Brevet FR2857391A1 — publié le 20050114

PANNEAU ET SA FABRICATION La présente invention a pour objet un panneau apte à être utilisé pour la fabrication d'une 5 structure défroissant un volume modulaire creux et autoportant. Le panneau suivant l'invention est un panneau perfectionné du panneau enseigné dans WO97/38179 ( correspondant à la demande européenne 97916276. 5). Le contenu de cette demande est incorporé dans le présent mémoire par référence. Le panneau suivant l'invention est une solution au problème des dégats occasionnés par les intempéries aux parois extérieures de recouvrement (en béton) attachées aux murs ou à la structure d'édifices. Lors de de sévères intempéries, ces parois extérieures peuvent se détacher partiellement ou complétement voire se casser. Dans ce cas, il est nécessaire de remplacer toute la paroi extérieure. La présente invention a pour objet un panneau dont le voile en béton extérieur est ancré en un nombre important de points d'attache, de sorte que le risque qu'un morceau du voile extérieur se détache est quasi nul. De plus, dans une application particulière, l'utilisation supplémentaire d'une couche défroissant ou formant des volumes remplis d'air assure une bonne ventilation, une isolation thermique, et un amortissement de chocs ou vibrations, par exemple dus au vent. De plus également et de manière très avantageuse, le voile extérieur, selon l'invention, inclut des méthodes de fabrication qui permettent de traiter le voile en imitation de matériau traditionnel telles que des briques et des pierres séparées par des joints. Le panneau en béton suivant l'invention présente une paroi plane (2) pour une structure, 30 ce panneau étant constitué d'un ensemble en béton formé par: É Quatre poutres en béton (4) défroissant un cadre, par exemple carré ou rectangulaire, les dites poutres étant avantageusement parallèles entre elles deux à deux et présentant chacune une première face (5) formant une partie de la paroi plane (2) du panneau, une deuxième face (6) opposée à la première face (5), une face latérale intérieure (7) tournée vers une autre poutre, et une face latérale extérieure (8) qui est opposée à la face latérale intérieure (7) ; É Au moins deux traverses ou nervures ou nervures (9) en béton s'étendant entre deux poutres (4) (avantageusement parallèles entre elles) et présentant chacune une première face (10) formant une partie de la paroi plane (2) du panneau (1), une deuxième face (11) opposée à la première face (10), une face latérale (12) tournée vers une traverse ou nervure (9) adjacente et une face (13) opposée à ladite face latérale (12) ; É Entre les traverses ou nervures (9) et/ou les poutres (4), au voisinage de leur première face (5,10), un voile de béton d'une épaisseur (E) inférieure à 40mm, avantageusement inférieure à 30mm, ce voile (14) de béton formant avec lesdites premières faces (5,10) des traverses ou nervures et des poutres la paroi plane (2) du panneau (1), des cuvettes étant ainsi définies entre les traverses ou nervures et poutres, le fond desdites cuvettes étant formé par la paroi plane (2) du panneau (1), lesdites cuvettes étant remplies de matière isolante (17). É Au moins une lambourde (18) pour chaque poutre, la ou lesdites lambourdes de chaque poutre étant portées par la deuxième face (6) de la poutre; É Au moins une lambourde (18) pour la majorité des traverses ou nervures (9), la ou lesdites lambourdes d'une traverse ou nervure (9) étant portées par la deuxième face 20 (11) de la traverse ou nervure (9) ; É Une couche (50) définissant un ou des volumes ou chambres remplis de gaz et recouvrant au moins les lambourdes (18,21) et lescûvettes remplies de matière isolante (17) ; É Une voile mince en béton (51) recouvrant la couche définissant un ou des volumes 25 remplis de gaz (50) ; É Une série d'inserts mécaniques (52) traversant au moins la couche défroissant un ou des volumes remplis de gaz, au moins pour une partie des inserts, l'insert s'étendant entre, d'une part, le voile (51) mince recouvrant les lambourdes et les éléments en matière isolante (17), et d'autre part, au moins une poutre (4) et/ou une ou des traverses ou nervures (9) ; É Avantageusement des tirants (19) reliant deux