Brevet FR2802558A1 — publié le 20010622

Constructions préfabriquées et transp tables L'invention concerne une construction modulaire modulable constituee de "cellules" transportables, en forme de "boîtes" associées d'une manière particulière à des panneaux de construction. L'ensemble de ces "cellules" et panneaux permettant de réali ser la version la plus simple des constructions est appelé "éléments techniques de base" ; ils sont transportables et ont un dimensionne- ment particulier de manière à pouvoir être acheminés au moyen de transports classiques. Une fois fixés sur une structure porteuse et as semblés entre eux, ces "éléments techniques de base" forment la version plus simple des constructions, appelée "module primaire". Les "éléments techniques de base" sont des éléments préfabriqués, ils sont donc pré-équipés de toute la technique et de toutes finitions nécessaires à la vocation de la construction. De ce fait, "module primaire , une fois raccordé aux réseaux extérieurs d'eau, d'évacua tions et d'énergies, constitue une construction complètement finie et exploitable ( exemples : figures 2, 4. 6 ). Tous les "éléments techniques de base" sont prévus pour s'as sembler entre eux de manière simple, aussi, sur ce même principe, les "modules primaires" sont prévus pour pouvoir s'assembler à de nouveaux "éléments techniques de base" semblables ou à de nouveaux "modules primaires" semblables. v Ainsi, l'invention qui va être développée ensuite de manière précise, se caractérise par le fait que des ensembles d"'éléments techniques de base" (réalisés à partir d'un seul petit groupe d'éléments modèles pouvant être modifiés architecturalement à la demande, de manière simple afin de répondre à des exigences urbanistiques parti- culières), fabriqués en série industriellement et associés entre eux selon un certain principe, permet de réaliser, très rapidement, un très grand nombre de variantes pouvant naturellement répondre ' la plupart des demandes de constructions. L'invention concerne une cons truction modulaire et modulable constituée de "cellules" transporta- bles, forme de "boîtes", associées d'une manière particulière à panneaux de construction. Domaine d'application très large dont : construction d'habita tions, bureaux, d'hôtels et de collectifs. L'invention sera bien comprise à la lecture des descriptions s'appuient sur des exemples particuliers cités en référence. choix architectural et les matériaux utilisés dans ces exem pies ne sont développés qu'à titre indicatif. On comprendra facilement et bien que l'ossature bois semble particulièrement adaptée à ce type de construction, que les choix de matériaux et les choix architecturaux n'ont peu d'influence sur cette invention. Seul un dimensionnement précis de chaque élément est étroitement lié au fait que ces derniers doivent être transportables. Donc, avant la fabrication en série d'un groupe d'éléments modèles, il devra être défini une "ligne architecturale" (pouvant s'adapter à une région par exemple) et un dimensionnement particu lier adapté au type de transport envisagé. Ainsi, en respectant les principes de cette invention et en jouant sur la combinaison de ses seuls "élements techniques", il sera possible (dans cette région par exemple) de construire des bâtiments aussi différents que peuvent l'être des habitations individuelles, des bureaux, des bâtiments publics, des habitats en bande, bâtiments collectifs, etc..., chacun respectivement pouvant être deux niveaux ou plus (fig. 2. 11. 12 et 17 ). Tout cela, et grâce à cette invention, peut être composé unique ment à partir d'un seul petit groupe d'éléments modeles fabriqués en série. Une seule ligne de fabrication sert à réali de multiples constructions à vocations diverses. Bien que le nombre d"'éléments modèles" de l'exemple qui va suivre est suffisant, il n'en est pas pour le moins restrictif car on pourrait y ajouter par exemple : un élément balcon ou bien les éléments d'un garage (fig.l )..... Les figures qui suivent servent à faire comprendre l'invention à travers quelques exemples concrets, tout en laissant apparaître ces multiples possibilités d'application. E EMPLES - La figure n 1 représente une vue de face des différents "éléments techniques de base" qui, dans ce cas, sont représentatifs groupe entier d"'éléments modèles" servant de base à la fabrication série industrialisée. La figure n 2 représente une vue de face du "module pri maire". La figure n 3 représente une vue en coupe d"'éléments techniques de base". -@ La figure n 4 représente les côtés du "module primaire". La figure n 5 représente en plan les différents "éléments techniques de base" qui, dans ce cas, sont représentatifs du groupe entier d"'éléments modèles" servant de base à la fabrication en série industrialisée. La figure n 6 représente une vue en plan du "volume primaire" pour chaque niveau. - La figure n 7 représente la plupart des assemblages entre "éléments techniques de base" ; les détails sont agrandis, ils portent les mêmes références ( fia. 13. 