Brevet FR2793503A1 — publié le 20001117

La présente invention, à vocation industrielle, concerne un système de construction de maisons individuelles, collecti ves et diverses réalisations, à ossature, modulable et stan dardisé, aux normes en vigueur. L'emploi d'éléments déterminés permet de réaliser une construc tion de façon industrielle. Le procédé de fabrication un des objets du système de de l'invention permet de préassembler en atelier: - des pans de murs entiers (plusieurs niveaux) formant parties ou façades complètes, constitués de poteaux et poutres (tra verses) fixés ensembles dans divers matériaux appropiés, pour former une ossature complète amovible. - des éléments de structure également amovibles, tels que: structure de refends (plusieurs niveaux) structure de cloisons (plusieurs niveaux) structure de planchers structure de balcons structure de terrasses structure de charpentes - des éléments ouvrés de la construction tels que panneaux de revêtements des murs extérieurs, intérieurs, de refends et cloisons. L'ensemble de ces assemblages formant une structure com plète en kit, modulable et standardisée. Le procédé de pliage un des objets du système de l'inven tion permet le transport des pans de murs entiers (plusieurs niveaux) et des éléments de la structure sur chantier, pour la mise en oeuvre de là construction. Le système de la présente invention s'applique à toutes sortes de construction à ossature, du bâtiment et des travaux publics sur un ou plusieurs étages. Systèmes actuels. - A ossature bois, trois systèmes sont couramment employés. Système poutres sur poteaux (ossature à claire-voie) Sur chantier montage et fixation sur fondation des poteaux (fortes sections) un à un, supportant des poutres (traverses) fixations diverses et longues à effectuer, montage niveau par niveau de l'ossature, charpente fabriquée en général sur la structure, pose de revêtements divers également en maçonnerie pour maisons à colombages (poutres apparentes). Construction traditionnelles très longue nécessitant une main d'oeuvre très qualifiée et très importante sur chantier, peu de préfabrication en atelier, ensemble robuste, fiable, mais coûteux. Système Balloon frame (ossature croisée). Sur chantier montage et fixation sur fondation de cadres com plets à faible écartement et bois à faible section (potelets bois longs, solives, arbalétriers, entraits, sablières, rives) composant l'ossature, charpente et structure' plancher compris, fixations par pointes. Plusieurs niveaux sont possibles, pose revêtements divers préfabriqués ou non. Construction plus rapide que l'ossature à claire-voie, travail sur chantier très important, nécessitant une main d'oeuvre très qualifiée. Ensemble moins robuste et moins fiable que l'ossature à claire-voie. Système à ossature plate-forme, la plus utilisée en Amérique du Nord et en Europe. En atelier préfabrication d'éléments de parois (partie de pans de murs d'ossature en potelets courts, de faibles sections, fi xation par pointes. Sur chantier pose de la plate-forme (structure plancher r. ch.) sur fondation. Assemblage des éléments de parois par pointes, pour former parties de pans de murs, mais sur un niveau uni quement, montage par redressement des parties de parois ainsi constituées. Idem à chaque niveau. Pose charpente industrielle indépendante. Pose revêtements di vers préfabriqués ou non, bardages bois ou composites étant les plus utilisés. Travail sur chantier toujours très important nécessitant une main d'oeuvre très qualifiée, montage le plus rapide des trois systèmes. Cet ensemble moins robuste et moins fiable que le système à claire-voie est réservé uniquement à un certain type de construction. - A ossature métallique. Deux systèmes sont utilisés en général: Principe à ossature poutres sur poteaux. Principe à ossature plate-forme. Mêmes caractéristiques que les systèmes à ossature bois. Pour ces systèmes, ossature bois, ossature métallique et autres, malgré la préfabrication en atelier de certaines par ties de l'ossature et d'éléments de construction, il reste un assemblage et un travail de fixation important sur chantier, d'où utilisation de main d'oeuvre très