Brevet FR2858344A1 — publié le 20050204

La présente invention concerne un bloc de paroi et une paroi bio climatique de bâtiment comportant un tel bloc de paroi. L'art du bâti traditionnel a toujours tourné autour de la recherche d'une enveloppe intégrant les données environnementales de manière telle qu'elles influent favorablement sur la qualité de vie des occupants. Les dernières décennies ont vu apparaître dans cette problématique des données d'exigence externes à la qualité de vie propre à chaque habitant et, dans ce cadre, les isolations ont pris une part considérable dans la mise en oeuvre des enveloppes. On constate aujourd'hui que les effets induits de cette pratique apparaissent globalement au niveau du confort thermique interne, comme étant négatifs et ce en raison de la modification générée sur l'effet régulateur de l'inertie thermique des enveloppes. L'observation précédente est particulièrement pertinente pour ce qui 15 concerne les isolations thermiques posées à l'intérieur des locaux qui, ainsi privées de la régulation naturelle générée par l'inertie thermique, réagissent comme des bouteilles thermos favorisant les surchauffes en hiver et surtout en période estivale. Le principe retenu pour redonner naturellement vie aux qualités évoquées 20 ci-dessus est simple, sans accroissement des coûts et de plus d'une fiabilité à vie de construction. Le présent inventeur a déjà inventé un élément de paroi divulgué dans les documents FR-2 367 887 et FR 2 703 378. Ces éléments de paroi, définissant des circulations d'air, sont mis en oeuvre sur une paroi sur laquelle ils viennent se 25 surajouter et dont ils sont complémentaires. Ils comportent ainsi une structure multicouche complexe. La présente invention à pour but de fournir un bloc de paroi bio climatique ne reproduisant pas les inconvénients susmentionnés. La présente invention a notamment pour but de fournir un bloc de paroi 30 simple et peu coûteux à fabriquer et à assembler. 2 2858344 La présente invention a donc pour objet un bloc de paroi destiné à être mis en oeuvre dans un bâtiment, ledit bloc de paroi comportant au moins un passage d'air pour permettre le passage d'un flux d'air en provenance de l'extérieur de la paroi et débouchant à l'intérieur du bâtiment, ledit bloc de paroi étant réalisé d'une seule pièce monobloc. Avantageusement, ledit bloc comporte des tenons et mortaises latéraux permettant un montage à sec. Avantageusement, chaque passage d'air est vertical dans la position d'assemblage dudit bloc de paroi. Avantageusement, ledit bloc est réalisé par la technique du moulé pressé, par extrusion ou par moulage. Avantageusement, ledit bloc est réalisé en béton ou en terre cuite. Avantageusement, ledit bloc comporte quatre passages d'air verticaux. La présente invention a aussi pour objet une paroi bio climatique d'un 15 bâtiment comportant au moins un passage d'air pour permettre le passage d'un flux d'air en provenance de l'extérieur de la paroi et débouchant à l'intérieur du bâtiment, ladite paroi comporte des blocs de paroi tels que décrits ci-dessus. Avantageusement, la paroi est verticale pour former une façade, ou horizontale pour former un plancher. Avantageusement, la paroi est montée à sec par emmanchement des blocs par tenons et mortaises. Avantageusement, ladite paroi agit comme capteur solaire et/ou récupère une partie des déperditions thermiques s'échappant du local dont elle forme l'enveloppe et/ou rafraîchit les locaux en périodes chaudes et/ou réalise une 25 bonne isolation phonique et/ou supprime l'humidité et le développement microbien. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à partir de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation avantageux de celle-ci, faite en référence aux dessins joints, 30 donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels: 3 2858344 - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un bloc de paroi selon un mode de réalisation avantageux de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un élément de capot bas selon un mode de réalisation avantageux de l'invention; - la figure 3a est une vue schématique en perspective d'un élément d'angle selon un mode de réalisation avantageux de l'invention; - les figures 3b, 3c et 3d sont des vues schématiques en perspective respectivement d'un capot haut d'angle, d'un