Brevet FR2818997A1 — publié le 20020705

La présente invention concerne un élément couvrant pour toiture ayant l'aspect de l'ardoise naturelle. Depuis des siècles, les hommes recouvrent les charpentes des toits de leurs habitations d'éléments couvrants identiques et de dimension réduite dont la fonction est de réaliser l'étanchéité. Ces éléments couvrants sont classiquement juxtaposés en rangées horizontales se recouvrant en deux épaisseurs et alternant leurs joints, de sorte que l'eau ne rencontre jamais deux joints superposés. Ces éléments doivent être fixés suffisamment solidement aux éléments de la charpente pour pouvoir résister aux intempéries et en particulier au vent. Les éléments couvrants sont traditionnellement distinctifs d'une région et font partie du patrimoine de celle-ci ; outre les coutumes locales leurs caractéristiques dépendEnt en premier lieu du climat et des ressources naturelles environnantes. Ainsi, dans certaines régions françaises, situées principalement au Nord d'une ligne joignant Nantes à Strasbourg, les toits sont traditionnellement réalisés en ardoise. Il s'agit là de roches schisteuses fissiles de teinte gris foncé qui sont extraites de carrières et taillées en plaques minces unitaires dont les dimensions, variables, sont elles aussi fonction de coutumes locales ; celles-ci sont à titre d'exemple en règle générale de 33 x 23 cm pour la Picardie et de 27 x 18 cm pour la Bretagne. Ces ardoises sont classiquement posées sur des liteaux dont l'espacement sur les chevrons de la charpente est défini par des normes strictes. Les ardoises sont fixées à l'aide de crochets métalliques en forme de S qui les soutiennent par leur partie inférieure, permettant ainsi un remplacement rapide des plaques cassées. Les couvertures en ardoise se distinguent par leur esthétique qui est actuellement très appréciée par les consommateurs et par leurs qualités de longévité, de dureté et de résistance aux intempéries (grêle, UV, pluie acide...) ; les seules causes de vieillissement de l'ardoise sont en ef- fet liées à la présence de pyrite qui entraîne des phénomènes de rouille, et dans certaines ardoise de mauvaise qualité de carbonate de calcium dont la conséquence est que l'ardoise blanchit et devient poudreuse. Ces avantages sont cependant partiellement compensés par le prix relativement élevé de l'ardoise et par le coût de sa pose qui est lui aussi relativement élevé par suite de son poids et du nombre de manipulations nécessaires. Ces dernières années, les professionnels ont tenté de concevoir des éléments couvrants pour toiture ayant un aspect similaire à celui de l'ardoise naturelle mais ayant un coût nettement moindre, tant au niveau de leur fabrication qu'au niveau de leur mise en oeuvre. Pour donner satisfaction, de tels substituts d'ardoise doivent outre leurs qualités esthétiques ne pas être sensibles au vieillissement, résister aux intempéries et pouvoir être posés sur les charpentes existantes de manière à pouvoir s'adapter au marché de la rénovation qui constitue environ 40 % de celui de la construction neuve. De plus, ces substituts d'ardoise ne doivent pas dépasser les dimensions standards de palettisation pour pouvoir être transportés à un coût modique. Or, les seuls substituts d'ardoise actuellement proposés sur le marché, réalisés à partir de ciment de Portland comprimé avec des fibres, sont généralement découpés aux dimensions des ardoises naturelles. La ressemblance de ces plaques avec une ardoise naturelle est très lointaine et leur esthétique peu satisfaisante. La présente invention a pour objet de proposer un élément couvrant pour toiture ayant l'aspect de l'ardoise naturelle, totalement satisfaisant du point de vue de l'esthétique et en outre apte à répondre à tous les impératifs susmentionnés. A cet effet, l'invention concerne un élément couvrant pour toiture caractérisé en ce qu'il est constitué par une plaque ayant une géométrie et un aspect correspondant à ceux de plusieurs ardoises unitaires juxtaposées en rangées horizontales et se chevauchant partiellement en alternant leurs joints selon le principe du recouvrement classique, cette plaque étant réalisée par moulage par injection à partir d'un matériau composite renfermant environ 20 % d'une résine thermodurcissable et environ 80 % de charges telles qu'à titre d'exemple un mélange de charges à base de poussières d'ardoise et de cendres de centrale à fuel. Il est à noter que dans le cadre du présent exposé, le terme toiture doit être interprété dans un sens très général, et que l'élément couvrant pour toiture pourrait également être utilisé en tant qu'élément de bardage sans pour cela sortir du cadre de l'invention. La caractéristique essentielle de l'élément couvrant qui fait l'objet de l'invention est liée à son caractère moulable qui lui permet d'avoir une géométrie et un aspect en tout point similaires à ceux de plusieurs ardoises classiques unitaires juxtaposées. Il est à noter que les éléments couvrants conformes à l'invention ne sont pas obligatoirement rectangulaires mais peuvent dans certains cas particuliers avoir des formes variées notamment courbées et peuvent en outre le cas échéant être galbés, ce qui est impossible avec des ardoises naturelles. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, l'élément couvrant est constitué par une plaque de forme essentiellement rectangulaire comportant deux entailles à angle droit diagonalement opposées de manière à obtenir un contour correspondant à celui de plusieurs ardoises unitaires juxtaposées réparties sur deux rangées. Ces plaques peuvent être moulées sur deux faces (recto/verso) dans des moules en aluminium, en béton d'aluminium ou encore en résine par une technique de coulée en basse pression classique ou de moulage par réaction (RIM) ; il est ainsi possible d'imiter l'aspect extérieur un peu rugueux des ardoises naturelles. Un autre avantage d'un tel procédé de moulage est qu'il permet également de réaliser des éléments particuliers correspondant aux points singuliers d'une toiture (noues, passage de cheminées,...), ce qui évite d'avoir à effectuer les découpes qui étaient auparavant nécessaires, permettant ainsi d'éviter une perte de temps notable lors de la pose. On peut aussi à titre d'exemple réaliser ainsi des éléments imitant les bandes de faîtage. Or, avec les ardoises traditionnelles les découpes nécessaires pour obtenir de telles bandes imposent un demi-journée de travail pour 30 m de faîtage. L'invention permet donc d'économiser cette demi-journée. Selon l'invention, l'élément couvrant est avantageusement constitué par une plaque ayant une géométrie et un aspect correspondant à ceux de deux rangées de quatre ardoises unitaires. Une telle plaque est en effet suffisamment légère et ses dimensions sont suffisamment faibles pour permettre un transport et une manipulation aisés mais est parallèlement d'une taille suffisante pour diminuer notablement le temps nécessaire à la couverture d'une toiture en particulier en divisant par deux le nombre de crochets nécessaires par rapport à des ardoises naturelles unitaires classiques. Ces plaques correspondent donc à un compromis optimum. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention l'élément couvrant comporte deux tronçons rectangulaires décalés l'un par rapport à l'autre et se chevauchant partiellement, l'un de ces tronçons correspondant à l'une des rangées d'ardoises ou première rangée d'ardoises tandis que l'autre tronçon correspond à l'autre rangée d'ardoises ou seconde rangée d'ardoises et chaque tronçon est constitué par une série de plaquettes rectangulaires juxtaposées séparées par une fente étroite correspondant au diamètre du fil du crochet et correspondant chacune à une ardoise unitaire, les plaquettes de l'un des tronçons étant décalées d'une demiplaquette par rapport aux plaquettes de l'autre tronçon. Les deux tronçons qui sont obtenus par une opération de moulage unique sont bien entendu solidaires au niveau de leur zone de chevauchement qui est dimensionnée de manière à reproduire le système de recouvrement normalisé des ardoises naturelles unitaires qui en France correspond à un pureau de 90 à 220 mm selon la longueur de la projection horizontale du rampant, l'inclinaison du toit et les zones climatiques. On peut ainsi obtenir un aspect en tout point similaire à celui des ardoises traditionnelles. Selon une autre caractéristique de l'invention, la résine thermodurcissable est un polyuréthane obtenu par réaction d'un diisocyanate sur un polyol. Le polyol (polyéther ou polyester) a de préférence un nombre de liaisons OH réactives suffisant pour assurer la réticulation nécessaire avec l'isocyanate utilisé, afin de donner au matériau ses propriétés de résistance aux intempéries. Conformément à l'invention de tels éléments couvrants peuvent être obtenus suite à la mise en oeuvre de machines d'injection essentiellement constituées par des pompes doseuses (basse pression ou haute pression selon le procédé choisi). Ces pompes aspirent selon un cycle précis et dans deux réservoirs distincts d'une part la charge mélangée au polyol et d'autre part le diisocyanate et refoulent ces produits dans une buse d'injection dans laquelle ils se mélangent intimement pour ressortir sous la forme d'une pâte qui est alors transférée à basse pression dans le moule. Dans ces machines d'injection qui présentent l'avantage de ne nécessiter que peu de main d'oeuvre le cycle de fermeture du moule, injection, réaction des produits et ouverture du moule avec éjection automatique des éléments moulés dure 1 min à 1 min 30. L'invention concerne également une couverture de toiture ayant l'aspect de l'ardoise naturelle constituée par une série d'éléments couvrants du type susmentionné juxtaposés en rangées horizontales se chevauchant en alternant leurs joints selon le principe du recouvrement classique, ces éléments couvrants étant fixés à la charpente par des crochets les soutenant à leur partie inférieure. Selon l'invention, cette couverture de toiture comporte également des éléments particuliers ou accessoires situés en ses points singuliers tels que noues, faîtages, passage de cheminées,... Une telle couverture a en règle générale un poids 2 de l'ordre de 14 à 15 kg/m ce qui correspond environ au tiers des couvertures des toitures réalisées en ardoises