poutres (4A,4B) parallèles entre elles (4) à des traverses ou nervures (9) ;et É Avantageusement au moins une douille filetée (20) pour chaque tirant (19) reliant une poutre (4) à une traverse ou nervure (9), ladite douille (20) présentant une ouverture (22) tournée vers la face latérale extérieure (8) de la poutre (4). Des formes de réalisation d'un tel panneau sont représentées en perspective et partiellement en coupe aux figures 1 et 4, et en coupe transversale aux figures 2, 3. De façon avantageuse, au moins pour certains inserts, de préférence pour tous les inserts, l'insert (52) traverse une lambourde, ou une plaque (30) . En particulier, les inserts présentent chacun une extrémité ou partie s'étendant dans le voile en béton, et une autre extrémité ou partie s'étendant dans la partie plane en béton. De tels inserts 52 sont également avantageusement utilisés pour créer des liens entre le voile 51 et la partie de la paroi 2 recouvrant les éléments 17 ou pour créer des liens entre le voile 51 et la partie de la poutre 4 recouvrant le plat 30 en matière isolante. Le voile mince 51 en béton a par exemple une épaisseur (E 1) inférieure à 50mm, de préférence inférieure à 30mm, en particulier une épaisseur comprise entre 10 et 30mm, de préférence entre 15 et 25mm.. Dans sa forme représentée à la figure 3, la couche 50 défroissant des volumes remplis de gaz ( air ambiant) est une couche gaufrée présentant des vallées 50A et des pics 50B séparés les uns des autres par au moins une vallée 50A, les dits volumes étant définis entre les pics successifs et/ou entre des vallées successives. Cette couche forme ainsi des passages ou des canaux pour une circulation d'air, à savoir une première série de passages ou canaux 50C formés entre la paroi gaufrée 50 et le voile de béton extérieur 51, et une deuxième série de passages ou canaux 50D formés entre la paroi gaufrée 50 et la partie du panneau tournée vers le coté intérieur (paroi 2). Le ou les passages de la première série 50C sont séparés du ou des passages de la deuxième série 50D par la paroi gaufrée 50 qui est de préférence sensiblement imperméable au liquide. Ces séries de passage assurent une excellente isolation thermique. Le voile en béton 51 présente une face opposée à celle tournée vers la couche constituée par les lambourdes, plaques et blocs, ladite face présentant au moins une moulure ou un motif 300, par exemple pour rappeler les joints entre des pierres ou des briques. (voir détail de la forme de réalisation de la figure 1). Dans la forme représentée à la figure 1, un ou des éléments isolants 17 et une ou des lambourdes 18 forme une pièce unique. Les inserts mécaniques s'étendent entre le voile 51 et les traverses 9, en passant au travers de l'élément isolant (partie formant le bas de la traverse). Les traverses sont formées en coulant du béton dans les gorges ou rainures formées dans la pièce unique. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un panneau suivant l'invention. Un tel procédé est représenté partiellement, schématiquement et à titre d'exemple uniquement à la figure 1. Dans ce procédé, on coule du béton dans un moule (200) présentant un fond (201) et des parois latérales (202) définissant avec le fond une cuvette. Les étapes suivantes sont opérées pour la fabrication d'un panneau: É Dans une forme avantageuse représentée sur la figure 1, on recouvre le fond (201) du moule d'une membrane (300), pour assurer une circulation d'air entre le panneau une fois coulé et le fond du moule, et avantageusement munie d'un dessin ou marquage représentant les éléments constitutif du panneau, (300) assurant une circulation d'air entre le panneau moulé et le fond du moule; É On coule sur la membrane 300 ou sur le fond du moule 201, du béton pour former un voile de béton (51) ; É On pose sur la couche (51) des lambourdes (18) et âvantageusement des blocs ou plaques (30) de matière isolante rigide (par exemple de densité inférieure à 1,2, en particulier une densité inférieure à 1), au moins d'épaisseur inférieure ou équivalente à l'épaisseur des lambourdes (18) de manière à définir les fonds de deux canaux principaux (204) pour la coulée de deux premières poutres (4) parallèle entre elles, et on