qualifiée et coûteuse. D'autre part, les systèmes ossature croisée (Balloon frame) et plate-forme ne permettent pas de construire des maisons à co lombages (poutres apparentes), ossature trop faible. Ces deux systèmes sont utilisables que pour une certaine catégorie de construction. Ces constructions n'ayant pas une durée dans le temps souhaitable par la clientèle. Le système que nous préconisons n'ayant pas les inconvé nients des systèmes actuels. D'autres caractéristiques et avantages du système d'in vention apparaitrons au cours de la description qui va suivre, qui montre un cas particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple, non limitatif, en regard des figures suivantes: fig. 1 pan de mur entier dans le sens du rampant, procédé pliage et dépliage. fig. 2 pan de mur entier (idem fig. 1) dans le sens du ram pant, fixé sur lisse. Mur en retour droit (mur de re fend montant jusqu'au faîtage). Mur en retour gauche dans le sens du faîtage parallèle et face au mur de refend. fig. 3 pan de mur entier dans le sens du faîtage, procédé pliage et dépliage. fig. 4 pan de mur entier (idem fig. 3) dans le sens du faî tage, fixé sur lisse parallèle et face au mur de re fend (fig. 6). fig. 5 pan de mur entier de refend faisant office de faîtage procédé pliage et dépliage. fig. 6 pan de mur entier (idem fig. 5) montant jusqu'au faî tage, fixé sur lisse parallèle et face au pan de mur sablière (fig. 4). fig. 7 pan de mur entier dans les sens du rampant, fixé sur lisse, parallèle et face au pan de mur (fig. 2). fig. 8 coupe niveau plancher premier étage. module 1 (fig.21 et 22), formé par pans de murs: fig. 2 (P1) et fig. 7 (P4) - fig. 4 (P2) et fig.6 (P3) structure plancher premier étage et structure plancher balcon. fig. 9 procédé de fixation poutres et poteaux (solives, arba- à 14 létriers, sablières, pannes, rives). fig.10 coupe horizontale,fig.10 vue de face, fixations tra verses sur poteaux. fig.ll coupe verticale, fixation traverses sur poteaux. fig.12 coupe verticale , fixations entre pans de murs (poteaux angle droit et poutre). fig.13 coupe verticale, fixations pannes, sablières, fixa tion arbalétriers et rives. fig.14 coupe horizontale, fixation par tige filetée plus cache pour les extrémités par emboitage ou visage sui vant matériaux utilisés. fig.15 coupe verticale pans de murs et 16 pose et fixation pans de murs sur lisse et fondation pose et fixation solives plancher (3 et 4) sur fonda tion, exemples de revêtements de murs extérieurs et intérieurs, isolations, pose et fixation sur ossature. fig.17 coupe horizontale et 18 exemple d'assemblage pans de murs (1 et 2, 3 et 4) assemblage des revêtements intérieurs (1 et 2, 3 et 4) sur ossature assemblage des revêtements extérieurs (5 et 6) avec poutre d'angle (option). fig.19 coupe verticale pans de,murs et 20 exemple pose et fixation de revêtements extérieurs et intérieurs sur ossature(1 et 2, 3 et 4). (suite) 5 et 6 représentent les arbalétriers, 7 une sablière, 8 faîtage. fig.21 plan au sol exemple de plan au sol de maison, module 1,2,3,4 terrasse H, B, C fig.22. exemple de plan étage de la même maison, même module balcon B, C, E appentis A et D En atelier. Préassemblage et fixation de la structure conformément au système de l'invention. Eléments de la structure. Poteaux. . Fig. 2 et 7 Poteaux 1,2,3,4,5,6,7,8 Fig. 4 Poteaux 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1.1,12,13 Fig. 6 Poteaux 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,'#_1,12,13 Sections courantes 50 x 100 mm - 80 x 100 mm - 150 x 100 mm suivant matériaux utilisés. Poutres (traverses) Fig. 2 et 7 Poutres jumelées 9 et 17 - 10 et 18 - 11 et 19 Fig. 4 Poutres jumelées 14 et 18 - 15 et 19 - 16 et 20 Fig. 6 Poutres jumelées 14 et 18 - 15 et 19 - 16 et 20 17 et 21 Sections courantes 175 x 63 mm - 175 x 75 mm suivant matériaux utilisés. Ces poutres étant intérieurs ou extérieurs du bâtiment et ser vent de support. Les poteaux. et poutres de fabrication industrielle peuvent être: en bois massif (aboutés si nécessaire), lamellés collés, contre collés, de différentes essences. en tube, profilé, métallique et tout autre matériau ayant les mêmes résistances