élément d'angle modifié et d'un capot bas d'angle; - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'une paroi réalisée avec les blocs de paroi de la figure 1 montés en quinconces, et - la figure 5 est un schéma du principe de fonctionnement d'une paroi bio climatique selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention. En référence d'abord à la figure 5, la présente invention prévoit de pratiquer dans la paroi une ou plusieurs lames d'air conçues de telle sorte que l'air entrant puisse y circuler sur toute la hauteur de la paroi en intéressant la plus grande superficie faciale, et être diffusé à l'intérieur des locaux. Ce faisant, les lames d'air permettent: a d'activer l'inertie de la masse de la paroi, tel un accumulateur dynamique, restituant les calories ou frigories (fraîcheur de nuit) en fonction et au plus proche des besoins, * de se comporter comme des échangeurs thermiques recueillant la chaleur solaire reçue sur les façades ainsi qu'une partie des 25 déperditions et restituant ces calories soit directement, soit en chargeant, pour une restitution différée en fonction des besoins internes, la masse accumulatrice de la paroi. Pour assurer une circulation continue de l'air, depuis la partie extérieure vers l'introduction dans les locaux, il est prévu d'adjoindre en partie basse et 30 haute de la paroi des blocs ou éléments dits capot de retournement . Nous verrons ultérieurement qu'ils peuvent être de trois types. Eventuellement, et bien que cela ne soit pas propre à la nécessaire innovation, on peut prévoir une isolation d'about de dalle assurant une qualité de tenue de façade et surtout un arrêt efficace des déperditions particulièrement importantes en cet endroit. Ainsi constituées, les parois agissent alors, et ce naturellement, vis-àvis de la thermique des locaux, comme autant d'échangeurs qu'il y a de lames d'air recueillant préférentiellement pour la lame extérieure les calories solaires, faisant de ces constructions les premières à être naturellement solaires, et pour les autres une partie des déperditions s'échappant des locaux. 1 o La circulation d'air est de préférence assurée, ainsi qu'il est d'usage, par la ventilation mécanique contrôlée , gérant le débit de renouvellement d'air des locaux. Dans les régions où les conditions climatiques le requièrent (climat tempéré, continental,...) on peut prévoir éventuellement des isolations 15 thermiques complémentaires de l'enveloppe, qui seront préférentiellement du type dynamique afin d'ajouter naturellement une ou plusieurs lames accroissant ainsi les performances propres à la paroi bio climatique objet de la présente invention. L'effet dynamique propre aux parois bio climatiques, résultant des mêmes 20 phénomènes physiques, est similaire à celui observé lors de la mise en oeuvre des isolations dynamiques, il est ainsi possible, objectivement, de valider, au même titre, les performances pouvant normalement être attribuées aux paroi de ce nouveau type, à savoir, réduction des besoins énergétiques (consommation) de l'ordre de 18% 25 obtenue, naturellement, par moitié par la captation solaire et pour l'autre moitié par la récupération effectuée sur les déperditions. * rafraîchissement naturel des locaux en été de plusieurs degrés par rapport à l'extérieur, * excellente qualité acoustique vis-à-vis des bruits extérieurs, * l'air transitant ne peut conformément aux principes physiques, atteindre le point de rosée, et par suite est toujours sec. Il ne peut donc 2858344 servir de base à une culture mycologique et par suite assurer au moins sur ce plan la salubrité de l'air entrant dans les locaux. De plus, ce phénomène physique garantit des parois non humides et par suite toujours saines et fiables. s La présente invention s'applique à tout types de parois et matériaux utilisés, réalisés à partir d'éléments monoblocs. A titre indicatif, et sans que cela soit limitatif, sont ainsi concernés les petits composants de type bloc comme les parpaings en béton ou autres, les briques terre cuite, les briques hauteur d'étage, les parois coulées sur place ou préfabriquées qu'elles soient de façade ou de 10 plancher, etc.... Les figures 1 à 4 montrent un mode de réalisation avantageux, comportant des blocs ou éléments de paroi dits intégral , avec tenons et mortaises latéraux permettant un montage à