Brevet FR2861767A1 — publié le 20050506

RUPTEUR THERMIQUE POUR PLANCHER EN BETON, DALLE PREFABRIQUEE EQUIPEE D'UN TEL RUPTEUR THERMIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN PLANCHER La présente invention concerne un rupteur thermique pour plancher en béton, une dalle préfabriquée équipée d'un tel rupteur thermique ainsi qu'un procédé de fabrication d'un plancher. Dans les bâtiments qui sont isolés thermiquement par l'intérieur, et en particulier dans les logements collectifs, la plupart des planchers réalisés en béton plein ne comportent pas d'isolation périphérique et génèrent de ce fait d'importants "ponts thermiques" préjudiciables pour le rendement thermique du bâtiment et le confort des habitants. En conséquence, on cherche à réduire ces déperditions thermiques en périphérie des planchers réalisés en béton plein dans tous les types de bâtiments dont les murs extérieurs sont isolés par l'intérieur. Une des solutions consiste à insérer, sur le chantier, un matériau isolant dans l'épaisseur des murs. Cette solution est complexe à mettre en oeuvre pour un résultat aléatoire. Une autre solution consiste à insérer entre la périphérie du plancher et les murs des blocs de polystyrène maintenus par des tiges d'ancrage reliant les murs au plancher. Dans cette solution, les tiges d'ancrage doivent être obligatoirement réalisées en acier inoxydable pour éviter les risques de corrosion, une partie des tiges étant extérieure au béton. Cette solution est très onéreuse à mettre en oeuvre. De plus, elle modifie les caractéristiques mécaniques du bâtiment de manière préjudiciable en cas de feu ou de séismes. Ces solutions ne sont donc pas satisfaisantes. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une solution simple, efficace, facile à mettre en oeuvre, économique, en respect avec les normes anti-feu et anti sismique et sans incidence sur les caractéristiques mécaniques du bâtiment. Dans ce but, l'invention concerne un rupteur thermique pour plancher, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément thermiquement isolant couplé à au moins un support destiné à maintenir ledit élément thermiquement isolant dans une position prédéterminée au moment du coulage du béton formant ledit plancher. L'élément thermiquement isolant peut comporter au moins un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins le polystyrène, le polyuréthane, la laine de verre, la laine de roche, le béton cellulaire et peut se présenter sous la forme d'un bloc sensiblement parallélépipédique. Le support peut être constitué d'un contenant ouvert réalisé dans un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins le bois, le carton, le métal, les matériaux synthétiques, les matériaux composites. Il est de préférence conçu pour se présenter dans deux états stables: un état de stockage dans lequel il est déplié et définit une surface sensiblement plane apte à être superposée et un état d'utilisation dans lequel il est plié et définit un volume ouvert apte à recevoir ledit élément thermiquement isolant. Dans ce cas, le support est formé d'un seul pan de matière comportant des lignes de pliage définissant ses arêtes et des zones d'assemblage au moins au niveau de deux de ses faces latérales, ces zones d'assemblage comportant des formes d'emboîtement complémentaires. Le support comporte, avantageusement, des moyens de retenue dudit élément thermiquement isolant dans son volume intérieur, ces moyens de retenue comportant au moins des indentations prévues dans au moins deux de ses faces latérales et saillantes vers l'intérieur. Dans la forme de réalisation préférée, le support comporte également des moyens d'ancrage destinés à être scellés dans le béton d'une dalle préfabriquée ou dudit plancher pour positionner ledit support dans une position debout apte à recevoir ledit élément thermiquement isolant. Ces moyens d'ancrage peuvent être couplés à des articulations destinées à rendre ledit support mobile par rapport à la dalle préfabriquée entre au moins une position couchée et une position debout. Le support peut également comporter au moins un écarteur apte à déterminer un intervalle constant entre deux supports consécutifs. L'invention concerne également une dalle préfabriquée pour plancher en béton, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins le long d'un de ses bords au moins un rupteur thermique tel que défini ci-dessus et de préférence plusieurs rupteurs thermiques alignés sensiblement parallèlement à ce bord et séparés entre eux d'un intervalle apte à ménager un passage pour les armatures saillantes solidaires de cette dalle. Les supports des rupteurs thermiques présentent, par conséquent, une hauteur inférieure ou égale à l'épaisseur de la dalle préfabriquée surmontée de ses armatures saillantes. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un plancher en béton par coffrage, caractérisé en ce qu'on positionne, dans ledit coffrage et au moins le long d'un de ses bords, un ensemble de rupteurs thermiques tels que définis précédemment et en ce qu'on coule le béton pour former ledit plancher en scellant lesdits rupteurs thermiques. Elle concerne également un procédé de fabrication d'un plancher en béton par dalles préfabriquées, caractérisé en ce qu'on utilise des dalles préfabriquées dans lesquelles sont intégrés au moins le long d'un de leurs bords des supports de rupteurs thermiques tels que définis précédemment, on place dans chacun de ces supports un élément thermiquement isolant et en ce qu'on coule le béton pour former ledit plancher en scellant lesdits rupteurs thermiques. Dans ces deux cas, on détermine la hauteur totale desdits rupteurs thermiques pour qu'elle soit au plus égale à l'épaisseur du plancher. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description 10 suivante de modes de réalisation donnés à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: les figures 1A et 1B représentent le support du rupteur thermique selon l'invention en version dépliée respectivement en vues de dessous et de dessus, la figure 2 est une vue en perspective de plusieurs supports de la figure 1 empilés sur une palette de transport, la figure 3 est une vue en perspective du support de la figure 1 en version 20 pliée et assemblée, les figures 4A et 4B sont des vues partielles en perspective d'une dalle préfabriquée équipée de rupteurs thermiques articulés, respectivement en position couchée et en position debout, la figure 5 est une vue éclatée d'une articulation des rupteurs thermiques des figures 4A, 4B, - la figure 6A est une vue partielle en perspective d'une dalle préfabriquée équipée de supports selon la figure 3 et la figure 6B représente deux dalles de la figure 6A superposées, - les figures 7A à 7D représentent quatre étapes de fabrication d'un plancher comportant des rupteurs thermiques selon l'invention, et - les figures SA et SB représentent schématiquement les déperditions thermiques dans un plancher en béton réalisé respectivement selon l'invention avec des rupteurs thermiques et selon l'art antérieur sans rupteur thermique. En référence aux figures 1 à 3, le rupteur thermique 1 selon l'invention est particulièrement destiné aux planchers 5 en béton, qu'ils soient réalisés à partir de dalles préfabriquées 4 en béton armé, appelées aussi pré-dalles, ou à partir de dalles pleines coulées sur chantier dans un coffrage. Le rupteur thermique 1 comporte un élément thermiquement isolant 2, représenté en traits interrompus sur la figure 3, couplé à un support 3 facilitant sa mise en oeuvre aussi bien en usine que sur le chantier. L'élément thermiquement isolant 2 se présente sous la forme d'un bloc 20 sensiblement parallélépipédique réalisé par exemple en polystyrène. Il peut aussi être réalisé dans d'autres matières thermiquement isolantes telles que le polyuréthane, le béton cellulaire, la laine de verre, la laine de roche, etc. Selon la matière choisie, sa forme peut varier et se présenter par exemple en panneau, en sac, etc. Pour simplifier la description, on utilisera par la suite le terme "bloc 20 en polystyrène" sans que ce soit limitatif. Le support 3 se présente sous la forme d'un contenant 30 ouvert, tel qu'une boîte formée d'un fond 31 et de quatre faces latérales: deux faces transversales 32 et deux faces longitudinales 33, apte à recevoir un bloc 20 en polystyrène aux dimensions appropriées. D'autres formes peuvent convenir telles qu'une simple plaque, des étriers en U, une corbeille en grillage, etc. Pour simplifier la description, on utilisera par la suite le terme "contenant 30" sans que ce soit limitatif. Ce contenant 30 peut être réalisé dans différents matériaux, recyclés ou non, tels que le bois, le carton, le métal, les matériaux synthétiques, les matériaux composites, etc. Dans l'exemple représenté, le contenant 30 est réalisé en un seul pan de matières plastiques moulé ou injecté, intégrant des lignes de pliage définissant les arêtes du contenant 30 et des formes d'emboîtement complémentaires permettant l'assemblage des faces transversales 32. Ce contenant 30 comporte également des pieds 34 s'étendant de son fond 31 vers l'extérieur et formant des moyens d'ancrage dans le béton, des indentations 35 dans ses faces longitudinales 33 formant des moyens de retenue du bloc 20 et un écarteur 36 s'étendant d'une des faces transversales 32 vers l'extérieur définissant l'intervalle I entre deux contenants 30 consécutifs. Bien entendu, cette configuration n'est qu'un exemple de réalisation. Les pieds 34 sont au moins au nombre de trois pour assurer une bonne stabilité du contenant 30. Ils peuvent être optionnels notamment dans