Brevet FR2797282A1 — publié le 20010209

Structure modulaire de plancher/plafond La présente invention concerne une structure modulaire pour le bâtiment, destinée à constituer tant le plancher d'un étage que le plafond de l'étage inférieur. Bien que la structure concernée puisse être mise en #uvre dans divers bâtiments, qu'ils soient à usage commercial, de bureau... ses avantages prendront toute leur signification dans les locaux d'entreprise où les espaces de travail, impliquant de plus fortes concentrations humaines et d'équipements techniques, constituent des environnements qu'il importe de gérer à la fois globalement et localement, de manière à optimiser les conditions de travail de chacun. Le développement de la bureautique et en particulier de la micro-informatique en réseaux nécessite une conception du bâtiment adaptée aux postes de travail. Cette conception doit être évolutive pour tenir compte des changements d'organisation et de besoins en espace auxquels sont régulièrement confrontées les entreprises. C'est alors que le concept de modularité s'impose dans les solutions techniques mises en #uvre pour répondre à cette variabilité, avec en particulier la mobilité des cloisons, les faux-plafonds et faux- planchers qui doivent assurer tout à la fois une correction acoustique et une facilité d'accès aux éléments techniques tels que gaines de ventilation et câbles d'alimentation, qu'ils abritent. Traditionnellement, les faux-plafonds et faux- planchers sont fixés de part et d'autre d'une dalle de béton, un espace étant ménagé pour le passage des éléments techniques et le garnissage en matériaux isolants. Or, avec ces technologies nouvelles, certains problèmes restent non résolus, tandis que d'autres apparaissent en contrepartie des avantages obtenus. S'ils apportent une isolation acoustique d'un étage à l'autre, en revanche le problème de l'isolation phonique entre pièces contiguës est dans la pratique très difficile à résoudre. Le principe même de la mobilité des cloisons, nécessairement légères, contribue même à le rendre plus aigu. D'autre part, dans une conception classique, les volumes techniques (faux-plafond / faux-plancher) se superposent les uns aux autres et représentent entre 20 et 25% du volume construit, diminuant d'autant le volume utile perçu par les utilisateurs. Enfin, si les plaques amovibles des faux-plafonds sont interchangeables et facilitent l'accès à l'espace intérieur, elles n'offrent pas une véritable liberté d'aménagement dans la mesure où les deux cloisons s'appliquent sur des profils prédéterminés et les bouches, luminaires... sont fixés une fois pour toutes en des points prédéterminés. On sait néanmoins que la sensation physiologique de confort thermique varie selon les individus et leur localisation. Par ailleurs, les besoins en matière d'éclairage artificiel diffèrent pour un travail à l'écran et une activité de lecture, et en fonction du secteur d'activité. Face aux insuffisances des techniques connues, la présente invention se propose donc de réaliser une structure de plancher/plafond offrant une véritable adaptabilité pour permettre d'optimiser les conditions de travail en tenant compte des besoins individuels, autrement dit de permettre à l'utilisateur des configurations évolutives en fonction de ses aménagements. L'invention se propose également de réduire certains coûts de fabrication et de mise en #uvre, et de permettre une exploitation plus économique des bâtiments ainsi conçus. L'invention a ainsi pour objet une structure modulaire de plancher/plafond pour le bâtiment, limitée par deux plans parallèles constituant l'un la paroi extérieure du plancher, l'autre la paroi extérieure du plafond, lesdites parois étant constituées par la juxtaposition alternée de plaques fixes et amovibles. Selon l'invention, cette structure est caractérisée en ce que lesdites plaques fixes et amovibles sont en béton ou matériaux lourds, en ce que chaque plaque fixe est solidaire d'une cloison de béton s'étendant transversalement entre lesdits plans parallèles du plafond et du plancher, et en ce que deux cloisons transversales successives définissent entre elles un volume communiquant avec les volumes adjacents compris entre deux cloisons transversales de béton, de manière à constituer un volume technique intérieur pour la circulation d'air et/ou le passage d'éléments techniques tels que des câbles d'alimentation. Cette structure présente, par rapport à la superposition traditionnelle plancher-espace-dalle- espace-plafond, l'avantage d'un encombrement réduit. Le plancher et le plafond se trouvent ici confondus