mécaniques et conformes aux nor mes en vigueur. Selon un des objets de l'invention ces poutres et po teaux sont assemblés par tiges filetées (figure 14) @spé- cialement usinés, de façon à obtenir un filetage aux extrémi tés et une partie centrale lisse._Sections et dimensions en conséquence des fixations à effectuer. Ces tiges filetées sont munies d'écrous et rondelles pour la fixation et le cas échéant de caches soit emboités soit vissés suivant matériaux utilisés. D'autres fixations adaptées peu vent être employées. Selon un des objets de l'invention, l'assemblage est destiné à préfabriquer: - des pans de murs entiers, exemple fig. 2,4,6 et 7 formant module fig. 8 une ossature complète fig. 21 et 22 (modules 1,2,3,4). - des structures de refend fig. 6 (poutres et poteaux) " " de cloisons fig. 8 C (poutres et poteaux). Selon un des objets de l'invention, on assemblé égale ment. - des structures de planchers fig. 8 (solives sur cadre ) " de balcons fig. 8 (solives sur cadre ) " de terrasses fig. 21 (solives sur cadre) " de charpentes (arbalétriers et pannes) Le tout formant une ossature complète préfabriquée et préa- ssemblée en atelier. Un des objets de l'invention, permet le pliage de tout ou partie de la structure suivant nécessité pour-le transport. Exemple pans de murs: . fig. 1 - Pliage du pan de mur de la fig. 2 et fig. 7 fig. 3 - Pliage du pan de mur de la fig. 4 fig. 5 - Pliage du pan de mur de la fig. 6 également pliage des refends et des cloisons,de toute struc ture ayant été assemblée par le même principe. Structure de planchers, structure de balcons, structure de charpentes, structure de terrasses, structure de pergolas, structure de murs anti-bruits, soit tout produit à ossature. Ce procédé d'invention de pliage permet le transport des éléments de la structure complète, étages compris, soit par camion, container, train ou tout autre moyen courant. Pour les pans de murs dont les dimensions en hauteur ou en largueur sont trop grandes pour le transport prévu, on les scinde en deux ou plusieurs parties afin que le transport soit possible. ler. cas, on scinde au niveau des poutres horizontales, exemples: fig. 6 poutre 16 premier pan de mur fig. 6 poutre 20 deuxième pan de mur (au-dessus) Les pans de murs ainsi formés, seront transportés et reconsti tués par juxtaposition et fixation sur chantier. Ce qui permet un des'objets du système de l'invention, de mon ter plusieurs étages et de larges pans de murs(façades). 2ème. cas, on scinde au niveau des poteaux, exemples: fig. 4 poteaux 1,2,3,4,5,6,7 premier pan de mur fig.. 4 poteaux 7,8,9,10,11,12,13 deuxième pan de mur Les pans de murs ainsi formés , seront transportés et recons titués par fixation du poteau 7 dédoublé, sur chantier. Ce qui permet également un des objets du système de l'inven tion, de monter plusieurs étages et de larges pans de murs, (façades entières)q en appliquant le système de construction sur chantier. Sont également préassemblés en atelier, les panneaux de revê . tements murs extérieurs et intérieurs (exemple figure 15 à 20) prêts à fixer sur les poteaux entre les poutres horizontales (traverses) fig.19-2Q Les panneaux des cloisons et des refends sont également préassemblés. La structure complète préfabriquée et préassemblée en atelier,- est acheminée sur chantier par le moyen le plus appropié pour la mise en oeuvre de la construction. Sur chantier. Mise en oeuvre de la construction. Préalablement, les fondations ont été effectuées et une lisse ancrée. Un des objets du système de l'invention, permet de déplier la structure des planchers du r. ch. pour la pose et fixations sur fondation pour former une plate-forme. Un des objets du système de l'invention, permet de déplier chaque pan de mur à plat sur la plate-forme ou à même le sol, pour les remettre à l'équerre par ressérrage des écrous. Les isolants, les revêtements extérieurs et intérieurs sont posés et fixés sur les poteaux de chaque pan de mur, entre les poutres horizontales (traverses) et les poutres de rives,le cas échéant. Les arbalétriers (rives) fig. 2 poutres 12 et 13 sont fixés sur les poteaux de 1 à 8 (pan de mur dans le sens du rampant) fig. 7 poutres 