments de murs entre eux. Avantageusement, l'ensemble de construction selon l'invention comprend de plus des ferrures de jonction d'éléments de murs et lesdits éléments de murs sont pourvus dans leur partie supérieure de gorges de réservation destinées à accueillir lesdites ferrures de jonction. Préférentiellement, lesdites ferrures de jonction présentent une base montrant une section transversale essentiellement trapézoïdale. Une telle forme permettra d'améliorer le centrage des éléments de murs et contribuera à une meilleure répartition des forces. Selon une autre variante préférentielle, au moins certaines desdites armatures de clavetage son cintrées. Une telle caractérisque trouvera son intérêt pour la jonction de deux éléments de murs prévus dans le même plan. Selon un autre aspect de l'invention, lesdites armatures desdits massifs de fondation sont constitués par au moins deux cadres métalliques essentiellement verticaux positionnés essentiellement parallèlement entre eux et reliés par des barres essentiellement horizontales. Avantageusement, lesdites armatures desdits massifs de fondation incluent un cadre horizontal servant de repère pour le coulage des différentes phases desdits massifs de fondation. Lors de de ce coulage, le béton utilisé sera coulé jusqu'au niveau de ce cadre horizontal. Par ailleurs, on notera également que lesdites armatures des massifs de fondation incluent préférentiellement au moins un cadre de renfort. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode non limitatif de réalisation de celle-ci en référence aux dessins, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un bâtiment en cours de construction selon le procédé de l'invention; - la figure 2 représente une vue de dessus d'une armature métallique d'un massif de fondation; - la figure 3 représente une vue en coupe de l'armature métallique montrée à la figure 2; - la figure 4 représente une vue en coupe d'une ferrure de jonction positionnée entre deux éléments de mur; la figure 5 représente une vue latérale de la ferrure de jonction positionnée entre deux éléments de murs; - la figure 6 représente une vue en coupe transversale de la partie inférieure d'un élément de mur au niveau d'un massif de fondation; - la figure 7 représente une vue en coupe supérieure de deux éléments de murs positionnés dans le même plan au niveau d'un massif de fondation; - la figure 8 représente une vue en coupe supérieure de trois éléments de murs au niveau d'un massif de fondation; la figure 9 représente une vue en coupe supérieure de deux éléments de murs perpendiculaires au niveau d'un massif de fondation. En référence à la figure 1, la construction représentée à été réalisée à partir d'éléments de murs 1 solidarisés entre eux et maintenus en position verticale grâce à des massifs de fondation 3. Lors d'une première étape, le sol sur lequel la construction en question était destinée à être construite a été terrassé pour créer des puits destinés à recevoir les massifs de fondation 3. Ensuite, les massifs de fondation ont été coulés dans ces puits. Lors de ce coulage des armatures métalliques 4 qui seront décrites plus en détails ci-après ont été insérées de façon telle que ces armatures fassent saillie des massifs de fondation 3. (On notera que, sur la figure 1, le sol n'a pas été représenté pour les besoins de clarté de la description). Les éléments de murs 1 ont quant a eux été préfabriqués en béton armé. Lors de cette préfabrication, leurs deux coins inférieurs ont été pourvus de retraits la d'o font saillie vers le bas des armatures métalliques 2 et formant des herses. Ces éléments de murs ont par ailleurs été pourvus dans leurs coins supérieurs de gorges de réservation 7 destinées à recevoir des ferrures de jonction 6 conçues pour sécuriser la jonction des éléments de murs 1 contigus. Après le coulage et la prise des massifs de fondation 3, les éléments de murs 1 ont été positionnés sur ceux-ci de façon à faire coopérer entre elles les armatures métalliques 2 formant herses des éléments de murs 1 avec les armatures métalliques 4 des massifs de fondation 3. Des barres de clavetage (non visibles sur la figure 1 mais qui seront décrites plus en détails ci-après) ont ensuite été positionnées entre ces armatures métalliques 2,4. Parallèlement ou ultérieurement, la jonction des éléments de murs 1 dans leur partie supérieure a été assurée par la mise en place des ferrures de jonction 6. Ces ferrures de jonction présentent une ou plusieurs branches supérieures 6b qui pourront avantageusement être ultérieurement utilisées comme éléments de fixation d'une charpente. La construction selon la figure 1 est représentée à ce stade du procédé selon l'invention. Dans une phase ultérieure, du béton vibré a été coulé autour des armatures métalliques 2,4. Après séchage du béton, des essais ont montré que l'ensemble composé du massif de fondation et des panneaux de murs préfabriqués, assemblés selon le procédé exposé, était capable de résister à un effort horizontal appliqué en tête de mur, et selon une direction perpendiculaire au plan de mur, supérieur à 4 tonnes. Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser une jonction suffisamment résistante entre les éléments de murs préfabriqués d'une part et entre ceux-ci et les massifs de fondation d'autre part, pour que le mur ainsi réalisé permette l'assise d'un poteau de charpente en tête de mur, et ce sans recourir au coffrage et au coulage d'un poteau de liaisonnement, ce qui représente un avantage important par rapport aux divers procédés de construction préfabriquée de l'état de la technique. La figure 2, qui représente une vue de dessus d'un exemple de mode de réalisation d'une armature métallique 4 équipant les massifs de fondation 3 montre que celle-ci est constituée de plusieurs cadres métalliques 4a essentiellement verticaux reliés entre eux par des barres métalliques horizontales 4b. En l'occurence, l'armature représentée comprend cinq cadres métalliques. On comprendra toutefois que le nombre de ces cadres pourra varier en fonction notamment, mais non exclusivement, de la dimension des éléments de murs ou encore de la nature de ceux-ci (éléments de murs d'angle, éléments de murs de bardage, etc...) ainsi que des efforts appliqués aux murs. La dimension de ces cadres pourra également varier selon les modes de réalisation. Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 3, qui montre de côté l'armature métallique représentée à la figure 2, cette armature est avantageusement pourvue d'un cadre horizontal 4c destiné à servir de repère lors de la première phase de coulage des massifs de fondation 3 pour indiquer le niveau de béton utilisé lors du coulage. Enfin, on notera également que les armatures métalliques 4 sont préférentiellement pourvues d'un ou plusieurs cadres de renfort 4d. Comme décrit ci-dessus, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention inclut une étape de positionnement de ferrures de jonctions 6 dans des gorges de réservation prévues dans les coins supérieurs desdits éléments de murs 1. En référence aux figures 4 et 5, ces ferrures sont destinées à sécuriser la jonction de deux éléments de murs 1 contigus. La fixation des ferrures 6 dans les gorges de réservation 7 conçues pour les recevoir est effectuée grâce à des boulons 8. A cet effet les gorges de réservation 7 sont pourvues d'alésages 7a permettant de recevoir ces boulons 8. On notera que ces ferrures de jonction 6 présentent une base 6a de section transversale essentiellement en forme de trapèze dont la petite face est la face inférieure en position. Une telle caractéristique technique permet de favoriser le centrage des éléments de murs et concourre à une meilleure répartition des forces mises en jeu. On notera par ailleurs que ces ferrures de jonction présentent une ou plusieurs branches supérieures 6b qui pourront avantageusement être ultérieurement utilisées comme éléments de fixation d'une charpente. En référence à la figure 6, qui montre une coupe transversale de la construction au niveau d'un massif de fondation après enrobage des armatures métalliques 2,4 par du béton, les armatures métalliques 2 formant herses des éléments de murs 1 coopèrent avec les armatures métalliques 4 des massifs de fondation 3. Lors de la pose des éléments de murs 1 sur les massifs de fondation 3, les extrémités inférieures des armatures 2 viennent reposer sur la surface supérieure 3a de ceux-ci. Les barres de clavetage 5 sont ensuite glissées entre les armatures 2 et les armatures 4 de façon à sécuriser le positionnement des éléments de murs par rapport aux massifs de fondation 3. Une fois les murs positionnés, une couche 9 de béton est coulée sur les armatures 2,4 et les barres de clavetage 5 de façon à noyer complètement celles-ci. Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 7, qui montre une vue en coupe supérieure de la construction au niveau des armatures métalliques, les barrres de clavetage 5 sont légèrement cintrées de façon à faciliter leur mise en place, les deux éléments de murs 1 étant positionnés dans le même plan. On notera toutefois qu'un tel cintrage ne sera pas nécessaire lorsque les éléments de murs joints entre eux ne seront pas prévus dans le même plan et seront par exemple perpendiculaires comme il est par exemple décrit ci-après en référence aux figures 8 et 9. Selon la figure 8, le massif de fondation 3 représenté a été conçu pour accueillir trois éléments de murs I dont un est perpendiculaire aux deux autres. A cet effet, l'armature métallique 4 de ce massif présente des cadres 4 métalliques dans deux plans verticaux perpendiculaires pour permettre une coopération avec les différentes armatures métalliques formant herses 2 des trois éléments de murs 1. Concernant ce mode de