avec ce qui tient lieu traditionnellement de dalle intermédiaire, la structure de béton s'étendant dans des plans horizontaux et transversaux, les volumes définis par les plans transversaux entre les deux plans horizontaux que sont les parois du plancher et du plafond étant adaptés à recevoir des matériaux d'isolation et des éléments techniques dont on pourra tirer parti tant au niveau du plafond qu'à celui du plancher. L'épaisseur du complexe plancher/plafond se trouve ainsi limitée à la hauteur nécessaire à la structure, ce qui se traduit par une diminution de la part prise dans le volume construit par ce volume technique, non perçu comme espace utile par l'utilisateur. Par ailleurs, le fait que la structure de béton constitue non seulement l' armature mais aussi le plancher et le plafond proprement dits, confère à ces derniers les avantages mêmes de la dalle de béton. I1 est notamment possible de suspendre des charges au plafond, contrairement aux possibilités offertes par un faux- plafond classique. Selon un mode de réalisation préféré, la structure modulaire est constituée par une succession de caissons de section en U dont la paroi de fond et la face opposée ouverte sont orientées en alternance côté plancher et côté plafond, lesdites plaques fixes étant constituées par lesdites parois de fond, lesdites cloisons transversales étant constituées par les parois latérales des caissons qui s'étendent perpendiculairement aux deux plans parallèles du plancher et du plafond, tandis que lesdites faces ouvertes des caissons sont obturables par des éléments amovibles s'étendant dans le plan du plancher ou du plafond pour constituer lesdites plaques amovibles. Ce mode de réalisation présente de nombreux avantages, notamment celui d'une répartition régulière des plaques amovibles dans l'ensemble de la structure, fixe dans sa majeure partie, ce qui contribue à une véritable modularité. Les caissons en U assurent également une répartition symétrique et équilibrée des plaques et des volumes techniques entre le plancher et le plafond. Les caissons alternés formant la structure sont avantageusement réalisés sous forme d'éléments individuels préfabriqués comportant chacun une paroi de fond, deux parois latérales et une paroi amovible opposée à la paroi de fond. La préfabrication permet de réduire les délais d'exécution du gros ceuvre par rapport aux solutions traditionnelles, les éléments pouvant être réalisés en temps masqué pendant les démolitions, les terrassements et les fondations. D'autre part, la réalisation de la structure par éléments individuels donne, contrairement à une structure continue, une première réponse aux problèmes d'isolation phonique latérale en s'opposant à une propagation des ondes sonores. Les caissons présentant une même orientation de leur face dite ouverte opposée à la paroi de fond communiquent entre eux de manière à constituer un volume technique pour la circulation d'air et/ou le passage d'éléments techniques tels que des câbles, ledit volume technique étant accessible du côté desdites faces ouvertes , après retrait d'un ou plusieurs éléments d'obturation amovibles. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés, - la figure 1 montre, à l'aide de deux schémas comparatifs, les avantages d'une structure conforme à l'invention par rapport à une structure de l'art antérieur, les structures étant présentées en coupe transversale avec arrachement ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une structure conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un caisson de ladite structure, à échelle agrandie par rapport à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un élément mobile d'obturation formant terminal de sortie pour câble d'alimentation. En référence aux figures 1 et 2, la structure modulaire 1 de l'invention comporte, à la place de la dalle plane 20 d'une structure traditionnelle 10, une dalle 2 se présentant sous forme d'une succession de caissons de section en U inversés d'un caisson à l'autre. Dans un mode de réalisation préféré, lesdits caissons sont constitués d'éléments individuels 3 longitudinaux, préfabriqués en béton. Chaque élément présente une paroi de fond 30, deux parois latérales 31 et une paroi amovible 32 obturant la face ouverte du U opposée à la paroi de fond 30. Lesdits caissons 3 sont juxtaposés en pose alternée, de sorte que chaque caisson présente sur l'une des faces de la structure, plancher 5 ou plafond 6, une paroi de fond 30 alternant sur un même plan avec une face ouverte obturée par une paroi amovible 31 d'un caisson adjacent, et, sur la face opposée de la