Brevet FR2825735A1 — publié le 20021213

La présente invention concerne une structure modulaire juxtaposable permettant la réalisation d'édifices architecturaux. Le sens des termes professionnels employés dans le présent descriptif est conforme au dictionnaire du bâtiment"Le petit DICOBAT"Edition Arcature 1994. D'une façon générale, on sait que les constructions actuelles se composent habituellement d'un corps de bâtiment pouvant être réalisé en divers matériaux (maçonnerie, bois, métal, etc. ) qui délimite le volume utile et une toiture comprenant une charpente portant une couverture. Les charpentes traditionnelles à base de fermes en bois ne se prêtent pas bien à l'utilisation du volume délimité par la toiture. Néanmoins, il est possible d'aménager ce volume (combles) en utilisant des structures plus complexes (fermettes à entrait retroussé) voire même des matériaux plus résistants permettant d'obtenir des portées plus importantes tels que le métal, le bois contrecollé ou les matériaux composites. Dans le but de faciliter la construction de ces édifices et d'en réduire les coûts, on a proposé de réaliser des structures modulaires préfabriquées pouvant s'assembler les unes aux autres de manière à pouvoir réaliser des édifices de formes et de dimensions variées. Néanmoins, ces structures modulaires préfabriquées ne concernent en général que la réalisation du corps du bâtiment, la toiture devant être réalisée séparément, éventuellement à l'aide d'éléments préfabriqués. L'invention a plus particulièrement pour but la réalisation d'édifices architecturaux à l'aide de structures modulaires simplifiées juxtaposables qui constituent à la fois une fraction du corps et une fraction de la toiture de l'édifice, ces structures modulaires pouvant incorporer des baies vitrées permettant à la lumière du jour de pénétrer à l'intérieur du module. Pour parvenir à ces résultats, l'invention propose une structure modulaire en forme de prisme comprenant trois faces obliques les unes par rapport aux autres, l'une de ces trois faces venant en appui au sol directement ou par l'intermédiaire d'une structure de support tandis que les deux autres qui constituent la toiture/façade comportent chacune un panneau obtenu, par exemple industriellement par moulage ou emboutissage et se présentant en produit fini ou en une succession de couples d'arbalétriers éventuellement pliables qui s'étendent de préférence dans des plans verticaux parallèles et supportent et/ou intègrent des éléments d'étanchéité et/ou de couverture ainsi que des éléments en matière transparente ou non, disposés dans des espaces intercalaires compris entre les arbalétriers ou en recouvrement. Cette structure comprend en outre deux faces en pignon, de préférence verticales, qui constituent avec les arbalétriers d'extrémités des faces d'assemblage des modules, les unes avec les autres. Dans ces structures modulaires, chaque couple d'arbalétriers peut être rigidifié par une triangulation classique au moyen d'un entrait retroussé reprenant un poinçon et des jambes de force avec contrefiches et éventuellement des jambettes formant un triangle aux deux extrémités des blochets. Toutefois à cette solution classique, il est préférable d'avoir des faîtages articulés et plus particulièrement une solution consistant à décaler l'accroche du faîtage en utilisant pour chaque couple d'arbalétriers, deux arbalétriers de longueurs différentes et en articulant le sommet de l'arbalétrier le plus court sous le rampant de l'arbalétrier le plus long, à une distance prédéterminée ou à une distance de sa base égale à la longueur dudit arbalétrier le plus court. La triangulation de rigidification est alors obtenue au moyen de deux contrefiches consistant en des tiges ou câbles équipés de tendeurs, à savoir : une tige ou un câble de préférence vertical partant du sommet de l'arbalétrier le plus long pour venir se fixer sur un point d'accrochage prévu sur l'arbalétrier le plus court et une tige ou un câble de préférence horizontal reliant les deux arbalétriers, de préférence au niveau dudit point d'accrochage. Bien entendu, selon l'importance de la structure, la triangulation de rigidification des arbalétriers peut utiliser plus de deux contrefiches sans sortir du cadre de l'invention. L'avantage de cette solution consiste en ce qu'elle permet de réaliser des modules préfabriqués repliables pouvant se transporter sous un très faible encombrement, et être facilement installés sur le site. Chaque module peut comprendre plusieurs couples d'arbalétriers fixés entre eux par des traverses à un écartement prédéterminé de manière à pouvoir insérer dans les intervalles des matériaux de largeur ou longueur standard tels que