14. 15, 16 ). - La figure n 8 représente une vue en coupe d'un "module primaire" ; elle illustre bien le principe du "quinconce superposé", c'est-à-dire : deux "cellules transportables en haut" (El-E2), deux "cellules transportables en bas" (R I -R2) dont le mur e est super posé au f et dans lesquels passent et se connectent tous les ré seaux techniques ( B 10 ). Elle montre aussi que les pièces R et Sont des hauteurs de plafond supérieures aux autres pièces. - Les figures n 9, 10 et 1 montrent le principe évolutif des constructions : il suffit d'enlever panneau de construction J à une construction déjà finie, puis de venir assembler quelques nouveaux "éléments techniques de base" pour obtenir une nouvelle construction plus grande et parfaitement coherente. Les réseaux techniques se connectent à l'intersection des deux murs superposés x et y (figue). La nouvelle construction est finie g. 10 et 1 1). Le principe en "quin conce superposé" est toujours present : deux cellules en haut E1- E2, deux cellules en bas R 1-R2, deux cellules encore en haut E2-El ( fia. 11 ). - La figure n 12 représente une construction obtenue avec deux volumes primaires (de chaque côté) et quelques "éléments tech niques de base" (au centre). Ces figures montrent bien le caractère modulable de ces constructions. Le principe du "quinconce superposé" est toujours présent, les connections de réseaux techniques toujours sur le même principe. - Les figures n 13, 14, 15 et 1 6 sont les agrandisements des détails référencés dans la figure 7. La figure n 17 est une vue de face d'une construction de plusieurs niveaux obtenue en rajoutant des "cellules" R1, R2 et des panneaux de construction pour réaliser un niveau intermédiaire. " ÉLÉMENTS TECHNIQUES DE BASE " Tout d'abord, on appelle "cellule transportable" une structure polygonale d'une forme proche d'un parallélépipède comportant un plancher supérieur (ou un plafond toiture), un plancher inférieur et des parois latérales définissant une sorte de "boîte" dont les dimen sions et la structure permettent de la transporter. Les "éléments techniques de base" sont des élements préfabri qués, ils sont transportables et ont un dimensionnement particulier de manière à pouvoir être acheminés au moyen de transports classiques. fois fixés sur une structure porteuse (V i .1 et assemblés entre ces "éléments techniques de base" forment la version la plus sim ple des constructions appelées "module primaire" ( fig Les "éléments techniques de base" sont des éléments préfabri qués, ils sont donc pré-équipés de toute la technique et de toutes les finitions nécessaires à la vocation de la constructi Leur simple assemblages suffit à réaliser une construction finie. Les "éléments techniques de base" sont composés de quatre "cellules" transportables et de différents panneaux construction (fig.l ). La figure 5 permet de bien comprendre que "cellules" (E1, E2, RI, R2) renferment tous les services techniques que néces site la construction (dans cet exemple : salle de bain, WC, cuisine, chaudière, escalier). Le reste des panneaux sert à fermer les volumes dont les pièces ne nécessitent que peu de technique. Les "cellules" se caractérisent en ceci, qu'elles s'associent toujours par paire, elles comportent chacune une ou plusieurs moitiés de pièces, elles sont de même longueur et leur dimensionnement est tel que l'on peut placer deux "cellules" sur un seul camion (l'une derrière l'autre). Deux cel lules assemblées s'appellent une "double cellule". Les "doubles cellules" (El, E2) et (R1, R2) sont disposées en "quinconce superposé" c'est-à-dire une "double cellule" en haut (E 1, E2), "double cellule" en bas (R 1, R2), sans qu'elles soient l'une au-dessus de l'autre (fia.2) : tout en ayant chacune un mur posé l'un sur l'autre (eet f de la Via. 8 ). général, des cellules comportent un panneau formant plan cher, panneau formant plafond (ou plafond-toiture) et des panneaux latéraux. Celles-ci ont la particularité de comporter aussi des élé ments servant aux autres volumes : selon l'exemple de la figure 1 les "cellules" R l et R2 comportent, en plus de leur plafond, le plancher du niveau supérieur, et les cellules E l et E2 comportent en plus de leur plancher, le plafond du niveau inférieur. outre, les "doubles cellules" sont prévues pour être asso ciées plusieurs niveaux (fig.17), il suffit pour cela d'utiliser des cellules R1, R2 et des panneaux de construction pour réaliser un ni veau intermédiaire et de les associer de la même manière qu'avec les "cellules" E1 E2, c'est-à-dire en "quinconce superposé". Tous ces procédés possèdent de nombreux avantages # les autres pièces sont déjà en partie définies par des "cellu les" d'où une économie de panneaux de construction ; # les pièces définies par des panneaux de construction ont jours au moins, ou une cloison ou un plancher ou un plafond apparte nant à une "cellule", donc un éclairage, une prise ou un radiateur sera intégré et raccordé à une "cellule" alors qu'il servira pour une autre pièce. En d'autres termes, les pièces définies par des panneaux construction sont desservies en technique sans que les panneaux - mêmes n'aient besoin d'en être pré-équipés. La fabrication et l'assem blage panneaux s'en trouvent fortement simplifiés. les "cellules" sont des volumes ; ils sont rigides de par leur géometrie et leur homogénéité ( voir détails fin, 13. 