structure, plancher 5 ou plafond 6, une face ouverte obturée par une paroi amovible 31 alternant sur un même plan avec une paroi de fond 30 d'un caisson adjacent. La juxtaposition des parois de fond 30 et des parois amovibles 31 définit ainsi deux plans parallèles dont l'un coïncide avec la paroi extérieure 50 du plancher, et l'autre avec la paroi extérieure 60 du plafond. Entre ces deux plans parallèles s'étendent, perpendiculairement, les parois latérales 31 des caissons, qui participent à la stabilité de la structure et définissent des espaces individuels qui seront maintenus isolés ou mis en relation les uns avec les autres en fonction du rôle dévolu aux éléments techniques qu'ils abritent. La dalle 2 présente ainsi une section crénelée qui, comme le montre la figure 1, permet une diminution appréciable de l'encombrement de la structure par rapport aux structures traditionnelles, le plancher 5 et le plafond 6 étant constitués par les parois 30, 31 de la dalle 2 elle-même, les volumes techniques étant compris dans le volume des caissons formant cette dalle. Un avantage supplémentaire de cette structure qui fait coïncider dalle, plancher et plafond, est la possibilité de créer des points d'ancrage résistants, en particulier au niveau du plafond. Enfin, du fait de l'absence d'ossature distincte, les surfaces de plancher et plafond ainsi obtenues par juxtaposition des parois de fond 30 et parois d'obturation 31 de béton se présentent de manière sensiblement continues et sont aptes à recevoir directement un revêtement décoratif de plancher ou de plafond. Complémentairement, concernant le volume technique habituellement prévu dans les faux-planchers et faux- plafonds pour permettre la circulation et le traitement de l'air, ainsi que le passage des différents câbles d'alimentation, la structure selon l'invention non seulement résoud le problème de l'encombrement mais permet la réalisation d'économies au moment de la construction et, par la suite, grâce à la modularité. Dans un mode de réalisation préféré, en référence aux figures 2 et 3, chaque caisson individuel 3 présente à la partie supérieure de ses parois latérales 31 une rangée de premiers trous traversants 7, ainsi qu'une rangée de seconds trous traversants 8 pratiquée dans sa paroi de fond 30. Comme on le voit à la figure 2, la rangée desdits premiers trous 7 d'un caisson 3 se trouve en regard de la rangée desdits seconds trous 8 d'un caisson adjacent d'orientation inverse. Dans cette configuration, des fonctions multiples peuvent être dévolues aux trous. Ils permettent tout d'abord la solidarisation des caissons entre eux, par exemple par boulonnage. Les trous 7, 8 servent également à assurer la communication entre les caissons, pour l'obtention de deux volumes techniques, l'un au niveau du plancher, l'autre au niveau du plafond, les deux volumes techniques étant susceptibles de communiquer ou non entre eux. Complémentairement, les trous servent de support multidirectionnels aux câbles, qui n'ont plus besoin d'être gainés. Plus précisément, la structure 1 comprend deux volumes techniques d'ensemble, A et B, exploitables le premier au niveau du plancher 5, le second au niveau du plafond 6, résultant de la communication entre caissons de même orientation. Du fait de la juxtaposition des caissons 3 en pose alternée, les deux volumes techniques se trouvent imbriqués l'un dans l'autre, ce qui constitue un gain d'espace notable par rapport aux solutions traditionnelles. La communication entre deux caissons de même orientation par alignement entre les trous des parois latérales et les trous de la paroi de fond d'un caisson intermédiaire se traduit, à l'intérieur de chacun des deux volumes techniques A, B, par la constitution de canaux de communication, respectivement a, b, parallèles entre entre et limités, à la partie supérieure et inférieure de la structure 1, par la paroi 50 du plancher ou la paroi 60 du plafond. Les flèches de la figure 2 illustrent la circulation de l'air ainsi canalisé au niveau du plancher 5 et du plafond 6. Des moyens d'obturation réversible des trous 7, 8 sont prévus pour orienter et canaliser de manières diverses les flux d'air, selon les sorties prévues pour la ventilation, le chauffage ou la climatisation. Comme le montre la figure 3, les parois amovibles 32 des caissons 3 sont avantageusement constituées de plusieurs plaques ou dallettes de béton 320 juxtaposées, qui contribuent à la modularité de la structure. Certaines plaques ou dallettes sont équipées pour constituer des terminaux 321 prêts à la pose pour la sortie de l'air ou d'un câble d'alimentation