sec et par suite d'une part une simplification de mise en oeuvre et d'autre part la possibilité de récupération et de 15 réutilisation des blocs suite à une déconstruction. Avantageusement, la finition de ces blocs permet d'assurer un aspect de façade suffisamment correct pour ne pas avoir à les reprendre mis à part une couche de peinture. En variante, afin de pouvoir utiliser au plus près les blocs actuellement 20 présents sur le marché, on peut aussi utiliser des blocs dits intermédiaires , n'entraînant que de légères modifications des petits composants actuels réalisés selon une fabrication dite moulée pressée. Afin de répondre aux exigences de la présente invention, ce type de bloc exige, ainsi que nous le verrons dans la description qui va suivre, la mise en place, en cour de mise en oeuvre, 25 d'accessoires spécifiques afin d'éviter toutes erreurs de mise en oeuvre. On remarquera à ce propos que si l'une ou l'autre de ces erreurs rendant impossible la circulation d'air, venaient à survenir, la paroi se comporterait à l'identique de celles existantes actuellement c'est-à-dire répondant aux normes de sécurité sans comporter les avantages naturels présentés par la présente 30 innovation. 6 2858344 Avantageusement, l'entrée d'air extérieure se fait en partie basse de la paroi et ce afin de pouvoir bénéficier de l'effet de cheminée provoqué par l'échauffement solaire de la façade. Selon l'invention, le bloc de paroi 1 comporte au moins un passage d'air 5 2, aussi appelé alvéole. Les alvéoles sont de type traversant, de haut en bas, du bloc. Les alvéoles centrales, si elles existent, sont normalement bouchées afin d'accroître la partie massique du bloc et par suite améliorer l'inertie globale de la paroi. Le nombre d'alvéoles peut varier, par exemple quatre, avec de préférence 10 la possibilité de garder lors d'un montage en quinconce une libre circulation verticale de l'air, ainsi que le montre la figure 4. La figure 1 est représentative du bloc dit intégral. Ce bloc est en principe réalisé en béton. Il n'est pourtant pas exclu, par exemple, pour des raisons de fabrication qu'il puisse être réalisé en un autre 15 matériau, par exemple en terre cuite, en monolithe ou plus généralement en tout matériau utilisé en matière constructive pour réaliser des parois, porteuses ou non, étant entendu que ce dernier devra pouvoir respecter tous les éléments du cahier des charges relatif à l'édification des parois de façade. Ce bloc intégral se caractérise par le fait qu'il se monte à sec par le biais 20 du principe tenons 3 et mortaises 4. La fabrication, de ce fait, doit être réalisée avec une finition et une planéité supérieure à celle obtenue actuellement par la technique du moulé pressé, ce qui conduit au recours à des machines spécifiques, par exemple de type américain . Par ailleurs, pour des raisons de poids et, par suite de facilité de montage, les blocs auront une longueur préférentielle de 400 mm. Par ailleurs, afin d'obtenir une hauteur globale de cloison de 2,5 m, les blocs auront une hauteur préférentielle de 200 mm. Les tenons 3 seront préférentiellement de 15 mm d'épaisseur par 12 mm 30 de largeur et disposés en partie médiane d'une face principale et d'une face 7 2858344 latérale. Les mortaises 4, de même dimension seront disposées, également en partie médiane, sur les deux faces restantes. La figure 4 est représentative des circulations d'air dans le cadre du montage des blocs intégraux en quinconce. La figure 2 montre le capot bas 10 du bloc intégral 1. Ce capot bas est réalisé en béton coulé ou éventuellement en matériau répondant aux normes constructives. D'une hauteur préférentielle de 40 mm et d'une longueur équivalente au bloc, il présente deux canaux 12 pratiqués transversalement destinés au passage l0 directionnel de l'air en provenance de la paroi. Il présente également, en partie centrale, des bossages constituant les tenons qui viendront, au montage, s'introduire dans les mortaises du bloc inférieur positionnant et ancrant naturellement ce dernier. Sur les parois des canaux sont réalisées de préférence des mortaises 15 15 dans lesquelles viendront s'introduire des barrettes A disposées conformément au dispositif de retournement d'air adopté. Dans le cas où le bloc de retournement ne présenterait pas de mortaises, les barrettes peuvent être posées