pose avantageusement (dans le cas de la fabrication du panneau de la figure 1) des lambourdes (18) pour définir les fonds des canaux (205) de coulée des traverses ou nervures (9); É On place des inserts mécaniques (52) s'étendant au moins partiellement dans le voile formé (51) et dans les canaux de coulée (205), avant ou après avoir posé sur la membrane et/ou le fond de moule (201) entre les canaux de coulée principaux des poutres (4) et des nervures et des traverses (9), des blocs (17) de matière isolante qui présente une épaisseur au moins supérieure (par exemple deux fois supérieure) à l'épaisseur de la lambourde (18) des traverses ou nervures; É On pose éventuellement sur le fond de chacun des deux canaux principaux (204) une série de tubes (23) s'étendant de bas en haut dans lesdits canaux depuis leur fond (cette étape étant réalisée pour la fabrication du panneau de la figure; É On introduit éventuellement dans les canaux transversaux (205) ou juste au-dessus des canaux transversaux, un tirant (19) ou des tirants (19) munis d'une ou de douilles (20) filetées et dans ce cas, on introduit des goujons (106) dans des orifices (203) que représentent les parois latérales du moule, et on visse lesdits goujons dans les douilles des tirants (19) pour maintenir en place les tirants (19) et pour que les douilles (20) soient chacune appliquées contre une paroi latérale (202) du moule (cette étape étant réalisée pour la fabrication du panneau de la figure 1) ; É On coule du béton dans les canaux principaux (204) et le canaux transversaux (205), ainsi qu'au dessus des blocs de matière isolante (17), la quantité de béton coulée étant telle que l'épaisseur du voile (14) de béton formé au-dessus des blocs soit inférieure à 40mm; É On soumet de béton à des vibrations, É Dans le cas de la pose de tirants (par exemple dans le cas de la fabrication du panneau de la figure 1), après une prise partielle du béton,on retire les goujons (106), et 20 On retire hors du moule le panneau formé. Avantageusement, on coule une quantité de béton suffisante pour obtenir un voile (14) de béton formé au-dessus des blocs (17) et/ou un voile de béton recouvrant la membrane et/ou le fond (201) présentant une épaisseur comprise entre 10 et 30mm, de préférence 25 entre 15 et 25mm. De préférence, les inserts (52) traversant les lambourdes (21) de manière à fixer les lambourdes au voile de béton (51) recouvrant la membrane. Cette forme préférée est utilisée pour la fabrication du panneau de la figure 1. De façon avantageuse, les inserts (52) sont placés avant la prise complète du voile de béton (51) recouvrant la membrane et/ou le fond de moule (201). Il est clair que les étapes de pose des lambourdes et des inserts mécaniques et éventuellement des éléments en matière isolante peut être opérée en une seule opération; dans ce cas, la fixation de la couche et des lambourdes est par exemple opérée en frappant sur les têtes des inserts ou en exerçant une pression sur les têtes des inserts. Les inserts qu'on utilise sont avantageusement adaptés pour présenter une extrémité ou partie s'étendant dans le voile en béton recouvrant, dans la forme avantageuse représentée dans la figure 1, la couche défroissant des volumes remplis de gaz, et une autre extrémité ou partie s'étendant dans la partie plane en béton. De tels inserts mécaniques sont par esxemple utilisés dans la forme représentée à la figure 1. Avantageusement, on utilise une membrane représentant un motif ou moulure et/ou on munit la membrane (300) d'un motif ou d'une moulure, de manière à obtenir un voile de béton présentant un motif ou moulure. Le motif ou la moulure peut par exemple être du type adhérent au voile de béton, mais peut également être du type non adhérant au béton, de sorte qu'après la prise du béton, il est possible de retirer le motif ou la moulure. Dans un cas particulier, le motif a la forme d'un réseau réalisé en une matière non adhérente. Les lambourdes sont avantageusement réalisées en matériau isolant, par exemple en bois, 20 en polyuréthanne, polystyrène etc Selon une forme de réalisation également avantageuse,' chaque traverse ou nervure en béton du panneau est reliée par un même tirant aux deux poutres parallèles