Brevet FR2849881A1 — publié le 20040716

La présente invention concerne le domaine du bâtiment et spécialement l'aménagement de locaux à usage professionnels ou privés. L'invention concerne plus particulièrement la recherche d'une solution aux problèmes d'isolation phonique dans le cadre des structures rapportées à une construction préexistante, par exemple dans le cas de surélévation d'une habitation par aménagement de combles. On sait que la modification des structures supérieures d'une habitation, notamment d'une 10 maison individuelle, en vue de remplacer des combles encombrés de charpentes et notamment de fermettes, par une ossature support laissant le plus souvent subsister la toiture, mais libérant l'espace intérieur compris entre les chevrons et un plan horizontal (correspondant aux entraits de ferme) est une solution courante; cette évolution correspond et répond à un besoin des occupants, besoin lié à l'accroissement de la famille 1 5 comme à la recherche d'un plus grand espace de vie au fur et à mesure de l'élévation du niveau de vie et du pouvoir d'achat. Des techniques ont donc été développées en vue de réaliser au moindre cot et avec le minimum de gène pour les occupants (pouvant rester en place durant le cours des travaux) 20 la dépose des structures anciennes, notamment des fermettes successives, pour faire place à des éléments d'ossature moins nombreux et de résistance mécanique supérieure ce qui permet d'en réduire le nombre. La nouvelle structure porteuse, moins gourmande en occupation d'espace, repose sur les structures inférieures anciennes ou sur des structures verticales rapportées et implantées à cet effet au niveau de l'étage inférieur, en permettant 25 ainsi une grande versatilité d'adaptation. On citera parmi ces techniques le brevet français au nom du demandeur N0 80 21 050 et son certificat d'addition 83 14 465. Avec la mise en place d'un nouvel espace d'habitation en position supérieure, au-dessus d'une maison préexistante apparaît un problème nouveau, qui est celui du confort sonore 30 des habitants. En effet dans la structure antérieure monoétagée, la défense contre les sources de pollution sonore est organisée contre l'extérieur; lorsqu'un nouvel étage est implanté se pose le problème des transmissions (internes à l'entité habitable) de vibrations sonores entre les deux étages superposés; or les structures porteuses et enveloppantes de l'étage supérieur rapporté reposent sur des éléments de l'ossature verticale immergés dans 2 2849881 le volume de l'étage inférieur. On utilise notamment, dans le cadre de la technique décrite aux brevets précités des poteaux métalliques de structure tubulaire, ce qui permet de bénéficier, pour une résistance mécanique maximale et donc une portance élevée, d'un faible encombrement; ces poteaux porteurs de faible section peuvent être insérés dans l'épaisseur des cloisons de l'étage inférieur, par exemple derrière les panneaux de surfaçage du type connu sous la marque Placoplatre, ou encore dans les angles intérieurs de placards. L'utilisation, intéressante sur le plan du rapport portance/dimension, de poteaux tubulaires métallique présente par contre l'inconvénient d'un coefficient élevé de transmission sonore. Il suit que les mouvements et manifestations de vie (parole, musique, chocs, travaux) source d'ondes sonores à un étage se traduisent par des vibrations (dans des longueurs d'ondes audibles) répercutées par les matériaux rigides de l'ossature porteuse d'un étage et qui sont retransmis sur la structure de l'autre étage (inférieur ou supérieur) avec une 1 5 réemission sonore dans le local correspondant; ainsi la superposition des structures, nécessaire à l'implantation d'un nouvel espace mis à la disposition des habitants, se traduit par l'établissement d'un pont de transmission sonore entre les deux structures superposées. Or, comme en matière de transmission par conduction thermique à travers un "pont 20 thermique ", le taux de transmission (ici à effet négatif et parasite) est d'autant plus élevée (pour un matériau d'une conductibilité donnée) que la différence de potentiel entre les deux extrémités du pont est élevée. Cette différence de potentiel sonore se retrouve précisément le plus souvent dans le cas des combles aménagés. Si l'on affecte les nouveaux locaux supérieurs à un espace de vie réservé aux enfants, la source sonore à 25 débit élevé (jeux, musique) se répand au niveau inférieur; si l'on réserve le nouvel étage créé dans les combles à une zone de travail intellectuel, de recueillement et de tranquillité, cette ambiance sera difficilement obtenue, étant affectée et polluée par l'activité familiale ou ménagère et les bruits qu'elle génère nécessairement au niveau inférieur. Ces conditions rendent la création de nouvel espace dans les anciens combles peu satisfaisante 30 et en diminuent l'intérêt malgré les avantages indéniables que cette extension du volume habitable présente pour les ménages. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et a pour objet un procédé et un dispositif visant à supprimer ou réduire jusqu'à un niveau voisin du seuil de perception les transmissions sonores d'un étage à l'autre entre deux structures correspondant à deux étages superposés, notamment dans le cadre d'une application à la création d'un espace de vie dans des combles aménages à cet effet. L'invention concerne donc en premier un procédé d'isolation phonique entre deux étages d'une même habitation, notamment entre un rez-de- chaussée et un étage supérieur aménagé dans les anciens combles sous toiture, le dit étage supérieur comportant une ossature porteuse de structures d'enveloppement tels que parois, plancher, plafond, la dite ossature reposant sur des montants verticaux disposés dans les volumes de l'étage inférieur io et le procédé est caractérisé en ce que l'on interpose aux sommets des dits montants une masse inerte formant coussin intermédiaire et constitué d'un matériau souple ou semirigide à faible coefficient de transmission mécanique des vibrations, comportent deux faces horizontales respectivement inférieure, ou verso, reposant sur le sommet du montant inférieur correspondant, et supérieure, ou recto, formant assise pour le repos d'un élément 15 d'appui appartenant à la dite structure porteuse supérieure. De préférence on dispose au sommet de chacun des montants un plateau rigide bloqué en position horizontale sur le dit montant, on dépose en position horizontale sur le dit plateau un coussin d'amortissement en matériau à faible coefficient de transmission, offrant sa 20 face horizontale supérieure pour la réception de l'embase d'un élément de l'ossature supérieure, que l'on dépose sur cette embase, cette ossature supérieure étant ainsi isolée du montant inférieur et de l'ossature inférieure susceptible de répondre aux vibrations émises au niveau inférieur et arrêtées par la coupure formée par le dit coussinet. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus spécifié et destiné à être interposé entre un montant inférieur disposé à l'étage inférieur et un élément de l'ossature de l'étage supérieur et caractérisé en ce qu'il est constitué a) d'un plateau apte à reposer en position horizontale, au sommet du dit montant et b) d'un matelas formant coussinet apte à être déposé en position de repos horizontale sur le dit plateau, la face supérieure du dit matelas conformant assise pour le repos d'une face d'appui venue d'un élément de l'ossature supérieure. 4 2849881 Facultativement le matelas reposant sur son plateau récepteur est solidarisé par sa face inférieure sur ce plateau par tout moyen approprié, tel que collage, thermocollage ou sertissage Selon un développement de l'invention le plateau est solidaire par sa face inférieure d'une tige verticale perpendiculaire au plan du plateau et plongeant vers le bas, apte à être insérée et immobilisé par emboîtement dans le corps interne de son montant récepteur, formé d'une structure métallique tubulaire, en immobilisant le plateau dans sa position horizontale au sommet du montant. A titre d'exemple le matelas d'amortissement sonore est formé d'une mousse d'une résine élastomère à cellules fermées, le matelas étant d'une épaisseur comprise entre 5 et 20 cm Et le matelas est de préférence de forme quadrangulaire, les dimensions des cotés étant 15 comprises entre 10 et 40 cm. Le dispositif spécifique de l'invention comporte encore avantageusement une platine supérieure reposant sur et solidaire dudit matelas amortisseur ce dernier étant pris en sandwich entre le plateau inférieur et la platine supérieure, le plateau et la platine étant 20 réalisées en tôle d'acier et restant isolés l'un de l'autre par le matelas amortisseur. De préférence le matelas est solidaire par ses deux faces respectivement du dit plateau