en position requise par exemple par collage. Enfin, en vue de réaliser un montage de qualité, il est avantageusement 20 pratiqué, en position médiane des faces latérales, un tenon 13 sur l'une d'entre elles et une mortaise 14 de même dimension sur l'autre. Avantageusement également, la partie inférieure du capot pourra être dotée d'une mortaise dans laquelle pourra venir s'encastrer le tenon d'une bande d'élastomère posée sur la dalle permettant une meilleure réponse acoustique de 25 la paroi ainsi que de s'inscrire dans une précaution para sismique. Un capot haut (non représenté) d'une paroi réalisée à partir de blocs intégraux est similaire au capot bas décrit ci-dessus. Tout comme pour le capot inférieur, il est réalisé en béton ou tout autre matériau convenant mécaniquement à la résistance de la paroi. On y retrouve comme pour le capot bas les canaux de circulation d'air, cependant le capot diffère par le fait que dans la partie médiane, les tenons 8 2858344 deviennent des mortaises. Avantageusement, on retrouve également, sur les faces latérales des canaux, des mortaises dans lesquelles viennent se glisser les barrettes. Tout comme pour le capot inférieur, la partie supérieure pourra présenter 5 dans sa partie médiane une mortaise dans laquelle pourra s'insérer le tenon d'une mortaise d'une bande d'élastomère fixée en sous face de la paroi horizontale, permettant ainsi de caler verticalement le mur tout en améliorant la capacité acoustique de la paroi. Les figures 3a à 3d sont représentatives des blocs d'angles 20 spécifiques 10 au type de montage à sec des blocs du type intégral . Ces blocs sont réalisés en béton ou autres matériaux adaptés, par exemple la terre cuite. Ils se présentent sous forme préférentiellement cubique, au centre duquel se situe une alvéole traversante 22, qui après ferraillage sera remplie de béton. Ces façades présentent en partie centrale verticale des mortaises 24 et des tenons 23 qui viendront s'encastrer, au montage, avec ceux pratiqués sur les blocs de paroi. Sous la partie inférieure sera disposée un bloc de capot bas 30, représenté sur la figure 3d, de cotes longitudinales équivalentes à celles du bloc d'angle 20 et 20 de hauteur concordante à celle du capot bas 10 de fermeture inférieure. Sa partie supérieure comporte quatre tenons correspondants aux mortaises de la partie inférieure du bloc d'angle, les deux destinés à être assemblés au montage. De même, sur la face supérieure du bloc d'angle 20, sera disposé un bloc 25 de capot haut 40 de même cotes longitudinales et pour sa hauteur identique à celle du capot haut de fermeture des blocs constitutifs de la paroi. Les blocs supérieurs et inférieurs comportent latéralement en partie médiane, des tenons 33, 43 et mortaises 34, 44 correspondants à ceux 24 du bloc d'angle 20. Pour des raisons matérielles, par exemple lorsque le montage d'une paroi ne permet pas un coulage du béton en partie haute, le bloc d'angle utilisé peut 9 2858344 laisser ouvert le côté non nervuré comme représenté sur la figure 3c, permettant ainsi de procéder au ferraillage et au coulage après coffrage. En variante on pourrait également utiliser des blocs du type intermédiaire , à alvéoles traversantes, sans tenons ni mortaises. Il sera alors fait usage au montage d'un accessoire tubulaire venant s'appuyer sur une des ailes intérieures du bloc et servant de parement au coulage du béton dans les parties restantes. Afin d'éviter les introductions de béton dans les alvéoles, on peut prévoir pendant la période de coulage de protéger le haut de la tubulure ci-dessus par un 10 couvercle. On peut également prévoir d'introduire dans le capot inférieur un tiroir permettant, tel un cendrier, de récupérer les coulures accidentelles de béton lors de l'édification de la paroi. Ci-après sera décrit le montage des parois réalisé en blocs bio climatiques. Les murs sont posés sur des soubassements traditionnels conformes aux 15 prescriptions techniques. Après mise en place d'une mince couche de bain de mortier (environ 0,3 cm) , ou d'une bande de résilient, avec mortaise centrale, fixée au sol sont posés les capots de fermeture inférieure en partant d'un bloc d'angle. Le rattrapage dimensionnel éventuel sera réalisé suivant le type de bloc concerné (voir ci20 dessous). Une mise à niveau très soignée de ces capots est requise