entre elles. En particulier, lorsque le béton n'est pas un béton de fibres, le panneau comporte avantageusement un treillis s'étendant dans le voile et/ou la paroi de béton, et éventuellement dans les traverses ou nervures et les poutres. Bien que le béton puisse être un béton ordinaire, il est possible et même avantageux d'utiliser des bétons spéciaux, tels que des bétons contenant des fibres ou des bétons 30 composites. Par exemple, la matière isolante utilisée pour les éléments remplissant les cuvettes du panneau est une matière expansée, en particulier une mousse, à cellules fermées, en particulier de densitéinférieure à 1. Par exemple, la matière isolante est constituée de mousse de polystyrène, de polyuréthanne, de matière recyclée, etc... Bien qu'il soit très facile de fabriquer des panneaux présentant des traverses ou nervures en béton parallèles entre elles, il peut être avantageux d'avoir des traverses ou nervures s'entrecoupant. Cette dernière forme de réalisation permet de reprendre des efforts dans des directions différentes. Dans une forme de fabrication particulièrement avantageuse (figure 4), le panneau 1 est déplacé immédiatement aprés démoulage, pivoté, selon un axe horizontal longitudinal, sur lui-même entre 45 et 180 degrés, de préférence sur 90 ou 180 degrés de manière à proposer un libre accés à la face extérieure (53) du voile mince (51), ledit panneau 1 reposant sur des appuis de positionnement (49), soit dans un plan horizontal, soit dans un plan incliné ou de préférence vertical. Dans cette forme, la face (53) ou les faces (53) de plusieurs panneaux peuvent être assemblés pour constituer un module tridimentionel de construction par exemple, les dits panneaux étant opposés à un dispositif mécanique ( 44) de fraisage par exemple, en charge de réaliser en creux sur le voile mince (51) des dessins, motifs ou joints entre matériaux constituant le panneau.(figure 4).Guidé, par exemple par un robot, ce dispositif mécanique repose sur un chassis de type traineau (45), ou dans une forme plus avantageuse sur des roues (48), ce qui diminue les frottements engendrés par la poussière et les débris des matériaux, en sorte que pendant les déplacements, la profondeur des creusements reste ajustée à la zone de contact (40) entre le traineau ou les roues et la face (53). Ce dispositif mécanique permet par exemple, d'obtenir des joints creux (42) de profondeur régulière quelles que soient les déformations subies par le panneau moulé en raison par exemple, de ses grandes dimensions, du retrait de matière engendrée par le retrait du béton, de la position hors plan de référence provoquée par des appuis mal réglés ou de maintenir le dispositif mécanique à distante constante, même si une ou plusieurs roues quittent la surface (53) , par exemple sur les bords (41) du panneau. Dans cette configuration particulière les roues du dispositif sont libres de roulement et pivotantes sur elles mêmes, ledit dispositif étant guidé et traîné sur la face (53) par le robot de préférence, le contact entre le dispositif (44) avec la face (53) étant lui même maintenue par gravité ou par un dispositif de pression constante ( 46). REVENDICATIONS 1. Panneau en béton (1), présentant une paroi (2), avantageusement plane, pour une structure, ce panneau étant constitué d'un ensemble en béton formé par: É quatre poutres en béton (4) définissant un cadre, lesdites poutres présentant chacune une première face (5) formant une partie de la de la paroi plane (2) du panneau, une deuxième face (6) opposée à la premiére face (5), une face latérale intérieure (7) tournée vers une autre poutre, et une face latérale extérieure (8) qui est opposée à la face latérale intérieure (7) ; É au moins deux traverses ou nervures (9) en béton s'étendant entre deux poutres (4) et présentant chacune une première face (10) formant une partie de la paroi plane (2) du panneau (1), une deuxième face (11) opposée à la première face (10), une face latérale (12) tournée vers une traverse ou nervure (9) adjacente et une face (13) opposée à ladite face latérale (12) ; É entre les traverses ou nervures (9) et/ou les poutres (4), au voisinage de leur première face (5,10), un voile de béton d'uns épaisseur inférieure