passant dans la structure. Elles viennent se fixer en lieu et place d'une plaque 32 ou dallette 320 standard, pour assurer la continuité du plancher 5 ou du plafond 6, en fonction de l'emplacement souhaité pour un équipement technique au niveau d'un poste de travail. Un tel terminal est représenté à titre d'exemple à la figure 4. I1 comprend une dallette 320, une borne 11 de sortie de câble, un interrupteur 12, un protège-câble 13 et une lampe orientable 14, prêts à être fixés tous deux par encastrement sur la borne 11. De nombreuses variantes d'un tel terminal peuvent être conçues, pour le branchement d'appareils ou de machines, la sortie de câbles téléphoniques ou du réseau informatique, la ventilation, la climatisation et le chauffage individuels, ainsi que pour la récupération locale par effet parriétal de la chaleur dégagée par certaines machines. Les éléments techniques amovibles sont en général plus particulièrement destinés à compléter les installations fixes de base gérées au niveau des locaux techniques d'étage pour assurer un confort minimum (par exemple hors gel ou chauffage jusqu'à une température dite neutre pouvant correspondre sensiblement au début de la courbe physiologique de confort, éclairage de base). Les éléments techniques amovibles permettent quant à eux, grâce au support et à la modularité de la structure de plancher/plafond selon l'invention, d'assurer une adaptation individuelle par un traitement de proximité adapté à chaque poste de travail. L'ajustement local de la température peut avantageusement combiner le chauffage par convection et par rayonnement. La structure selon l'invention permet ainsi une gestion tant globale qu'individuelle de l'environnement de travail, car elle autorise une mobilité quasi- illimitée des équipements techniques. Elle est adaptée tant aux locaux conçus en open space qu'à ceux conçus avec des cloisons ou aux locaux mixtes. Elle s'accomode tout particulièrement de cloisons mobiles qui peuvent être raccordées sans pré- positionnement imposé, dans un sens parallèle à la façade comme dans un sens perpendiculaire, du fait que le plafond est réalisé non pas en faux-plafond mais constitue une structure véritable. Les postes pour lesquels la structure selon l'invention permet de réaliser des économies sont plus particulièrement : le gros #uvre, pour lequel les délais d'exécution sont réduits du fait de la préfabrication par rapport à une solution traditionnelle ; les interventions des techniciens dont les délais sont réduits du fait de l'absence de gaines, de chemins de câble, de faux- plafonds, devenus inutiles avec le système de trous multiples et conduits pratiqués dans les parois des caissons ; les charges d'exploitation, par transfert de calories des parties aperditives - c'est-à-dire présentant un apport de chaleur dû par exemple à des machines - vers les parties déperditives (le long des façades), le placement judicieux des plaques-terminaux conférant au plafond un rôle de transfert de chaleur. Enfin, du fait de l'adaptabilité intrinsèque du système, les coûts des modifications ou remise en état se trouvent extrêmement réduits. La structure selon l'invention répond ainsi à des critères fondamentaux compte tenu de l'évolution de la demande en la matière : elle présente une grande flexibilité et s'adapte à de multiples reconfigurations de l'emplacement des équipement techniques et des cloisons, optimisant ainsi le rendement des surfaces ; elle réduit le volume technique en faveur du volume utile perçu par l'utilisateur ; elle améliore le confort par une prise en compte des particularités locales et individuelles ; par sa modularité, elle permet de réduire les coûts d'exploitation et de remise en état. Les particularités et avantages de la structure selon l'invention résultent de la combinaison inventive alliant d'une part la juxtaposition en alternance des éléments de plancher et de plafond en lieu et place de leur superposition, et d'autre part la répartition régulière sur une base permanente (caissons juxtaposés) de parties modifiables (éléments d'obturation amovibles pour des ouvertures obturables tant internes qu'externes). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. De nombreuses variantes peuvent être imaginées sans se départir de l'esprit de l'invention. Bien que la section en U soit préférée pour les éléments préfabriqués, des éléments en V, en T, en Z ou en I pourraient convenir pourvu qu'ils puissent offrir des parois de plancher et de plafond formées par une alternance de parois fixes et amovibles et qu'ils définissent par eux-mêmes des volumes intérieurs susceptibles de constituer un volume technique. REVENDICATIONS 1. Structure modulaire (1) de plancher/plafond pour le bâtiment, limitée par deux plans parallèles constituant l'un la paroi extérieure du plancher (5), l'autre la paroi extérieure du plafond (6), lesdites parois (50, 60) étant constituées par la juxtaposition alternée de plaques fixes et amovibles, caractérisée en ce que lesdites plaques fixes (30) et amovibles (32) sont en béton ou matériaux lourds, en ce que chaque plaque fixe (30) est solidaire d'une cloison de béton (31) s'étendant transversalement entre lesdits plans parallèles du plafond et du plancher, et en ce que deux cloisons transversales (31) successives définissent entre elles un volume communiquant avec les volumes adjacents compris entre deux cloisons transversales de béton, de manière à constituer un volume technique intérieur (A, B) pour la circulation d'air et/ou le passage d'éléments techniques tels que des câbles d'alimentation. 2. Structure modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une succession de caissons (3) de section en U dont la paroi de fond (30) et la face opposée ouverte sont orientées en alternance côté plancher (5) et côté plafond (6), lesdites plaques fixes (30) étant constituées par lesdites parois de fond des caissons, lesdites cloisons transversales (31) étant constituées par les parois latérales des caissons qui s'étendent perpendiculairement aux deux plans parallèles du plancher (5) et du plafond (6), et en ce que lesdites faces ouvertes des caissons sont obturables par des éléments amovibles (32) s'étendant dans le plan du plancher ou du plafond pour constituer lesdites plaques amovibles. 3. Structure modulaire selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits caissons (3) sont des éléments individuels préfabriqués comportant chacun une paroi de fond (30), deux parois latérales (31) et une paroi amovible (32) opposée à la paroi de fond. 4. Structure modulaire selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les caissons présentant une même orientation de leur face dite ouverte opposée à la paroi de fond (30) communiquent entre eux de manière à constituer un volume technique (A, B) pour la circulation d'air et/ou le passage d'éléments techniques tels que des câbles d'alimentation, ledit volume technique (A, B) étant accessible du côté desdites faces ouvertes après retrait d'un ou plusieurs éléments d'obturation amovibles (32). 5. Structure modulaire selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend deux volumes techniques exploitables l'un (A) au niveau du plancher (5), l'autre (B) au niveau du plafond (6), les deux volumes techniques (A, B) étant imbriqués l'un dans l'autre du fait de la juxtaposition des caissons en pose alternée. 6. Structure modulaire selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacun des deux volumes techniques (A, B) comprend des canaux (a, b) de communication entre caissons, ces canaux étant parallèles entre entre et limités, à la partie supérieure et inférieure de la structure 1, par la paroi 50 du plancher ou la paroi 60 du plafond. 7. Structure modulaire selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que chaque caisson individuel. (3) présente des premiers trous traversants (7) pratiqués à la partie supérieure de ses parois latérales (31) et des seconds trous traversants (8) pratiqués dans sa paroi de fond (30), de manière à permettre la solidarisation des caissons entre eux et leur communication. 8. Structure modulaire selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits premiers trous (7) d'un caisson se trouvent en regard desdits seconds trous (8) d'un caisson adjacent orienté en sens inverse. 9. Structure modulaire selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'obturation réversible desdits trous (7, 8). 10. Structure modulaire selon l'une des revendication 2 à 9, caractérisée en ce que ledit élément amovible d'obturation (32) de ladite face ouverte comprend plusieurs plaques juxtaposées (320). il. Structure modulaire selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que ledit élément amovible d'obturation (32) comprend une plaque formant terminal (321) pour la sortie de l'air ou d'éléments techniques tels que des câbles, passant dans la structure. 12. Structure modulaire selon l'une des revendications 1 à il, caractérisée en ce que la juxtaposition des plaques fixes (30) et amovibles (32) formant les parois extérieures (50, 60) du plancher et du plafond présente une surface sensiblement continue apte à recevoir directement un revêtement décoratif de plancher ou de plafond.