par exemple des matériaux d'étanchéité et/ou d'isolation thermique et/ou des matériaux transparents ou translucides. Bien entendu, la forme et les dimensions de l'édifice réalisé à l'aide des structures modulaires selon l'invention dépendent des modes d'assemblage des différents modules. Ainsi, les modules peuvent être assemblés l'un à l'autre de manière coaxiale afin que cet assemblage conduise à l'obtention d'un prisme de plus grande longueur. Dans ce cas, les faces en pignon assemblées l'une à l'autre des différents modules peuvent être ouvertes. Les modules peuvent être également assemblés en position décalée les uns par rapport aux autres. Dans ce cas, seules les parties des faces d'assemblage en recouvrement sont maintenues ouvertes ou équipées de portes pour permettre le passage d'un module à l'autre. Les modules peuvent être également de dimensions différentes. Bien entendu, l'invention permet la réalisation d'édifices à usages variés, à savoir notamment : - d'habitation fixe ou mobile, - de surélévation d'ouvrage habitable, - de hall d'exposition, - d'usine, - de hangar, - de refuge, - d'abris légers, etc. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : Les figures 1 à 3 représentent en élévation frontale (figure 1), latérale (figure 2) et en perspective (figure 3) une structure modulaire réalisée à l'aide de quatre couples d'arbalétriers triangulés de façon classique ; La figure 4 est une vue schématique illustrant le principe d'une structure à faîtage décalé ; La figure 5 est une vue en perspective schématique d'un édifice réalisé par la juxtaposition de structures modulaires coaxiales ; La figure 6 est une vue en perspective schématique d'un édifice réalisé par la juxtaposition de structures modulaires décalées les unes par rapport aux autres ; La figure 7 est une vue en perspective montrant un détail d'exemple d'accroche articulée ; La figure 8 est une vue en perspective d'un deuxième exemple partiel d'accroche de faîtage articulé ; Les figures 9 et 10 sont des coupes verticales schématiques d'arbalétriers de forme courbe ; Les figures 11, 12, 13 sont des vues partielles d'une ferme à entrait retroussé pliable, respectivement en élévation à l'état déplié (figure 11), en élévation à l'état replié (figure 12) et en perspective partiellement éclatée (figure 13). Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3, la structure modulaire, en forme de prisme, comprend quatre couples d'arbalétriers Ar, A'l à A4, A'4 constituant chacun une ferme à entrait retroussé E avec poinçon P contrefiches C jambettes J et blochets BL. Ces quatre couples d'arbalétriers Al, A') à A4, A'4 sont disposés coaxialement (relativement à l'axe du prisme) et sont reliés les uns aux autres par des entretoises ET, à ETs-E'Ti à E'Ts-E"Ti à E'Ts-E"Ti à E"'T3 de mêmes dimensions de manière à délimiter entre eux des espaces de même largeur pouvant être garnis par des éléments standards ES tels que, par exemple, des éléments d'étanchéité et d'isolation et des éléments transparents servant de vitrage Vl, V2, V3. Dans cet exemple, les parties supérieure et inférieure de ces espaces sont garnies d'éléments d'étanchéité et d'isolation ES, ES'tandis que les parties centrales sont munies de vitrages Vl. V2, V3. Comme précédemment mentionné, les faces verticales en pignon FP, de forme triangulaire de la structure modulaire constituent, comme les arbalétriers A), A'l et A4, A'4, des faces d'assemblage permettant l'assemblage des éléments modulaires les uns avec les autres. Néanmoins, ces faces peuvent être refermées par une paroi, par exemple en bois ou tout autre matériau approprié, pouvant comprendre une ou plusieurs huisseries H (figure 6). Les éléments modulaires peuvent être assemblés coaxialement les uns aux autres ou même axialement décalés les uns par rapport aux autres. Des éléments de raccordement angulaire peuvent être prévus pour permettre un assemblage à angle droit ou selon un angle prédéterminé. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'exécution précédemment décrit. Ainsi, les arbalétriers AI à A4-A'1 à A'4 ainsi que les éléments d'étanchéité et d'isolation ES, ES', voire même les vitrages VI à V3, pourront présenter des formes incurvées. De même, ces structures peuvent présenter un faîtage décalé tel que celles qui se trouvent illustrées sur les figures 4 à 10 qui font intervenir une succession de couples d'arbalétriers Air}, AR2 de longueur différente, le sommet de l'arbalétrier le plus court ARs étant articulé sous le rampant de l'arbalétrier le plus long Air}, par exemple à une distance de sa base égale à la longueur dudit arbalétrier AR2. Selon cette structure, le décalage de l'accroche de faîtage articulée 11 d'axe