Brevet FR2813335A1 — publié le 20020301

Dispositif de rénovation des structures bois La présente invention concerne un dispositif de rénovation des structures bois, en particulier le dispositif est destiné à remplacer les planchers réalisés dans des bâtiments, notamment anciens, réalisés sur une structure de poutres et de solives, éventuellement de grande portée. II est connu différentes techniques de rénovation de plancher. En général, les planchers de bâtiment anciens sont constitués de lattes posées sur des solives. Ces lattes sont recouvertes d'une couche de torchis ou de remplissage à base de sable et de terre sur lesquelles sont posées des tomettes. L'ensemble formé par les lattes, le torchis le remplissage et les tomettes occupe une épaisseur de 7 à 12cm. Pour rénover un tel plancher, la première solution et la plus radicale consiste à supprimer le plancher existant pour le remplacer par une structure en béton. Cette solution présente les inconvénients de nécessiter des travaux importants impliquant l'évacuation des matériaux existants dans le bâtiment et d'alourdir par le poids du béton la structure du bâtiment. Du fait de l'utilisation du béton, il existe également un risque d'apparition de phénomènes d'infiltration liés à la présence d'eau dans le béton. Une autre solution consiste à renforcer les poutres et ou les solives existantes en y superposant soit une structure en acier, soit une nouvelle structure en bois pour pouvoir ensuite aménager le plancher. Le problème rencontré avec ces deux solutions est que lorsque la hauteur disponible pour la réhabilitation est faible et que la portée est relativement élevée, les dimensions standard des poutres en bois ou en acier ne permettent pas de répondre aux exigences de charge à supporter des contraintes de hauteur faible. De plus, ces solutions présentent également l'inconvénient de nécessiter un espace relativement dégagé pour pouvoir manipuler les poutres de grande longueur par exemple de 6 à 10m. La présente invention a donc pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de rénovation de plancher de mise en place aisée dans une hauteur disponible limitée, même pour des portées importantes. Ce but est atteint par un dispositif de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois, la structure bois comprenant un plancher formé d'une pluralité de solives en bois massif espacées, caractérisé en ce que le dispositif de rénovation comprend une pluralité de solives additionnelles en aggloméré comprenant un plat métallique collé à au moins un profilé de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy, la largeur de chaque solive correspondant à la largeur du plat. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de rénovation de plancher de mise place aisée dans une hauteur disponible limitée, et ne nécessitant pas un important espace dégagé. Ce but est atteint par un procédé de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois, la structure bois comprenant un plancher formé d'une pluralité de solives en bois massif espacées, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape d'enlèvement d'au moins une partie de l'ancien remplissage et une étape de mise en place de solives additionnelles à la verticale des solives en bois massif, chaque solive additionnelle comprenant un plat métallique collé à au moins un profilé de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 A à 1 D représentent une vue en perspective de face de respectivement quatre variantes de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de côté de l'ancrage du dispositif dans un mur de soutien, - la figure 3 représente une vue de face du sabot d'ancrage, - la figure 4 représente une vue de côté du sabot d'ancrage. L'invention va à présent être décrite en référence aux figures 1A à 1 D. Comme expliqué précédemment, le dispositif de renforcement de structures bois s'applique plus particulièrement à la réhabilitation de plancher. Le principe du dispositif est de conserver la structure existante en tout ou partie. Ainsi, les solives (1) existantes ne sont pas détruites. De même, tout ou partie du remplissage existant (2) est conservé. Ainsi, au moins l'ancien lattis (2) est concerné pour constituer la surface de pose du dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention comprend une pluralité de solives (10) formées d'un plat (110) métallique sur lequel est collé au moins un profilé (100) de particules de bois agglomérées. A titre d'exemple, le métal choisi pour former le plat (110) est, par exemple, de