12 et 13 idem. Les linteaux et huisseries sont fixés également. Un des objets du système de l'invention, permet l'ensemble de ces poses et fixations à plat sur plate-forme@ou sur le sol prévu à cet effet. Un des objets du système de l'invention, permet de redresser chaque pan de mur entier ainsi équipé, par l'intermédiaire d'une grue ou autre moyen et de le fixer sur les fondations. Les pans de murs sont fixés ensemble (figure 12) au ni veau des poutres horizontales et des poutres verticales (en tre les poutres horizontales) aux angles de chaque pan de mur Les panneaux de revêtement fixés entre panneaux aux angles servent également de maintien de l'ensemble (fig.17 et 18). La fixation des pans de murs forment des modules (exemple fig. 21 et 22,modules 1,2,3,4) qui constituent une structure complète, solidaire et définitive. Les modules pouvant être de surfaces différentes, décalés, répondant à toutes sortes de plans. Ce système d'invention permet donc une préfabrication, un préassemblage, assemblage et fixation d'éléments standardisés Assemblage pans de murs entre eux aux angles: Fixations selon fig.12 des poteaux, exemples fig.2 poteaux 8 et 22 fig.4 poteaux 1 et 21 - 13 et 22 Fixations poutres horizontales et poteaux fig.4 poteaux 13 et poutres 24 et 23 (rive) fig.2 poutres 9, 10, 11 et poteau 22. Selon un des objets du système de l'invention, la structure est auto-porteuse directement: - des structures de planchers ou plafonds: préfabriqués exemples structures bois: fig.2 poutres 20 et 21 supportent poutre 16 fixée à mi-bois, queue d'aronde ou toute autre fixation adaptée, per mettant le support de la structure (plancher, plafond) Fig. 2 les poutres 18, 20, 21 plus fig. 7 poutre 18 supportent structure plancher d'un module, exemple fig. 8 . Fig. 8 les poutres 1, 2 et 3 (mi-bois, queue d'aronde, etc) sont utilisées soit pour supporter directement les revête ments plancher ou plàfond.(petites surfaces) soit pour suppor ter les structures planchers ou plafonds .(grandes surfaces). Fig. 2 et 7 poutres 17 et 18 support plancher poutre 19 support plafond (comble) Fig. 4 poutres 18 et 19 support plancher Fig. 6 poutres 18 et 19 support plancher poutre 20 support plafond (comble) - des structures de la charpente (arbalétriers, rives, en- traits, pannes), préfabriquées . Fig. 2 et 7 poutres arbalétriers 13 et 12 (rive.) " " " poutres pannes 14 et 15 (sablière) Fig. 6 poutres pannes 17 et 21 (faîtage) Fig. 4 poutres pannes 20 et 16 (sablière) Les arbalétriers, les rives, les pannes, faîtages et sablières sont fixés sur les poteaux, ce qui confère à la charpente une rigidité. L'ensemble fig. 4 et 6 formant ainsi un versant de toit du mo dule 1 (fig.21 et 22 ). - des structures des balcons préfabriquées Fig. 4 et 6 poutres 15 et 19 supportent la structure balcon (fig. 8 derrière mur P 4). Un des objets du système de l'invention permet de préfabriquer et de préassembler en atelier les structures de plancher, de charpente et de balcon. Ces structures superposent les pou tres d'appui. Un des objets du système de l'invention permet d'assembler sur la structure l'ossature des cloisons (préassemblée en atelier) sur un ou plusieurs étages le cas échéant. Fixations sur structure plancher renforcée à cet effet. Le revêtement des murs se faisant à plat comme les pans de murs:(fig. 8 - PC). Un des objets du système de l'invention permet de.se servir de l'ossature des pans de murs pour construire des maisons à colombage (poutres apparentes et maçonnerie); il en est de même pour l'ossature des murs de refends et murs de cloisons utilisés également comme colombage (poutres apparentes). Le système permet des baies vitrées sur n'importe quel mur, refends ou cloisons et possibilité baie vitrée poutres appa rentes. Un des objets du système de l'invention permet d'agrandir toute construction grâce à son système module qui permet une continuité de la structure dans le sens de la hauteur ou de la largeur et possibilité de montage et de démontage des éléments de la structure. Un des objets du système de l'invention permet de fixer la structure sur tous supports conformes aux normes, toutes fon dations