horizontal 10, permet de remplacer la triangulation de rigidification traditionnelle par des contrefiches CF, CF ancrées sur l'arbalétrier AR2 et venant se fixer sous le rampant de l'arbalétrier AR, de part et d'autre de l'accroche 11. Cette structure selon l'invention a l'avantage de pouvoir être transportée pliée et se déployer dans sa phase de mise en oeuvre. Sa rigidification définitive est obtenue par la mise sous tension des contrefiches CFi, CF2 grâce à des tendeurs 13 et 14. Cette structure selon l'invention peut s'adapter à toutes les pentes de la construction. Elle présente toujours un espace libre de passage pour un aménagement en habitat et est particulièrement destinée à la construction classique et murale. Sur la figure 7, on peut voir, en perspective, un exemple d'accroche de faîtage articulée dont le tenon 18 de l'arbalétrier AR2 vient se moiser dans la mortaise 19 de l'arbalétrier AR. L'articulation est assurée par une charnière 17 fixée sur les deux arbalétriers Arbi, AR2. Lors de la rigidification de la structure (par les contrefiches CF 1 et CF2 non représentées sur cette figure de détail mais similaires à la figure 4) un connecteur à trous 20 vient renforcer l'assemblage de cette jonction et peut être bloqué, en position définitive, par des vis. A noter que cette accroche peut venir s'emboîter directement par tenon et mortaise sans charnière puis être renforcé comme précédemment par des connecteurs de part et d'autre sur les côtés des arbalétriers sans sortir du cadre de l'invention. Sur la figure 8, on peut voir en perspective un exemple de la partie d'accroche d'articulation 15 sur l'arbalétrier AR, par chevillage dans les trous 16. L'extrémité de l'arbalétrier AR2, non représentée, viendra s'emboîter dans l'accroche d'articulation 15 et sera bloquée par l'axe 10 permettant l'articulation d'un arbalétrier 1 par rapport à l'autre 2. Sur la figure 9, l'arbalétrier AR2, représenté schématiquement, est de forme arrondie s'accrochant à l'arbalétrier droit ARl dont l'écartement entre eux est assuré par les contrefiches CFi, CF. Sur la figure 10, les deux arbalétriers AR,, AR2 sont représentés schématiquement de forme arrondie et l'écartement entre eux est assuré par les contrefiches CFi, CF. L'invention ne se limite pas aux modes d'exécution précédemment décrits. Ainsi, les fermes à entrait retroussé illustrées pour les faîtages des structures modulaires peuvent être repliables, par exemple comme illustré sur les figures Il à 13. Dans cet exemple, les deux arbalétriers AR',, AR'2 de chaque couple portent sur leur rampant, à proximité de leurs extrémités supérieures, deux chapes d'articulation respectives CH,, CH2 dont les ailes AL, à AL4 sont interdigitées. De même, le poinçon PO est prolongé à son extrémité supérieure par une plaque d'articulation PL. Cette plaque d'articulation vient s'ancrer dans une rainure réalisée dans le poinçon PO, dans le plan médian de symétrie de ce dernier : Elle vient s'engager entre les ailes AL, à AL4 des chapes CHI, CH2 et s'articuler dans cette position grâce à un axe d'articulation AX passant au travers de perçages coaxiaux réalisés dans ladite plaque PL et dans lesdites ailes AL, à AL4. L'extrémité de l'arbalétrier AR'I est prolongée par un tenon TN destiné à venir se moiser dans une mortaise MO de l'arbalétrier AR'2 lorsque les deux arbalétriers sont en position déployée. Cette solution permet d'alléger les contraintes exercées au niveau de l'articulation et de garantir une bonne planéité de la ferme. Les assemblages entre l'entrait EN, les arbalétriers AR'j, AR'2, les contrefiches CF'I, CF'2 et le poinçon PO sont conçus pour être facilement démontés lors du pliage de la ferme. Ces assemblages peuvent être de type à tenon et mortaises avec chevilles amovibles. A l'état replié (figure 12), les deux arbalétriers AR'I, AR'2 s'étendent de part et d'autre du poinçon PO parallèlement à celui-ci, l'entrait EN et les contrefiches CF'I, CF'2 étant ôtés. Dans cet état, la ferme occupe un minimum de place et peut être facilement transportée. Le montage peut ensuite s'effectuer tout aussi aisément en déployant les arbalétriers AR',, AR'2 et en assemblant l'entrait EN et les contrefiches CF',, CF'2 de préférence à l'horizontale avant la mise en place de la ferme à l'emplacement prévu sur le site. Cette solution s'avère particulièrement avantageuse dans le cas où l'on désire réaliser en urgence des installations et/ou des habitations par exemple à la suite de sinistres (inondations, tremblements de terre, etc...). Revendications 1. Structure modulaire juxtaposable pour la réalisation d'édifices, caractérisée en ce qu'elle présente sensiblement la forme d'un prisme comprenant trois faces obliques les unes par rapport aux autres, l'une de ces trois faces prenant appui au sol tandis que les deux autres qui constituent la toiture/façade comportent chacune une succession de couples d'arbalétriers (Ai, A't à A4, A'4) qui s'étendent dans des plans parallèles et supportent des éléments d'étanchéité (ES, ES') ainsi que des éléments en différentes matières notamment transparentes (VI à Vs) portés par les arbalétriers, cette structure comprenant en outre deux faces d'assemblage des modules les uns avec les autres. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face prenant appui au sol vient directement reposer sur le sol. 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face prenant appui au sol vient porter sur le sol par l'intermédiaire d'une structure support. 4. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les susdits couples d'arbalétriers (Ai, A'l à A4, A'4) s'étendent dans des plans verticaux. 5. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les susdits éléments d'étanchéité (ES, ES') sont disposés dans les espaces intercalaires compris entre les arbalétriers. 6. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les susdits éléments d'étanchéité (ES, ES') viennent en recouvrement sur les susdits arbalétriers. 7. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque couple d'arbalétriers (Ai, A'l à A4, A'4) est triangulé de façon classique au moyen d'un entrait retroussé (E) reprenant un poinçon (P) et de jambes de force avec contrefiches (C) et éventuellement des jambettes (J) formant un triangle aux deux extrémités des blochets (BL). 8. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les arbalétriers (AR,, AR2) de chaque couple sont de longueurs différentes, le sommet de l'arbalétrier le plus court (AR2) étant articulé sous le rampant de l'arbalétrier le plus long (ARi), à une distance prédéterminée ou par exemple, égale à la longueur dudit arbalétrier le plus court. 9. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que la triangulation de rigidification est obtenue au moyen de deux contrefiches (CF 1, CF2) consistant en des tiges ou câbles équipés de tendeurs (13,14), à savoir : un câble de préférence vertical partant du sommet de l'arbalétrier le plus long (AR,) pour venir se fixer sur un point d'accrochage prévu sur l'arbalétrier le plus court (AR2) et un câble de préférence horizontal reliant les deux arbalétriers (AR,, AR2), de préférence au niveau dudit point d'accrochage. 10. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs couples d'arbalétriers (Ab A'i à A4, A'4) fixés entre eux par des traverses (ET, à ETs-E'Ti à E'T3 - E"TI à E"T3-E'"Ti à E"'T 3) à un écartement prédéterminé de manière à pouvoir insérer dans les intervalles des matériaux de largeur ou longueur standard tels que par exemple des matériaux d'étanchéité et/ou d'isolation thermique (ES) et/ou des matériaux transparents ou translucides (VI à Vs). 11. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant son assemblage à d'autres structures coaxiales. 12. Structure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant son assemblage à d'autres structures similaires ou différentes en position axialement décalée par rapport à cette dernière. 13. Structure selon la revendication 12, caractérisée en ce que seules les parties des faces d'assemblage en recouvrement sont maintenues ouvertes ou équipées de portes pour permettre le passage d'un module à l'autre. 14. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de fixation sur un élément de raccordement angulaire de manière à assurer un assemblage angulaire, notamment à angle droit de deux structures. 15. Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que les susdits arbalétriers (ARI, AR2) de même que les éléments d'étanchéité et/ou d'isolation, y compris les vitrages, présentent des formes incurvées. 16. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arbalétriers (AR'I, AR'2) de chacun des susdits couples sont articulés l'un à l'autre, au voisinage de leurs extrémités, autour d'un axe d'articulation (AX). 17. Structure selon la revendication 16, caractérisée en ce que chaque couple d'arbalétriers (AR'j, AR'2) est rigidifié par une triangulation comprenant un entrait retroussé (EN) reprenant un poinçon (PO) et des contrefiches (CF,, CF2), en ce que le poinçon (PO) est articulé à sa partie supérieure autour de l'axe d'articulation (AX), et en ce que l'entrait (EN) et les contrefiches (CF,, CF2) sont démontables. 18. Structure selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que l'extrémité de l'un des arbalétriers (AR'}) est prolongée par un tenon (TN) destiné à venir se moiser dans une mortaise (MO) prévue dans l'autre arbalétrier (AR'z).