l'acier ordinaire. Cependant tout autre métal ayant des caractéristiques mécaniques identiques ou similaires à l'acier peut être utilisé. Les solives (10) du dispositif selon l'invention sont recouvertes de panneaux (12) de particules de bois aggloméré formant la surface de pose du plancher. Les panneaux (12) de particules sont assemblés bord à bord les uns aux autres et le joint entre deux panneaux (12) est situé sur une solive (10). Selon une variante de réalisation les panneaux (12) de recouvrement ont une épaisseur de 18 à 20mm. Contre toute attente et contrairement aux préjugés de l'art antérieur qui considèrent que la résistance mécanique d'un assemblage d'acier et de bois est insuffisante pour former des structures porteuses, l'utilisation du ou des profilés (100) de particules permet d'obtenir la rigidité de la solive et le plat (110) d'acier permet d'obtenir la résistance en traction de la solive. De plus, il est connu que bien que les caractéristiques mécaniques du bois soient semblables à celles de l'aluminium, le défaut majeur du bois est qu'il a une mauvaise tenue à la fatigue. Ainsi, lorsqu'une poutre en bois est soumise à de fortes charges pendant de longues durées, la poutre va dans un premier temps se déformer avant de céder lorsqu'un niveau extrême de déformation est atteint. En associant de l'acier à une poutre en bois, on augmente sa résistance à la fatigue. Cependant, comme expliqué précédemment, l'assemblage bois/acier n'est pas recommandé, notamment du fait de différence de niveau de dilatation lorsque la température varie. Avec le dispositif selon l'invention, lorsqu'une charge est appliquée sur les panneaux (12) de recouvrement, des contraintes mécaniques vont s'appliquer sur les éléments extrêmes du dispositif, à savoir les panneaux (12) de particules de recouvrement, la partie supérieure de la solive (10) et le plat (110) en acier. Ainsi, des contraintes de compression s'appliquent sur les panneaux (12) de recouvrement. La surface d'application des contraintes étant étendue, les efforts appliqués sur les panneaux (12) de recouvrement et sur la surface supérieure de la solive (10) sont par conséquent faibles et ne remettent pas en question la résistance des panneaux (12) de recouvrement et de la solive, si la charge est inférieure à la charge maximum de la solive calculée au préalable. De même des contraintes de traction fortes vont s'appliquer sur le plat (10) en acier. Or, l'acier a de très bonnes caractéristiques de résistance à la traction et à la fatigue. Par conséquent, les efforts liés aux contraintes de traction ne remettent pas en question la résistance de la solive (10), si la charge est inférieure à la charge maximum de la solive calculée au préalable. L'intérêt du dispositif selon l'invention est qu'il est alors possible de choisir des hauteurs de solives (10) plus faibles que des solives tout en bois. Ainsi, lorsque la hauteur disponible pour mettre en place un renforcement de structure est faible, le dispositif selon l'invention permet malgré tout d'utiliser une solution simple permettant de conserver la structure existante et d'utiliser une solution bois moins coûteuse. L'utilisation de profilés (100) de particules permet de compenser la différence de variation de dimensions lorsque la température varie, sans endommager le plan de collage. En effet, l'acier varie plus fortement en dimension que le bois lorsque la température varie. Un profilé de particules est relativement élastique, par conséquent, lors de la dilatation ou de la contraction de l'acier, la surface du profilé en contact avec le plat (110) se déforme de façon élastique. De plus, les efforts dus à la dilatation ou à la contraction du plat (110) sont répartis sur toute la surface du plan de collage. Par conséquent, il n'y a pas de détérioration du profilé (100) de particules et du plan de collage. Le collage du ou des profilés (100) de la solive entre eux et sur le plat (110) en acier est réalisé par une résine époxy pour un produit possédant les mêmes propriétés d'adhésion et les mêmes caractéristiques mécaniques qu'une résine époxy. Selon l'invention, la résine époxy est par exemple, une résine à liant pur. Dans ce cas, la résistance du plan de collage est améliorée entre les profilés et entre le ou les profilés et le plat (110) en acier. Les panneaux (12) de recouvrement peuvent recevoir un matériau de finition (13). Ce matériau peut être tout type de matériau connu tel que du parquet, du carrelage, un revêtement plastique, de la moquette. Afin d'augmenter encore