afin d'assurer la qualité de verticalité finale de la paroi. Mise en ceuvre des blocs du type intermédiaire : Après la mise en place des capots inférieurs, la mise en oeuvre des blocs 25 se fait conformément aux impératifs définis par l'avis technique correspondant aux blocs utilisés. Il en est notamment ainsi des blocs d'angles et de l'aménagement des points particuliers de type fenêtre, porte, etc.... Toutefois, des prescriptions particulières visant la qualité de la libre circulation d'air au sein de la paroi doivent être respectées. Au niveau du capot inférieur sont mises en place les barrettes de fermeture de passage transversal d'air, suivant les impératifs résultants de la 10e 2858344 circulation de l'air souhaitée. Il est évident que tout manquement ou erreur vis-àvis de cette obligation qui ne pourra être rectifiée ultérieurement serait particulièrement dommageable à la qualité des résultats attendus par cette innovation. Par ailleurs et d'une manière générale, un soin tout particulier devra être observé lors de la mise en oeuvre du mortier à maçonner et ce afin que des coulures ou agglomérats ne viennent obstruer les canaux de retournement d'air situés en partie inférieure. Pour éviter ce problème important pour la bonne marche de la cloison, 10 deux solutions seront adoptées: Mise en place sur les alvéoles, préalablement à l'épandage du mortier d'un couvercle provisoire, retiré au moment de la pose du rang suivant. * Mise en place au niveau du capot inférieur, dans les canaux traversant 15 et venant s'appuyer sur les barrettes lisses en place, de tiroirs permettant, en fin de montage de récupérer les éventuels débordement de mortier. Bien évidemment ces tiroirs devront être retirés en fin de montage et pour ne pas omettre de le faire, ces tiroirs dépasseront de deux 20 centimètre le nu de la cloison. Après montage de douze rangs de blocs, est posé, après mise en place des barrettes conformément au plan de circulation d'air souhaité, le capot de fermeture supérieur. Les points singuliers tels, le rattrapage des cotes, la mise en oeuvre des 25 tableaux de baie etc...., seront traités conformément aux prescriptions de l'avis technique concerné, en s'assurant que la circulation d'air dans les parois est correctement assurée. * Mise en oeuvre des blocs du type intégral : Une fois les capots inférieurs mis en place, correctement réglés 30 horizontalement et munis des barrettes directionnelles d'air conformément au cheminement souhaité de l'air dans la paroi, les blocs sont posés, à sec, par rangs ilh 2858344 successifs, les tenons inférieurs étant introduits dans les mortaises du lit précédent. La pose s'effectuera en partant d'un bloc d'angle vers l'angle opposé. En cas de dimensionnement non adapté, on rattrapera la différence soit par un bloc 5 d'angle supplémentaire équivalent d'un demi bloc, le solde éventuellement restant étant comblé par la mise en oeuvre de cales de rattrapage d'épaisseur adéquate. On pourra également procéder par coulage après coffrage de l'espace à combler. Lors de la mise en oeuvre de ces ajouts, il est important de s'assurer de la 10 continuité du passage d'air vertical dans les parties attenantes de la paroi. Les angles seront de préférence réalisés avec les blocs prévus à cet effet et devront comporter de préférence au minimum deux armatures verticales HA10. Les tableaux de baies ou de portes, seront réalisés, latéralement, de préférence avec les blocs d'angle et horizontalement à l'aide des capots de 15 fermeture. Un coffrage de type mannequin pourra être utilisé, le béton de remplissage assurant la réalisation du tableau en fonction des recommandations du fenêtrier. En cas de portée mécaniquement trop importante, on pourra inclure dans la paroi un poteau d'angle porteur. Mise en oeuvre de blocs en terre cuite et de blocs hauteur d'étage: Le processus de mise en oeuvre est identique à celui exposé précédemment pour ce qui concerne les blocs de béton. A savoir: * Pose des capots, d'abord inférieurs puis supérieurs, de retournement d'air, d'un concept identique avec mise en place des 25 barrettes transversales directionnelles du flux d'air, Pose des blocs à partir d'un bloc d'angle de même concept, en veillant à garder la libre circulation d'air verticale, que le montage soit direct, en quinconce ou autre, etc... * Mise en