chaînage, plots, pilotis, chapes, etc. Un des objets du système de l'invention permet le démontage de la construction, sauf fondation, n'ayant pas d'éléments cloués prévus dans sa mise en oeuvre, ce qui permet éventuellement de déplacer la construction mais également une extension sans di fficulté. La présente invention permet un procédé de préfabrication, de préassemblage et de mise en oeuvre sur chantier,simple, ne né cessitant pas une main d'oeuvre très qualifiée, par contre,le système permet une exécution rapide de la construction. Cette construction a des caracteristiques techniques donnant une grande stabilité globale notamment au point de vue sismi que. La présente invention confère à l'ensemble de la construction une robustesse et une fiabilité équivalentes aux constructions traditionnelles (système à claire-voie) avec une vitesse de réalisation sans précédent-dans un souci du maintien de la qualité. Le système permet à tout corps d'entreprise du bâtiment dans le monde entier, même des particuliers, de construire en ayant pour base la structure complète, possible en kit. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être appor tées, notamment par substitution de moyens techniques équiva lents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention initiale. I1 n'est pas nécessaire d'utiliser toutes les caractéristiques techniques de l'invention pour réaliser une construction à ossature, de toutes façons on ne sort pas pour cela du cadre du système de l'invention initiale. Je prends en exemple que la mise en oeuvre sur chantier Au sys tème peut être réalisée en transportant la structure et élé ments de structure, sans pour autant les plier et reconstituer l'ensemble tout en appliquant le contexte du système d.'inven- tion initiale. Ce système d'invention à structure industrielle permet de réa liser tous plans de construction dans toutes les surfaces et é tages possibles en respectant les normes en vigu-eur. Ce système de construction est utilisable pour les angles de murs droits et également en biais, les fixations étant adaptées en conséquence. Ce système d'invention permet d'utiliser: - comme murs de revêtements, tous les revêtements conformes aux normes, même murs de parements en maçonnerie. - des associations de matériaux de construction exemple: murs en maçonnerie et murs à ossature, etc. - tous les revêtements de toiture conformes aus normes. - tous les matériaux d'équipement conformes aux normes exemple: huisseries en bois, p.v.c., métal, etc. - tout matériau qui permet au système d'invention de rester aux normes en vigueur. . Exemples de dimensions de pans de murs (module fig.21-22) Fig.2 et 7 hauteur faîtage 8,40 m largeur pan de mur 4,80 m + poutre appentis 2,40 m entre-axes 0,50 à 0,60 m (poteaux) Fig.4 hauteur sablière 4,40 m largeur pan de mur 7,20 m + poutre balcon 2,40 m entre-axes 0,50 à 0,60 m (poteaux) Fig.6 hauteur faîtage 8,40 m largeur pan 'de mur 7,25 m + poutre balcon 2,40 m entre-axes 0,50 à 0,60 m (poteaux) Ce module est transportable en camion préassemblé et plié (fig.l, 3, 5). Egalement les structures de planchers, (fig.8) dimensions: r.ch. 7,05 m x 4,815 m ler ét. 3,475 m x 4,815 m(deux structures) structure de balcon dimensions: 2,40 m x 4,815 m (fig. 8). structure de charpente dimensions: 7,55 m x 5,75 m (fig. 1). structure de terrasses dimensions: 9,60 m x 2,40 m - 7,20 m x 2,40 m (fig. 21). Les poutres horizontales extérieures exemples (fig. 6, poutres 14, 15, 16, 17), servent soit de supports terrasses, balcons, appentis, arbalétriers, rives ou uniquement de pare ments extérieurs, dans ce cas, à la demande, elles peuvent être supprimées sans changer de système d'invention initiale. Le système de construction ainsi élaboré est caractéri sé par la préfabrication d'une structure complète en kit amovible, prête à la mise en oeuvre sur chantier de toute construction planifiée avec l'utilisation de tous les maté riaux actuels, aux normes en vigueur. R E U E N D I C A T I 0 N S 1) Procédé constructif de façon industrielle, poutres sur poteaux, standardisé en kit, formant structures amovibles pour réalisation de construction à ossature modulable, carac térisé en ce qu'il