la résistance du dispositif selon l'invention, le matériau est choisi de façon à participer à la résistance. En choisissant du parquet stratifié ou du carrelage, la résistance du dispositif est plus importante. La variante de réalisation représentée à la figure 1A représente une configuration du dispositif selon l'invention lorsque la hauteur de plancher est faible, par exemple de 10 à 12cm et lorsque la charge amissible sur le plancher est de l'ordre de 400Kg/m2 ou lorsque la portée est importante (supérieure à 5m). Dans ce cas les solutions bois classiques ne sont par exploitables avec des poutres de dimensions standards. Pour répondre aux exigences de charges définies précédemment, les poutres de dimension standard en bois ont des hauteurs supérieures à 15cm. Selon l'invention, chaque solive du dispositif comprend deux profilés (100) de particules de mêmes dimensions, collés entre eux par leur face latérale de plus grande largeur. Ensuite, cet assemblage est collé sur le plat (110) en acier par une face latérale d'un des profilés (100). L'opération de collage des profilés entre eux comprend une étape d'application de la résine sur une face latérale d'un profilé. Ensuite, les deux profilés sont vissés l'un à l'autre pour exercer une pression permettant d'assurer un contacte étroit entre la résine et les deux profilés et pour chasser l'air éventuellement emprisonné entre les deux profilés. Les vis peuvent être retirées après séchage de la résine. Avant d'appliquer la résine sur le plat (110), celui-ci est meulé, d'une part pour nettoyer la surface du plat (110), et d'autre part rayer la surface du plat, de façon à créer une meilleure adhérence de la résine. Ensuite, les opérations effectuées pour le collage des deux profilés sont répétées pour le collage du plat (110) avec les deux profilés (100). La largeur du plat (110), le nombre de profilés (100) de particules empilés ainsi que l'épaisseur des profilés et du plat sont déterminés en fonction de la charge supportée par le plancher et de la portée des solives (10). Ainsi, l'épaisseur des profilés (100) est de l'ordre de 40mm, la largeur du plat (110) et des profilés (100) est comprise entre 6 et 9cm et l'épaisseur du plat (110) est comprise entre 3 et 6mm. La variante représentée à la figure 1 B répond sensiblement aux mêmes contraintes que la variante de réalisation de la figure 1A. Selon cette nouvelle variante, le plat (110) a une section en U. La différence avec la variante de réalisation de la figure 1A réside également dans l'assemblage des profilés (100) de particules sur le plat (110). Dans cette variante, l'assemblage des profilés (100) avec le plat (110) est réalisé par la tranche des profilés (100). Ainsi, la tranche des profilés est insérée dans le U du plat (110) pour collage. L'utilisation d'un plat (110) à section en U permet d'augmenter la surface du plan de collage et de faciliter le positionnement des profilés (100) de particules sur le plat (110). La variante de réalisation représentée à la figure 1 C représente une configuration de dispositif selon l'invention lorsque la hauteur de plancher est, par exemple de 10 à 15cm et lorsque la charge amissible sur le plancher est de l'ordre de 400Kg/m2 et lorsque la portée est réduite. Dans ce cas, un seul profilé (100) de particules est collé par la tranche sur le plat qui a, par exemple, une section en U. Dans ce cas de figure la largeur du profilé est comprise entre 10 à 13cm. La variante représentée à la figure 1 D répond sensiblement aux mêmes contraintes que la variante de réalisation de la figure 1 A et 1 B avec une hauteur disponible légèrement supérieure. Dans ces conditions, on choisit un plat en U dont le fond comprend une épaisseur supplémentaire constituée par exemple par un deuxième plat (111). L'assemblage du deuxième plat (111) sur le plat (110) est réalisé par exemple par collage, vissage ou soudage. Selon cette variante de réalisation, chaque solive (10) comprend un seul profilé collé sur le deuxième plat (111) par la tranche. Selon une variante de réalisation non représentée, les solives (10) du dispositif selon l'invention sont solidarisées aux solives (1) de la structure existante, par exemple, par l'intermédiaire de pattes de fixation. Les moyens d'ancrage de chaque solive (10) du dispositif sur un mur (M) de soutien vont à présents être décrits en référence aux figures 2 à 4. Les moyens (20) d'ancrage comprennent pour chaque extrémité de chaque solive (10) un sabot (20) d'ancrage. Ce sabot (20) d'ancrage est fixé dans le mur (M) de