oeuvre de l'isolation thermique (optionnel): 12 2858344 Dans les zones climatiques tempérées et chaque fois que les besoins climatiques hivernaux le requiert, il est utile de calculer les besoins d'une isolation thermique complémentaire, en rappelant que ces besoins s'amenuisent et peuvent devenir nuls en fonction des récupérations thermiques effectuées dans 5 la paroi, ce qui correspond au nombre de lames d'air, ou, échangeurs, réalisés au sein de l'enveloppe bio climatique. A l'évidence, il est donc souhaitable d'ajouter à la paroi échangeuse, des isolations dynamiques à deux lames d'air et bien évidemment faire en sorte que entrées, circulation et sortie d'air soient harmonieusement adaptées. On notera en particulier que les entrées et sorties d'air devraient, d'une part, être telles qu'elles permettent un renouvellement d'air des locaux au moins égale à un demi volume heure et que, d'autre part, un maximum linéique de paroi soit concerné afin que les surfaces intéressées des parois et par suite des échangeurs soient maximales. Cette isolation thermique sera préférentiellement de type dynamique. A titre purement indicatif, il est bon de préciser: * Mise en ceuvre de l'isolation par l'extérieur: * La partie inférieure sera protégée des infiltrations d'eau pluviale par un capot. * La hauteur des plaques d'isolant dynamique vendues sur le marché étant de 1200 mm, il y aura lieu de prévoir en partie inférieure une bande de complémentarité prélevée par sciage sur une plaque de même nature. De même en partie haute sera disposée une bande dite de retournement, prise également par sciage sur une plaque de 25 même nature Mise en oeuvre de l'isolation par l'intérieur: Elle se réalise de manière symétrique à la précédente. A savoir En partie basse pose de la bande de retournement, * En partie intermédiaire pose de plaques d'isolant de hauteur de 30 1200 mm, 13 2858344 * En partie supérieure pose d'une bande de complémentarité et finalement d'une bande d'isolant plein évitant les fuites d'air. Bien que la présente invention a été décrite en référence à des modes de réalisation avantageux de celle-ci, il est entendu qu'elle n'est pas limitée à ceux5 ci. Au contraire, l'homme du métier peut y apporter toute modifications utiles sans sortir du cadre de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées. 14 2858344 Revendications 1.- Bloc de paroi (1) destiné à être mis en oeuvre dans un bâtiment, ledit bloc de paroi (1) comportant au moins un passage d'air (2) pour permettre le passage d'un flux d'air en provenance de l'extérieur de la paroi et débouchant à l'intérieur du bâtiment, caractérisé en ce que ledit bloc de paroi (1) est réalisé d'une seule pièce monobloc. 2.- Bloc de paroi selon la revendication 1, dans lequel ledit bloc (1) comporte des tenons (3) et mortaises (4) latéraux permettant un montage à sec. 3.- Bloc selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque passage 10 d'air est vertical dans la position d'assemblage dudit bloc de paroi. 4.- Bloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit bloc est réalisé par la technique du moulé pressé, par extrusion ou par moulage. 5.- Bloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 15 lequel ledit bloc est réalisé en béton ou en terre cuite. 6.- Bloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant quatre passages d'air verticaux. 7.- Paroi bio climatique d'un bâtiment comportant au moins un passage d'air pour permettre le passage d'un flux d'air en provenance de 20 l'extérieur de la paroi et débouchant à l'intérieur du bâtiment, caractérisé en ce que ladite paroi comporte des blocs de paroi selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8.- Paroi selon la revendication 7, dans laquelle la paroi est verticale pour former une façade, ou horizontale pour former un plancher. 9.- Paroi selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle la paroi est montée à sec par emmanchement des blocs par tenons et mortaises. 10.- Paroi selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle ladite paroi agit comme capteur solaire et/ou récupère une partie des déperditions thermiques s'échappant du local dont elle forme 30 l'enveloppe et/ou rafraîchit les locaux en périodes chaudes et/ou réalise une bonne isolation phonique et/ou supprime l'humidité et le développement microbien. * * *