14. 15. 16 ) ; donc, le fait de les disposer en "quinconce-superposé", c'est-à-dire en ternant cellules et panneaux, procure à la construction une excellente stabilite. puisque les "doubles cellules" ont toujours un mur l'un l'autre, ces derniers comportent chacun une gaine technique et boîtes de raccordement accessibles ; ainsi, tous les raccordements techniques (plomberie, chauffage, électricité...) se retrouvent centra lisés ici. 8, B10). # comme le montre le détail B10 de la figure , les "double cellule" qui sont posées en "quiconce superposé", ont un mur sur l'au tre, qui permet à la pièce principale R d'avoir un plafond nettement plus haut que celui des pièces d'à côté. De la même manière S (f##) a un plancher plus bas donc une hauteur de plafond plus grande que celle des pièces d'à côté. En d'autres termes, les pièces où les volumes sont définis par des panneaux ont des hauteurs de plafond supérieures aux pièces définies par des "cellules". Ce fait est directement lié à cette disposition particulière en "quinconce superposé". Ceci est particulièrement avantageux car, dans le d'habitations comme dans le cas de bureaux ou de collectifs, pièces principales ou les salles de réunions peuvent avoir des volumes et des hauteurs de plafond plus agréables, alors que les locaux techni ques, les chambres ou les bureaux qui n'en ont pas besoin, au contrai re, restent plus intimes et plus facilement chauffables. UNE TRES GRANDE MODULARITÉ DES CONSTRUCTIONS TOUJOURS ÉVO- LUTIVES Les "éléments techniques de base" ne sont pas seulement conçus pour s'assembler entre eux, ils sont aussi prévus pour venir tous, ou partie, se connectler à un ou plusieurs "modules primaires". Exemples : # Si la construction (fig.2) est déjà réalisée, il est très simple de la faire évoluer. Pour cela, il suffit de supprimer un seul panneau J fi# et, en rajoutant quelques "éléments techniques de base" comme indiqué, on obtient une nouvelle construction figure 11 . Le principe du "quinconce superposé" est toujours préservé. Cette nouvelle construc tion conserve une logique technique et architecturale équilibrée. La figure 1 est obtenue par la connexion de deux "modules primaires" (de chaque côté) et de quelques "éléments techniques de ba se" (au centre). possibilités sont donc multiples, d'autant plus qu'il peut aussi y avoir plusieurs niveaux (fia.17) et les évolutions ulterieures toujours possibles en utilisant uniquement des d"'éléments techniques de base". groupes d"éléments techniques de base", par leurs princi pes propres d'assemblages et grâce notamment au principe "quin conce superposé" associé au fait qu'ils soient conçus ( voir détails fia. 13. 14. 15. 16 ) pour se connecter à nouveau avec des éléments identi ques, présentent un grand intérêt pour la construction en général. L'implantation des menuiseries, la forme du toit et réparti tion de certaines cloisons intérieures, n'ont que peu d'influence sur le principe de cette invention. En industrialisant un groupe d"'éléments modèles" on réduit le prix revient des "éléments techniques de base". Leur caractère transportable permet de conquérir des marchés sur tout un continent. Le principe même permet un nombre infini de possibilités de cons truction : grandes et petites, d'un étage ou de plusieurs étages. sim- plicite du principe permet un grand nombre de variantes architectu rales (facilement adaptables afin de répondre à certaines exigences lo cales en matière d'urbanisme). De plus, le système est redémontable sans altération des éléments. PRINC E DE MONTAGE Bien que la composition des "éléments techniques de base" pourrait être réalisée avec d'autres matériaux de type béton, metal ou autres la structure en ossature bois est très bien adaptée à ce type de construction ( voir détails fin.13. 14. 15 et 16 ). Les éléments, dont le dimensionnement est prévu à cet effet, sont acheminés au moyen de transports classiques sur le lieu du mon tage, sont déchargés et assemblés à l'aide d'un engin de levage, ils sont ensuite fixés sur une structure porteuse ( détails B1 fi g.15 ) puis vissés entre eux par des bandes ou des cornières métalliques perforées ( détails des figures 7. 13, 14. 