à 40 mm, avantageusement inférieure à 30 mm, ce voile(14) de béton formant avec les dites premières faces (5,10) des traverses ou nervures et des poutres la paroi plane (2) du panneau (1), des cuvettes étant ainsi définies entre les traverses ou nervures et poutres, le fond desdites cuvettes (15) étant remplies de matière isolante (17) ; É au moins une lambourde pour (18) pour chaque poutre, , la ou lesdites lambourdes de chaque poutre étant portées par par la deuxième face (6) de la poutre; É au moins une lambourde (21) pour la majoritédes traverses et nervures (9), la ou 25 lesdites lambourdes d'une traverse ou nervure (9) étant portées par la deuxième face (11) de la traverse ou nervure (9) ; É un voile mince en béton (51) ; É une série d'inserts mécaniques (52) s'étendant entre, d'une part, le voile mince recouvrant les lambourdes et les cuvettes, et, d'autre part, au moins une poutre et/ou 30 une ou des traverses ou nervures; É éventuellement, mais avantageusement, des tirants (19) reliant deux poutres ( 4A,4B) parallèles entre elles (4) à des traverses ou nervures (9) ; et É éventuellement, mais avantageusement, au moins une douille filetée (20) pour chaque tirant (19) reliant une poutre (4) à une traverse ou nervure (9), ladite douille (20) présentant une ouverture (22) vers la face latérale extérieure (8) de la poutre (4). 2. Panneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins pour certains inserts, l'insert (52) traverse une lambourde (18,21). 3. Panneau suivant la revendication 2, caractérisé en ce que certains inserts présentent une extrémité ou partie s'étendant dans le voile en béton (51) et une autre extrémité ou partie s'étendant dans la paroi (2) en béton. 4. Panneau suivant la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le voile mince en béton (51) aune épaisseur inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 30 mm.. 5. Panneau en béton suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le voile (14) de 15 béton ou les voiles de béton (14,51) ont une épaisseur comprise entre 10 et 30 mm, de préférence entre 15 et 25 mm. 6. Panneau en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans une forme d'exécution avantageuse, une couche (50) est insérée entre le voile (51) et les isolants 17, lambourdes 18,21, panneaux (30), définissant des volumes remplis de gaz, ladite couche gaufrée présentant des vallées (50A) et des pics(50B) séparés les uns des autres par au moins une vallée, les dits volumes étant définis entre les pics successifs et/ou entre les vallées successives définissant un volume rempli de gaz. 7. Panneau en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le voile en béton (51) présente une face opposée à celle tournée vers les isolants et lambourdes, ladite face présentant au moins une moulure. 8. Procédé de fabrication d'un panneau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on coule du béton dans un moule (200) présentant un fond (201) et des parois latérales (202) définissant avec le fond une cuvette, caractérisé en ce que É on coule sur le fond du moule (201) du béton pour former un voile de béton (51) ; É dans une forme avantageuse éventuelle, on recouvre préalablement le fond (201) du moule d'une membrane munie d'un dessin ou marquage représentant les éléments constitutifs du panneau, ladite membrane (300) assurant une circulation d'air et/ou une couche d'air au moins partiellement entre le panneau moulé et le fond du moule; É on pose sur le voile (51) des lambourdes (18) et avantageusement des blocs ou plaques (30) de matière isolante rigide, au moins d'épaisseur inférieure ou équivalente à l'épaisseur des lambourdes (18) de manière à définir les fonds de deux canaux principaux (204) pour la coulée de deux premières poutres (4) parallèles entre elles, et on pose des lambourdes (21), avantageusement préformées entre les blocs (17) de matière isolante, pour définir les fonds des canaux (205) de coulée de traverses ou nervures (9) ; É on place des inserts mécaniques traversant les lambourdes (18) et les plaques (30) , lesquels inserts s'étendent au moins partiellement dans le voile formé (51) et dans les canaux de coulée (204) (205), avant ou après avoir posé entre les