inférieur et de la platine supérieure par une couche de liant approprié de structure elastomérique. Selon encore un développement, la platine supérieure comporte sur deux bords latéraux opposés des perforations régulièrement espacées et le dispositif comporte encore une console support en forme de cornière, comportant deux faces à angle droit, la face horizontale de cette console comportant sur ses deux bords libres opposés des perforations 30 aptes à venir en concordance avec les perforations prévues sur la platine pour la solidarisation par boulonnage de cette face horizontale sur la platine qui la supporte, avec possibilité d'ajuster le positionnement de la dite console par rapport à la platine. Enfin l'invention concerne un local à étage aménagé selon le procédé cidessus spécifié et comportant le dispositif précédemment décrit D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description 5 qui suit et qui est donnée à titre d'exemple d'une forme de réalisation de l'invention sans caractère limitatif, en se référant aux figures annexées. La figure 1 représente une vue éclatée et en perspective schématisant les éléments composants du dispositif de l'invention. Les Figures 2A, 2B et 2C donnent trois vues en coupe horizontale du dispositif de l'invention selon trois possibilités de mise en oeuvre; les figures 3A, 33B et 3C, disposées en concordance donne les vues en plan du dispositif selon les trois mêmes possibilités. Les figures 4 et 5 représentent deux vues générales selon une coupe transversale de la structure porteuse de combles aménages selon deux versions différentes et mettant en oeuvre le procédé et le dispositif de l'invention Les figures 4 et 5 montrent en pointillé les fermes ou fermettes anciennes, encombrant l'espace des combles selon la construction initiale; ces structures anciennes sont déposées, dans le cadre de la mise en oeuvre de l'invention pour la création d'un espace libre, et remplacées par de nouvelles structures porteuses; parmi ces dernières les poutres longitudinales 2, supportent les éléments supérieurs en traits hachurés, et reposent sur des montants inférieurs I formés notamment de poteaux métalliques tubulaires. 25 Selon les figures 1, 2A, 2B et 2C, on voit le sommet d'un montant I mis en place au niveau du rez-de-chaussée, par exemple dans des angles des pièces, dans les placards ou dans l'épaisseur d'une cloison, derrière un panneau de surfaçage, selon les caractéristiques du brevet précité. Ce poteau est constitué d'un tube métallique de section sensiblement rectangulaire et son sommet la est destiné à supporter un élément de l'ossature horizontale de la pièce ajoutée à l'étage supérieur à partir de l'aménagement de combles, par exemple les poutres 2 support de la structure supérieure. Selon l'invention on dispose au sommet du montant 1 un plateau 3 présentant une face horizontale 3a orientée vers le zénith. Ce plateau est immobilisé sur le sommet du montant par tout moyen approprié; selon l'exemple présenté la face horizontale 3a comporte sur son verso une tige de fixation 4. Notamment le plateau est en feuillard d'acier et la tige de fixation, étalement métallique est soudée sur le recto de la face 3a. L'insertion de la tige 4 dans l'alésage 5, formé par le débouché du poteau tubulaire par sa tranche horizontale supérieure, permet par simple emboîtement à force une mise en place rapide et la fixation du plateau support 3 io immobilisé au sommet du montant récepteur. Comme vu aux figures en plan 3A, 3B et 3C, la tige 4 peut s'ajuster en position le long de l'alésage oblong 5, permettant une adaptation lors de la mise en place. Ce plateau 3 est appelé à supporter la poutre horizontale 2 appartenant à la structure porteuse de l'étage supérieur aménagé. Cette poutre peut être par exemple un élément supportant le plancher supérieur; dans ces conditions les vibrations liées par exemple aux pas des occupants de l'étage supérieur engendrées au niveau de la poutre 2 risquent de se transmettre mécaniquement au montant inférieur 1, entrant en résonance et reémettant ces 20 vibrations sonores au niveau de la pièce inférieure ou rez-de-chaussée. Selon l'invention on interpose entre le plateau support 3 et la face d'appui de la poutre 2 un matelas en matériau amortisseur, par exemple une mousse d'élastomère; ce matelas ou coussinet 7 peut être posé étant immobilisé par le poids de la poutre 2 en