traditionnelles. Les caractéristiques de l'élément couvrant et de la couverture de toiture qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective représentant un élé- ment couvrant mis en place sur une partie de charpente, - la figure 2 est une vue de dessus de l'élément représenté sur la figure 1. Selon la figure 1 l'élément couvrant 1 est fixé à l'aide de crochets en forme de S non représentés sur des liteaux 2 qui sont cloués sur les chevrons 3 d'une charpente. Les liteaux 2 sont disposés essentiellement perpendiculairement aux chevrons 3 avec un espacement dicté par les normes en vigueur. Selon la figure 1, la charpente 2,3 est recouverte par une série d'éléments couvrants 1 juxtaposés en rangées horizontales se recouvrant en trois épaisseurs et alternant leurs joints. Ces éléments 1 sont posées au lieu et place d'ardoises classiques, d'une manière similaire de façon à obtenir une esthétique en tout point identique. Selon la figure 2, l'élément couvrant 1 est constitué par une plaque réalisée par moulage par injection à partir d'un matériau composite renfermant 20 à 25 % d'une résine polyuréthane thermodurcissable et 75 à 80 % d'un mélange de charges à base d'ardoise et de cendres de centrale à fuel. Cette plaque 1 qui a une épaisseur de 6 mm pour un poids de 2,9 kg se substitue à huit ardoises normalisées de dimension 33 x 23 cm disposées selon deux rangées de quatre ardoises se chevauchant en laissant subsister un pureau normalisé p de 110 mm. La plaque 1 est ainsi constituée par un bloc rectangulaire ayant une longueur L égale à 1053 mm et une largeur 1 égale à 440 mm. Ce bloc rectangulaire comporte deux entailles à angle droit diagonalement opposées 4, 4'de façon à obtenir un contour externe correspondant à celui d'un ensemble de deux rangées de quatre ardoises normalisées juxtaposées ayant une longueur Ll égale à 330 mm et une largeur 11 égale à 230 mm. Plus précisément, la plaque 1 se subdivise en deux tronçons rectangulaires 51, 52 qui se chevauchent partiellement. Chacun de ces tronçons 51, 52 correspond à une rangée de quatre ardoises normalisées et est constitué de quatre plaquette 5 séparées par une fente étroite 6 dont la largeur est égale à 6 mm. Les dimensions Li, 11 de chacune des plaquettes 5 correspondent à celles des ardoises normalisées auxquelles elles se substituent. De plus, les plaquettes 5 de l'un des tronçons rectangulaires 51, 52 sont décalées par rapport aux plaquettes 5 de l'autre tronçon rectangulaire 52, 51 d'une distance 12 égale à la moitié de la largeur 11 d'une plaquette. On peut ainsi reproduire fidèlement l'aspect des ardoises naturelles. REVENDICATIONS 1 ) Elément couvrant pour toiture ayant l'aspect de l'ardoise naturelle, caractérisé en qu' il est constitué par une plaque (1) ayant une géométrie et un aspect correspondant à ceux de plusieurs ardoises unitaires juxtaposées en rangées horizontales (51, 52) et se chevauchant partiellement en alternant leurs joints (6) selon le principe du recouvrement classique, cette plaque (1) étant réalisée par moulage par injection à partir d'un matériau composite renfermant environ 20 % d'une résine thermodurcissable et environ 80 % de charges. 20) Elément couvrant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est constitué par une plaque (1) de forme essentiellement rectangulaire comportant deux entailles à angle droit (4, 4') diagonalement opposées de manière à obtenir un contour correspondant à celui de plusieurs ardoises unitaires juxtaposées réparties sur deux rangées (51, 52). 3 ) Elément couvrant selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il est constitué par une plaque (1) ayant une géométrie et un aspect correspondant à ceux de deux rangées (51, 52) de quatre ardoises unitaires. 4 ) Elément couvrant selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu' il comporte deux tronçons rectangulaires (51, 52) décalés l'un par rapport à l'autre et se chevauchant partiellement, l'un de ces tronçons (51) correspondant à l'une des rangées d'ardoises ou première rangée d'ardoises tandis que l'autre tronçon (52) correspond à l'autre rangée d'ardoises ou seconde rangée d'ardoises et chaque tronçon (51, 52) est constitué par une série de plaquettes rectangulaires (5) juxtaposées séparées par une fente étroite (6) et corres- pondant chacune à une ardoise unitaire, les plaquettes (5) de l'un des tronçons (51) étant décalées d'une demi-plaquette par rapport aux plaquettes (5) de l'autre tronçon (52). 5 ) Elément couvrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la résine thermodurcissable est un polyuréthane obtenu par réaction d'un diisocyanate sur un polyol. 60) Couverture de toiture, caractérisée en ce qu' elle est constituée par une série d'éléments couvrants (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 juxtaposés en rangées horizontales (51, 52) se chevauchant en alternant leurs joints (6) selon le principe du recouvrement classique, ces éléments couvrants (1) étant fixés à la charpente par des crochets les soutenant à leur partie inférieure. 70) Couverture de toiture selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' 2 elle a un poids de l'ordre de 14 à 15 kg/m.