canaux de coulée principaux des poutres (4) et des nervures et des traverses (9), des blocs (17) de matière isolante qui présente une épaisseur au moins supérieure à l'épaisseur de la lambourde (21) des traverses et nervures; la pose de lambourdes (9, 21) et d'éléments isolants (17) pouvant être réalisée en une seule opération et/ou la pose de lambourdes, d'éléments isolants et d'inserts mécaniques pouvant être réalisée en une seule opération. É on pose éventuellement sur le fond de chacun des deux canaux principaux (204) une série de tubes (23) reliés mécaniquement, par un dispositif perdu (24), aux parois latérales (202), les tubes (23) s'étendant de bas en haut dans les dits canaux depuis leur fond; É on introduit éventuellement dans les canaux transversaux (205) ou juste au-dessus des canaux transversaux, un tirant (19) ou des tirants (19) munis d'une ou de douilles (20) filetées et dans ce cas, on introduit des goujons (106) dans les orifices (203) que présentent les parois latérales du moule, et on visse lesdits goujons dans les douilles des tirants (19) pour maintenir en place les tirants (19) et pour que les douilles (20) soient chacune appliquées contre une paroi latérale (202) du moule; É on coule du béton dans les canaux principaux (204) et les canaux transversaux (205), ainsi qu'au dessus des blocs de matière isolante (17), la quantité de béton coulée étant telle que l'épaisseur du voile (14) de béton formé au-dessus des blocs soit inférieure à 40 mm; É on soumet le béton à des vibrations, É dans le cas de la pose de tirants et/ou de tubes, après prise partielle du béton, on retire les goujons (106), et É on retire hors du moule le panneau formé , et É on renverse longitudinalement le panneau (1) à 90 ou 180 de manière à présenter le 10 voile (51) en telle sorte d'y creuser mécaniquement un dessin ou marquage représentant les éléments constitutifs du panneau 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on coule une quantité de béton suffisante pour obtenir un voile (14) de béton formé au- dessus des blocs (17) et/ou un 15 voile debéton recouvrant la membrane présentant une épaisseur comprise entre 10 et mm, de préférence entre 15 et 25 mm. 10. Procédé suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les inserts traversent les lambourdes et les plaques de manière à fixer l'ensemble constitué par les poutres et 20 nervures, les lambourdes et les plaques, et le voile de béton (51). 11. Procéde suivant l'une des revendications, 7 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise des inserts adaptés pour présenter une extrémité ou partie s'étendant dans le voile en béton (51) et une autre extrémité ou partie s'étendant dans la partie plane en béton. 12. Procédé suivant l'une des revendications, 7 à 9, caractérisé en ce que dans une forme avantageuse, on utilise une membrane (300) présentant ou moulure ou en ce qu'on munit la membrane d'un motif ou d'une moulure, de manière à obtenir un voile de béton présentant un motif ou moulure. 13. Procédé suivant l'une des revendications, 7 à 9, caractérisé en ce que le panneau démoulé est renversé par un mouvement logitudinal de rotation entre 45 et 180 , de préférence entre 90 et 180 de manière à présenter la face (53) à un libre accés. 14. Procédé suivant l'une des revendications, 7 à 9, caractérisé en ce que le creusement mécanique du voile (51) est effectué au moyen d'un dispositif mécanique traîné et en pression constante sur la surface du voile (51) par gravité ou dispositif de pression. 15. Procédé suivant la revendication 13,14, caractérisé en ce que le dispositif mécanique définit la profondeur du creusement par rapport à un point constitué par le contact 10 entre le traineau et la face (53). 16. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif mécanique traîné est muni au moins de 3 roues libres et pivotantes sur elles mêmes roulant sur le voile (51) destinées à maintenir le dispositif mécanique trainé à distance constante par rapport à la face supérieure du voile (51) et à diminuer les frottements. 17. Procédé suivant l'une des revendications, 12 et 13, caractérisé en ce que le dispositif mécanique trainé est relié à un bras mécanique de guidage dans les axes X et Y et Z.