consiste: - à préfabriquer des éléments standardisés d'une ossature,les profilés poutres et poteaux, les panneaux de revêtement et ac cessoires. - à préassembler les éléments de structure préfabriqués par fixation mobile (9),(10),(11),(12),(13),pour réaliser des structures amovibles: structures principales telles que pans de murs, murs de refend, etc. (2),(4),(6),(7), structures se condaires telles que cloisons, planchers, plafonds, charpente, etc., structures attenantes telles que balcons, terrasses, appentis, etc., pour former une ossature complète, modulable (21),(22), modules 1-2-3-4. - à plier les structures en arc de cercle (1),(3),(5) et les fixer en les positionnant dans un angle de façon qu'elles soient transportables sur chantier par camion, train, etc. - à déplier en arc de cercle les structures (1),(3),(5), pour les remettre en position initiale de façon à pouvoir poser et . fixer les éléments secondaires (17),(18) tels que l'isolation, revêtements de mur, huisseries, rives, linteaux, etc. - à redresser l'ensemble des structures ainsi habillées de leur peaux pour les fixer sur fondation (15) et (16). - à assembler et fixer les structures en angle suivant spéci fication (12),(17),(18). - à poser et fixer les structures secondaires (8) préfabri quées, charpentes, planchers, plafonds sur les poutres auto- porteuses des structures principales, à poser les structures attenantes balcons, terrasses, appentis sur les poutres en continuité des angles de mur, prévues à cet effet à chaque niveau. L'ensemble des assemblages des poses et fixations spé cifiques au procédé constructif, des structures principales, des structures secondaires et des structures attenantes for ment une construction à ossature définitive, solidaire, fiable et robuste, prête à recevoir les équipements extérieurs et intérieurs. 2) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise une tige fileté (14) spécialement usinée de façon à obtenir un filetage aux deux extrémités pour serrage ou desserrage par écrou rondelle, plus cache emboité ou vissé et une partie lisse. Cette fixation permet la mobilité des pièces ainsi assemblées (9 à 13) et des structures 1-3-5. 3) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède au pliage en atelier, dépliage en chantier, à l'horizontal des structures, sur le sol ou sur plate-forme de façon à poser les éléments secondaires tels que revêtements de mur, huisseries, rives, linteaux, etc. à plat avant redres sement. 4) Procédé selon revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'on utilise une grue pour redresser les structures habil lées des leurs éléments pour les poser et fixer sur fondation (15) et (16). Ces structures peuvent être sur plusieurs ni veaux. 5) Procédé selon revendications 1,3 ou 4,caractérisé en ce que, l'assemblage et fixation en angle des pans de murs.en- tre eux, laissent passer la continuité des poutres ce qui per= met le support des structures attenantes telles que balcons, terrasses, appentis, etc. 6) Procédé selon revendications 1,3,4 ou 5, caractéri sé en ce que l'assemblage des structures pans de murs forme le module 1 (21),(22), dont on utilise les poutres intérieures comme support des structures planchers ou plafonds, etc. 7) Procédé selon revendications 1 et 6, caractérisé en qu'on utilise le mi-bois comme fixation des poutres au solives des planchers, plafonds ou charpente de façon à mettre à ni veau les poutres auto-porteuses et consolider l'ensemble de l'ossature. Ce procédé s'utilise dans d'autres matériaux ayant lés mêmes caractéristiques techniques. 8) Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu'on peut: réhausser sur chantier les structures sur plu sieurs niveaux par superposition au niveau des poutres et fi xation de part en part, avec axe écrou rondelle, rallonger des structures par juxtaposition au niveau des poteaux et fi xation de part en part avec axe écrou rpndelle. 9) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise en tout ou partie, ou associés, les matériaux suivants: bois, métal, plastique, fibre de bois, lamellés collés. 10) Toute construction obtenue par le procédé selon l'une des revendications précédentes.