assise: mais en 25 variante et pour simplifier la pose, le matelas 7 sera solidarisé sur le plateau par exemple par collage au moyen d'une couche de colle appropriée notamment de nature souple par exemple à base d'une résine élastomère. Selon un développement avantageux tel que représenté aux figures, le matelas amortisseur 30 7 supporte à son tour une platine 8; le matelas 7 étant pris en sandwich et contrecollé entre le plateau inférieur 3 et la platine supérieure 8. L'ensemble formé par la tige d'immobilisation 4, le plateau 3, le matelas amortisseur 7 et la platine supérieure 8 constituant un tout solidaire et homogène assemblé en usine prêt à être mis en place sur le chantier au sommet de chacun des poteaux ou montants 1. Pour aider à la mise en place et à l'immobilisation l'invention prévoit, en complétant le dispositif nouveau, une console support 9 formant cornière et dont les deux faces à angle droit constituent assise de repos 9a et butée latérale 9b pour la poutre 2 Selon les cas le dispositif pourra supporter des poutres d'épaisseurs variables, auxquelles il est prévu pour s'adapter, comme vu sur les figures 2A, 2B et 2C. Dans tous les cas illustrés sur ces figures, les trois poutres d'épaisseurs différentes, étant constituées de la juxtaposition et du jumelage de lambourdes modulaires en nombre adapté à chaque cas, ou encore d'éléments longitudinaux lamellés collés, viennent prendre place sur le dispositif de 10 supportage. La face inférieure de la poutre 2 repose sur la face horizontale 9a de la console 9, la joue 2b de la poutre étant en appui sur la face verticale 9b. La fixation de la poutre sur la console peut se faire par la face latérale 9 b de cette console recevant l'appui de la joue latérale 2a de la poutre 2; cette joue pouvant être solidarisée 1 5 contre sa face d'appui 9b par exemple par vissage à travers les orifices 9c prévus à cet effet. La face horizontale 9a de la console comporte de son coté des orifices 9d disposés sur les bords opposés 9 e et 9f; ces orifices sont régulièrement espacés et sont prévus pour pouvoir venir en concordance avec les orifices 8a disposés sur les bords opposés de la platine 8. Comme on le voit sur les figures 2A, 2B et 2C le positionnement de la face horizontale 9a de la console 9 sur la platine 8 peut être ajusté en fonction de l'épaisseur de la poutre reçue, de façon que le centre de gravité de la poutre vienne sensiblement dans le plan de l'axe médian M du poteau 1, assurant un bon équilibrage de l'ensemble. Les perforations respectivement de la face 9a de la console 9 et de la platine 8 étant amenées en concordance, selon le positionnement voulu pour la poutre par rapport au poteau porteur, ces deux pièces superposées peuvent être solidarisées par boulons. Ainsi les vibrations sonores supérieures aboutissent à la platine 8 et viennent se perdre dans le matelas amortisseur 7 lequel étouffe ces vibrations et s'oppose à leur transmission au montant inférieur I; de même et inversement les vibrations provenant de chocs, mouvements, bruits de vie (voix, musique, pas) au niveau de l'étage inférieur ou rez- dechaussée et reçues par le montant 1 sont stoppées par ce matelas 7 et ne peuvent être transmises à l'ossature supérieure via la poutre 2. 8 2849881 Ainsi l'invention permet d'obtenir une bonne isolation phonique et une coupure dans la transmission des vibrations à effet sonore entre les deux étages superposés; l'invention procure ainsi une sensible amélioration dans le confort de vie attaché à l'agrandissement du nid familial; cet accroissement d'espace permettant des activités séparées sans gêne pour les occupants de l'étage voisin. La description qui précède n'a été donnée qua titre d'exemple non limitatif et l'on pourra sans sortir des limites de l'invention réaliser diverses variantes et formes de réalisation. 10 REVENDICATIONS 1- Procédé d'isolation phonique entre deux étages d'une même habitation, notamment 5 entre un rez-de-chaussée et un étage supérieur aménagé dans les anciens combles sous toiture, le dit étage supérieur comportant une ossature porteuse des structures d'enveloppement tels que parois, plancher, plafond, la dite ossature reposant sur des montants verticaux disposés dans les volumes de l'étage inférieur et le procédé est caractérisé en ce que l'on interpose aux sommets des dits montants (1) une masse inerte 10 formant coussin intermédiaire (7) et constitué d'un matériau souple ou semi-rigide à faible coefficient de transmission mécanique des vibrations, comportent deux faces horizontales respectivement une face verso inférieure reposant sur le sommet du montant (1) inférieur correspondant, et une face recto supérieure (7a) formant assise pour le repos d'un élément appartenant à la dite structure porteuse supérieure. 