réalisation, on notera que les barres de clavetage 5 destinées à la jonction des éléments de murs disposés dans le même plan sont cintrées tandis que les autres barres de clavetage 5 ne le sont pas. Selon la figure 9, le massif de fondation 3 représenté a été conçu pour accueillir deux éléments de murs 1 perpendiculaires entre eux. Son armature métallique 4 présente également des cadres 4a métalliques dans deux plans verticaux perpendiculaires pour permettre une coopération avec les différentes armatures métalliques formant herses 2 de ces deux éléments de murs 1. L'exemple de réalisation de l'invention ici décrit n'a pas pour objectif de réduire la portée de celle-ci. Il pourra donc y être apporté de nombreuses modifications sans sortir du cadre de son cadre. En particulier, on notera que les armatures métalliques, les massifs de fondation et les éléments de murs pourront présenter des formes et des dimensions différentes de celles représentées. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction d'un bâtiment réalisé au moins en partie à partir d'éléments de murs (1) préfabriqués caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - préfabriquer lesdits éléments de murs (1) en prévoyant dans au moins une zone inférieure de ceux-ci au moins une armature métallique formant herse (2); - effectuer un terrassement en puits destiné à recevoir des massifs de fondation (3); - couler du béton pour former lesdits massifs de fondation (3) en prévoyant dans ceux-ci des armatures métalliques faisant saillie (4) au moins sur leur face supérieure; - attendre la prise desdits massifs de fondation (3); - poser lesdits éléments de murs (1) sur lesdits massifs de fondation (3) en faisant coopérer les armatures métalliques formant herse (2) de ceux-ci avec lesdites armatures métalliques faisant saillie (4) desdits massifs de fondation (3); - mettre en place des barres de clavetage (5) entre les armatures métalliques formant herse (2) et lesdites armatures métalliques (4) faisant saillie; - enrober lesdites armatures métalliques (2,4) et lesdites barres de clavetage (5) avec du béton; - attendre la prise dudit béton. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes complémentaires suivantes consitant à: - prévoir des gorges de réservation (7) destinées à recevoir des ferrures de jonction (6) dans la partie supérieure desdits éléments de murs (1); - mettre en place des ferrures de jonction (6) après que lesdits éléments de murs (1) ont été positionnés sur lesdits massifs de fondation (3). 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser lesdites ferrures de jonction (6) comme éléments de fixation d'une charpente. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que pour chaque massif de fondation (3) on utilise au moins deux barres de clavetage (5). 5. Ensemble d'éléments de construction pour la mise en oeuvre du procédé 1l selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend: - des éléments de murs préfabriqués (1) présentant dans au moins une zone inférieure au moins une armature métallique formant herse (2); - des massifs de fondation (3) présentant des armatures métalliques (4) faisant saillie; - des armatures de clavetage (5). 6. Ensemble d'éléments de construction selon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdites armatures métalliques formant herse (2) desdits éléments de murs (1) sont réalisées dans au moins certains des coins inférieurs de ceux-ci. 7. Ensemble d'éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce qu'il comprend de plus des ferrures de jonction (6) d'éléments de murs (1) et en ce que lesdits éléments de murs (1) sont pourvus dans leur partie supérieure de gorges de réservation (7) destinées à accueillir lesdites ferrures de jonction (6). 8. Ensemble d'éléments de construction selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdites ferrures de jonction (6) présentent une base (6a) montrant une section transversale essentiellement trapézoidale. 9. Ensemble d'éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'au moins certaines desdites armatures de clavetage (5) son cintrées. 10. Ensemble d'éléments de constructions selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que lesdites armatures (4) desdits massifs de fondation (3) sont constitués par au moins deux cadres métalliques(4a) essentiellement verticaux positionnés essentiellement parallèlement entre eux et reliés par des barres essentiellement horizontales (4b). 1 1. Ensemble d'éléments de construction selon la revendication 10 caractérisé en ce que lesdites armatures (4) desdits massifs de fondation (3) incluent un cadre horizontal (4c) servant de repère pour le coulage desdits massifs de fondation (3). 12. Ensemble d'éléments de construction selon la revendication 10 ou 11 caractérisé en ce que lesdites armatures (4) des massifs de fondation (3) incluent au moins un cadre de renfort (4d).