le cas où les contenants 30 sont destinés à être mis en place sur chantier dans le coffrage du plancher 5. Les indentations 35 sont obtenues par déformation de la matière entre deux fentes parallèles et sont saillantes dans le volume intérieur du contenant 30 pour former des zones d'accroche dans le bloc 20 en polystyrène. D'autres moyens équivalents peuvent convenir comme par exemple des crans d'arrêt ou des harpons formés dans les parois, un état de surface intérieur rugueux, etc. En position dépliée (cf. fig. 1A, 1B), ce contenant 30 peut facilement être empilé sur d'autres contenants 30 identiques, leurs formes étant complémentaires notamment au niveau des pieds 34, des indentations 35 et de l'écarteur 36. Ainsi, il peut être aisément conditionné sur palette 6 (cf. fig. 2) réduisant le volume et le prix du transport. Sur chantier ou en usine, le contenant 30 peut être facilement manipulé, plié et assemblé pour former un support 3 rigide pouvant être intégré dans des dalles préfabriquées 4 (cf. fig. 6A) ou positionné dans un coffrage en vue de recevoir de préférence un bloc 20 en polystyrène ou plusieurs blocs adjacents selon leurs dimensions. Quand il est intégré à des dalles préfabriquées 4, sa hauteur ne dépasse pas celle des armatures saillantes 40 de la dalle 4 pour permettre leur empilage (cf. fig. 6B). Pour réaliser une dalle préfabriquée 4 selon l'invention, on positionne dans le moule, en périphérie ou le long d'un ou de plusieurs bords dudit moule, des contenants 30 tels qu'illustrés à la figure 3. Ces contenants 30 sont alignés parallèlement aux bords du moule et séparés entre eux d'un intervalle I déterminé automatiquement par les écarteurs 36 pour laisser passer les armatures saillantes 40 disposées dans le moule. De même, la hauteur des pieds 34 correspond sensiblement à l'épaisseur de la dalle préfabriquée 4 et permet l'ancrage du contenant 30 dans cette dalle. Ainsi, ces contenants 30 peuvent être aisément positionnés debout sur leurs pieds 34 directement dans le moule, l'un par rapport à l'autre, avant le coulage du béton formant la dalle préfabriquée 4 ou positionnés directement dans le béton frais de la dalle préfabriquée 4 avant son durcissement. Selon les dimensions de la dalle préfabriquée 4, les contenants 30 prévus aux extrémités peuvent être coupés. On choisira pour le contenant 30 des dimensions plus ou moins standard par rapport aux entraxes des armatures saillantes 40 de manière à n'avoir qu'un contenant 30 entre deux armatures saillantes 40 permettant d'assurer une continuité de l'isolation. Les figures 4 et 5 illustrent un autre mode de réalisation du rupteur thermique 1 dans lequel le contenant 30 formant le support 3 comporte des articulations 7 associées à deux pieds 34 permettant de rendre le contenant 30 mobile par rapport à la dalle préfabriquée 4 dans laquelle il est scellé entre une position couchée (cf. fig. 4A) et une position debout (cf. fig. 4B). Ainsi, ce rupteur thermique 1 peut être préparé directement en usine en intégrant de suite le bloc 20 en polystyrène dans le contenant 30. Dans ce cas, les rupteurs thermiques 1 sont en position couchée, leur largeur ne dépassant pas la hauteur des armatures saillantes 40 des dalles préfabriquées 4 pour permettre de les transporter empilées par exemple sur le plateau d'un camion. Sur chantier, après la pose de dalles préfabriquées 4 et avant le coulage du béton formant le plancher 5, les rupteurs thermiques 1 sont redressés en position debout par simple pivotement autour de l'axe des articulations 7. Ces articulations 7 sont au nombre de deux, alignées et placées aux deux angles d'un même coté du contenant 30. Chaque articulation 7 est constituée d'un doigt cylindrique 70 mobile en rotation dans une bague 71 portée par un pied 34. Ce doigt cylindrique 70 est rendu solidaire du contenant 30 par une patte de fixation 72 et bloqué en translation dans la bague 71 par un bouton d'arrêt 73 rapporté. Avec le rupteur thermique 1 selon l'invention, le procédé de fabrication d'un plancher 5 en béton est grandement simplifié. Les figures 7A à 7D illustrent les étapes de ce procédé appliqué à un plancher 5 réalisé avec des pré-dalles 4. A la figure 7A, on met en place sur des murs porteurs 8 portant une isolation intérieure 80 des dalles préfabriquées 4 dans lesquelles sont déjà intégrés des contenants 30 aptes à recevoir des blocs 20 en polystyrène pour former les rupteurs thermiques 1. Ils sont positionnés en regard des murs extérieurs 8 sensiblement en prolongement de l'isolation intérieure 80. A la figure 7B, on met en place dans les contenants 30 les blocs 20 en polystyrène qui sont retenus en position par les indentations 35. A la figure 7C, on coule le béton pour former le plancher 5. A la figure 7D, on monte les murs 8 de l'étage supérieur. Bien