15 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on dispose au sommet de chacun des montants (1) un plateau rigide (3) bloqué en position horizontale sur le dit montant, on dépose en position horizontale sur le dit plateau le dit coussin d'amortissement (7) en matériau à faible coefficient de transmission des vibrations, offrant 20 sa face horizontale supérieure (7a) ou recto pour la réception de l'embase d'un élément de l'ossature supérieure (2) cette ossature supérieure étant ainsi isolée du montant inférieur et de l'ossature inférieure susceptible de répondre aux vibrations émises au niveau inférieur et arrêtées par la coupure formée par le dit coussinet (7) 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1, ou 2 cidessus et destiné à être interposé entre le sommet d'un montant inférieur (1) disposé à l'étage inférieur et une face d'appui formant embase de repos pour un élément (2) de l'ossature de l'étage supérieur, caractérisé en ce qu'il est constitué a) d'un plateau (3) apte à reposer en position horizontale au sommet du dit montant (1) et b) d'un matelas formant coussinet (7) apte à être déposé en position de repos horizontale sur le dit plateau, la face supérieure (7a) du dit matelas conformant assise pour le repos de la dite face d'appui venue d'un élément de l'ossature supérieure. l0 2849881 4 - Dispositif selon la revendication 3 et caractérisé en ce que le matelas amortisseur (7) reposant sur son plateau (3) récepteur est solidarisé par sa face inférieure ou verso sur ce plateau par tout moyen approprié, tel que collage. 5 - Dispositif selon la revendication 3 et caractérisé en ce que le plateau (3) est solidaire par sa face inférieure, formant son verso, d'une tige verticale (4) perpendiculaire au plan du plateau et plongeant vers le bas, apte à être insérée et immobilisée par emboîtement à force, dans un alésage (5) prévu sur la tranche horizontale supérieure du montant ( 1), en immobilisant le plateau dans sa position horizontale au sommet du montant. 10 6 - Dispositif selon l'une des revendications 3, 4 ou 5 et caractérisé en ce qu'il comporte encore une platine supérieure (8) reposant sur et solidaire dudit matelas amortisseur (7) ce dernier étant pris en sandwich entre le plateau inférieur (3) et la platine supérieure, et étant solidarisé par collage et par ses deux faces respectivement sur le plateau inférieur (3) et sur 1 5 la platine supérieure (8), le plateau et la platine étant réalisées en tôle d'acier et restant reliés tout en étant isolés l'un de l'autre par le dit matelas amortisseur qui les réunit.. 7 - Dispositif selon la revendication 4 et caractérisé en ce que le matelas (7) d'amortissement sonore est formé d'une mousse d'une résine élastomère à cellules 20 fermées, le matelas étant d'une épaisseur comprise entre 5 et 20 cm. 8 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la platine supérieure (8) comporte sur deux bords latéraux opposés des perforations (8a) régulièrement espacées et le dispositif comporte encore une console support (9) en forme de cornière apte à être 25 positionnée sur la dite platine et comportant deux faces à angle droit, la face horizontale (9a) de cette console comportant sur ses deux bords libres opposés (9 e, 9f) des perforations (9d) aptes à venir en concordance avec les perforations (8a) prévues sur la platine (8) pour la solidarisation par boulonnage de cette face horizontale (9a) sur la platine qui la supporte, avec possibilité d'ajuster le positionnement de la dite console par rapport à 30 la platine. 9- Dispositif selon la revendication 8 et cartactérisé en ce que la face verticale (9b)de la console comporte des perforations permettant le passage d'un moyen de fixation, tel que vis, sur la joue latérale 2b de la poutre venant en appui sur la paroi interne de la dite face. il - Local à étage aménagé et caractérisé en ce qu'il est réalisé selon le procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2 et qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications 3 à 9