1 5 et 16 ). gaines techniques passent à l'intersection des "cellules" transportables (B) 0, fig_$), elles se rencontrent dans des ites de raccordement accessibles. La connexion des réseaux techniques 'effec tue à l'aide des raccords usuels. Ainsi fait, la construction n'a plus qu'à être raccordée aux réseaux d'eau, d'énergies et d'évacuations extérieu res pour être finie et fonctionnelle. REVENDICATIO S 1) Construction préfabriquée et transportable, carac térisée en ce qu'elle comprend une combinaison judicieuse de "cellu les" en forme de boites et de panneaux construction fabriqués en sé rie industriellement, et associés entre selon le principe du "quin conce- superposé" (fig.1. 8. 11. 12 et 1 pour réaliser très rapide ment un très grand nombre de variantes constructions. 2) Construction préfabriquée et transportable, selon la revendication n 1 se caractérisant par le fait que les "cellules" transportables sont toujours associées par deux, une seule cellule comporte une ou plusieurs moitiés de pièces, deux cellules assemblées s'appellent une "double cellule". 3) Construction préfabriquée et transportable, selon les revendications n 1 ou 2 se caractérisant par le fait que ces "dou bles cellules" sont disposées selon le principe qu "quinconce-superpo- sé" qui consiste à disposer une "double cellule" en haut, une "double cellule" en bas ( fia. 2. 11. 12 et 17 ) et ainsi de suite sans être l'une au-dessus de l'autre, mais en ayant toujours un mur d'extrémité l'un sur l'autre (e et f, fi4, 8 ) permettant le passage et le raccordement des réseaux techniques en 8T0 de la fip. 8 . Le reste des espaces sont remplis par des panneaux de construction. 4) Construction préfabriquée et transportable, selon la revendication n 3 se caractérisant par le fait que les volumes ou pièces délimités par des panneaux de construction ont des plafonds plus hauts que les pièces comprises dans des cellules transportables (fer $). 5) Construction préfabriquée et transportable, selon la revendication n 3 se caractérisant par le fait que le principe du "quinconce-superposé" peut aussi s'appliquer aux constructions de plus de deux niveaux ; en effet, il suffit pour cela d'utiliser des Mules R1, (fia^1) et quelques panneaux de construction pour réaliser un niveau intermédiaire (fiu.17) tout en les associant de la même manière qu'avec les cellules E1, E2, c'est-à-dire en "quinconce- superposé". 6) Construction préfabriquée et transportable, selon la revendication n 3 se caractérisant par le fait que toutes les cellules transportables sont alimentées en réseaux techniques (plomberie, électricité, chauffage, tél...) par des gaines qui passent dans murs communs aux "cellules" transportables (ex, e et f fia. 8 ou et y fia.-9 et qui sont raccordés lors de l'assemblage dans des boites de raccordements accessibles et au moyen de raccords rapides usuels (emplacement en B 10 fig. 8 ou B 1 1 fia. 9 ). 7) Construction préfabriquée et transportable, selon les revendications n 1 ou 3 se caractérisant par le fait que des "cellu les" transportables comportent dans certains de leurs panneaux des éléments structurels destinés aux pièces adjacentes. Exemple figure 1 la "double cellule" E1-E2 comporte, en plus de son plancher, pla fond de la pièce du dessous et la "double cellule" R 1-R2 comporte en plus de son plafond, le plancher de la pièce du dessus. 8) Construction préfabriquée et transportable, selon les revendications n 3 ou 7 se caractérisant par le fait qu'aucun pan neau de construction n'a besoin d'être pré-équipé réseaux techni ques type plomberie, électricité, chauffage ... )car toutes les pièces de ces cellules" ont au moins un mur, ou un plancher, ou un plafond, dont la structure appartient à une "cellule" transportable ; l'équipe ment nécessaire à ces pièces sera donc desservi par structures des "cellules". 9) Construction préfabriquée et transportable, selon la revendication n 1 se caractérisant par le fait que dimensionne- ment des "cellules" transportables est tel qu'il est possible d'en trans porter deux sur un seul camion (l'une derrière l'autre). De ce fait, une "cellule double" est donc transportée sur un seul camion. 10) Constructions préfabriquées et transportables, selon la revendication n 1 se caractérisant par le fait que dimensionnement et la technique employée dans ces exemples précis (toutes les figures) permet aussi de réaliser ces constructions entièrement en ossature bois sans qu'il soit nécessaire de renforcer les "cellules" transportables par un châssis métallique. En effet, si on re garde bien les différents plans et coupes de la figure 7 ainsi que les détails référencés des figures 13, 14, 15 et 16, on observe que les sections de bois qui sont reliées entre elles par des connecteurs de type "charpentes bois industrielles" forment une sorte de cage rigide asso ciée a un contreventement supplémentaire dû au panneau de particules (formant la paroi intérieure) et à un dimensionnement raisonnable (leur longueur est telle que l'on peut mettre deux "cellules" sur un seul camion).