soutien par l'intermédiaire d'une pluralité de broches (23) scellées dans le mur (M). Le sabot comprend également une zone (21) d'appui sur laquelle est posé, puis fixé le plat (110) de la solive. Selon les figures 3 et 4, le sabot (20) comprend une plaque (22) comprenant au moins deux perçages (220) assurant le passage des broches (23) d'ancrage. Le sabot (20) comprend également un profilé (21) à section en U dont une extrémité est solidaire de la plaque (22). Selon la variante de réalisation, le fond du U affleure le bord de la plaque (22) situé à l'opposé des perçages (220). La hauteur du U formant la section du profilé est du même ordre de grandeur que la hauteur de la solive (10). On conçoit que le dispositif selon l'invention permette ainsi de conserver les structures existantes même lorsque la hauteur disponible pour mettre en place un renforcement est réduite ou lorsque les portées des solives sont importantes. Ceci évite par conséquent une démolition complète des structures existantes. De même, par rapport à une solution de renforcement utilisant uniquement du bois ou uniquement de l'acier, le dispositif selon l'invention est plus simple à mettre en oeuvre. En effet, le plat (110) est flexible donc il peut être facilement transporté et manipulé par exemple par les fenêtres du bâtiment à réhabiliter. De même, quel que soit le nombre de profilés utilisés dans les solives, le panneau de base a toujours la même épaisseur, c'est-à-dire environ 40mm, il est donc également flexible et se manipule facilement. Les profilés sont réalisés à partir de plaques ou panneaux de particules d'une largeur de l'ordre de 1 m à 1,5m et d'une longueur pouvant atteindre 10m. Les profilés sont alors coupés à dimension à volonté dans la plaque ou le panneau. II est également possible de rabouter deux portions de profilés pour former un profilé de la solive. Les deux portions sont mises bout à bout et solidarisées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un collage et d'une armature métallique. Ainsi, le dispositif de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois selon l'invention se caractérise en ce que le dispositif de rénovation comprend une pluralité de solives (10) additionnelles en aggloméré comprenant un plat (110) métallique collé à au moins un profilé (100) de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy, la largeur de chaque solive (10) correspondant à la largeur du plat (110). Selon un autre mode de réalisation, les solives (10) additionnelles du dispositif sont recouvertes de panneaux (12) de particules pour former un plancher destiné à recevoir un matériau (13) de finition. Selon un autre mode de réalisation, la section du plat (110) métallique est en forme de U, le fond du U étant en contact avec la surface du remplissage (2) de la structure bois. Selon un autre mode de réalisation, chaque solive (10) du dispositif comprend un profilé (100) de particules de largeur déterminée, collé par sa tranche sur le plat (100). Selon un autre mode de réalisation, chaque solive (10) du dispositif comprend un empilement de profilés (100) de particules collés entre eux par leur coté de plus grande largeur, cet empilement étant collé sur le plat (110) métallique, soit par un coté d'un profilé (100) correspondant à une extrémité de l'empilement, soit par la tranche de chaque profilé (100) de l'empilement. Selon un autre mode de réalisation, la colle époxy est une colle à liant pur. Selon un autre mode de réalisation, chaque solive (10) du dispositif est ancrée dans un mur (M) de soutien par l'intermédiaire d'un sabot (20) comprenant une partie (21) de support du plat (110), et une partie (22) d'ancrage dans le mur (M). Selon un autre mode de réalisation, le sabot (20) d'ancrage comprend une plaque (22) comprenant au moins deux perçages (220) destinés chacun au passage d'une broche d'ancrage assurant la fixation du sabot (20) sur le mur (M), le sabot comprenant un profilé (21) en U, dont une extrémité est solidaire de la plaque (22) d'ancrage de sorte que la branche horizontale du U affleure au bord latéral de la plaque d'ancrage. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de solidarisation des solives (1) en bois massif de la structure bois, aux solives (10) additionnelles du dispositif. Selon un autre mode de réalisation, le plat (110) est en acier ordinaire. De même, le procédé de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend: Une étape d'enlèvement d'au moins une partie de l'ancien remplissage (2), Une étape de mise en place de solives (10) additionnelles à la verticale des solives (1) en bois massif, chaque solive (10) additionnelle comprenant un plat (110) métallique collé à au moins un profilé (100) de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy. Selon un autre mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend une étape de recouvrement des solives (10) additionnelles par des panneaux (12) de particules assemblés entre eux au niveau des solives (10) additionnelles, et une étape de finition comprenant la mise en place d'un revêtement (13) de finition sur les panneaux (12) de particules. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Dispositif de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois, la structure bois comprenant un plancher formé d'une pluralité de solives (1) en bois massif espacées, caractérisé en ce que le dispositif de rénovation comprend une pluralité de solives (10) additionnelles en aggloméré comprenant un plat (110) métallique collé à au moins un profilé (100) de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy, la largeur de chaque solive (10) correspondant à la largeur du plat (110). 2. Dispositif de renforcement de structure bois selon la revendication 1, caractérisé en ce que les solives (10) additionnelles du dispositif sont recouvertes de panneaux (12) de particules pour former un plancher destiné à recevoir un matériau (13) de finition. 3. Dispositif de renforcement de structure bois selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section du plat (110) métallique est en forme de U, le fond du U étant en contact avec la surface du remplissage (2) de la structure bois. 4. Dispositif de renforcement de structure bois selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque solive (10) du dispositif comprend un profilé (100) de particules de largeur déterminée, collé par sa tranche sur le plat (100). 5. Dispositif de renforcement de structure bois selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque solive (10) du dispositif comprend un empilement de profilés (100) de particules collés entre eux par leur coté de plus grande largeur, cet empilement étant collé sur le plat (110) soit par un coté d'un profilé (100) correspondant à une extrémité de l'empilement, soit par la tranche de chaque profilé (100) de l'empilement. 6. Dispositif de renforcement de structure bois selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la colle époxy est une colle à liant pur. 7. Dispositif de renforcement de structure bois selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque solive (10) du dispositif est ancrée dans un mur (M) de soutien par l'intermédiaire d'un sabot (20) comprenant une partie (21) de support du plat (110), et une partie (22) d'ancrage dans le mur (M). 8. Dispositif de renforcement de structure bois selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sabot (20) d'ancrage comprend une plaque (22) comprenant au moins deux perçages (220) destinés chacun au passage d'une broche d'ancrage assurant la fixation du sabot (20) sur le mur (M), le sabot comprenant un profilé (21) en U, dont une extrémité est solidaire de la plaque (22) d'ancrage, de sorte que la branche horizontale du U affleure au bord latéral de la plaque d'ancrage. 9. Dispositif de renforcement de structure bois selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de solidarisation des solives (1) en bois massif de la structure bois aux solives (10) additionnelles du dispositif. 10. Dispositif de renforcement de structure bois selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plat (110) est en acier ordinaire. 11. Procédé de rénovation de plancher par renforcement de la structure bois, la structure bois comprenant un plancher formé d'une pluralité de solives (1) en bois massif espacées, caractérisé en ce que le procédé comprend: - une étape d'enlèvement d'au moins une partie de l'ancien remplissage (2), - une étape de mise en place de solives (10) additionnelles à la verticale des solives (1) en bois massif, chaque solive (10) additionnelle comprenant un plat (110) métallique collé à au moins un profilé (100) de particules agglomérées de bois, par l'intermédiaire d'une résine époxy. 12. Procédé de rénovation de plancher selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de recouvrement des solives (10) additionnelles par des panneaux (12) de particules assemblés entre eux au niveau des solives (10) additionnelles, et une étape de finition comprenant la mise en place d'un revêtement (13) de finition sur les panneaux (12) de particules.