entendu, les détails de construction d'un tel plancher 5 ne sont pas donnés ici, notamment la mise en place des treillis et des armatures de renfort. La hauteur des blocs 20 en polystyrène est telle qu'elle correspond à celle du plancher 5 de manière à affleurer le dessus du plancher 5 fini (cf. fig. 7C). Par conséquent, la hauteur des blocs 20 peut servir de repère visuel lors du coulage du béton sur le chantier pour déterminer l'épaisseur du plancher 5. Les intervalles I entre les rupteurs thermiques 1 consécutifs permettent de créer des nervures de béton prolongeant le plancher 5 et assurant sa tenue mécanique par rapport aux murs porteurs 8. La figure 8A illustre des déperditions de chaleur obtenues avec un plancher 5 intégrant des rupteurs thermiques 1 selon l'invention en comparaison avec la figure 8B qui illustre un plancher 5 sans rupteur thermique. L'efficacité de l'isolation thermique obtenue par la mise en place des rupteurs thermiques 1 à la périphérie du plancher 5 en regard des murs extérieurs 8 est clairement visible. La description met bien en évidence que l'invention permet d'atteindre les buts fixés. Notamment, les contenants 30 facilitent grandement la mise en oeuvre des rupteurs thermiques 1 aussi bien sur chantier qu'en usine dans des dalles préfabriquées 4 étant donné qu'ils définissent avec précision aussi bien horizontalement que verticalement la position des blocs 20 de polystyrène. De plus, la conception de ces rupteurs thermiques 1 qui permet le passage des armatures des dalles préfabriquées 4 et/ou du plancher 5 sous et de part et d'autre des contenants 30, en dehors des blocs 20 en polystyrène, ainsi que la réalisation de nervures de béton régulièrement espacées, éventuellement armées, préserve toutes les fonctions mécaniques du plancher 5, notamment au regard des sollicitations sismiques et du feu. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Revendications 1. Rupteur thermique (1) pour plancher (5) en béton, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément thermiquement isolant (2) couplé à au moins un support (3) destiné à maintenir ledit élément thermiquement isolant (2) dans une position prédéterminée au moment du coulage du béton formant ledit plancher (5). 2. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément thermiquement isolant (2) comporte au moins un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins le polystyrène, le polyuréthane, la laine de verre, la laine de roche, le béton cellulaire. 3. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément thermiquement isolant (2) se présente sous la forme d'un bloc (20) sensiblement parallélépipédique. 4. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (3) est constitué d'un contenant (30) ouvert réalisé dans un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins le bois, le carton, le métal, les matériaux synthétiques, les matériaux composites. 5. Rupteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support (3) est conçu pour se présenter dans deux états stables: un état de stockage dans lequel il est déplié et définit une surface sensiblement plane apte à être superposée et un état d'utilisation dans lequel il est plié et définit un volume ouvert apte à recevoir ledit élément thermiquement isolant (2). 6. Rupteur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit support (3) est formé d'un seul pan de matière comportant des lignes de pliage définissant ses arêtes et des zones d'assemblage au moins au niveau de deux de ses faces latérales (32). 7. Rupteur thermique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les zones 5 d'assemblage comportent des formes d'emboîtement complémentaires. 8. Rupteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support (3) comporte des moyens de retenue dudit élément thermiquement isolant (2) dans son volume intérieur. 9. Rupteur thermique selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comportent au moins des indentations (35) prévues dans au moins deux des faces latérales (33) dudit support (3) et saillantes vers l'intérieur. 10. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (3) comporte des moyens d'ancrage (34) destinés à être scellés dans le béton d'une dalle préfabriquée (4) ou dudit plancher (5) pour positionner ledit support (3) dans une position debout apte à recevoir ledit élément thermiquement isolant (2). 11. Rupteur thermique selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'ancrage (34) sont couplés à des articulations (7) destinées à rendre ledit support (3) mobile par rapport à la dalle préfabriquée (4) entre au moins une position couchée et ladite position debout. 12. Rupteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (3) comporte au moins un écarteur (36) apte à déterminer un intervalle (I) constant entre deux supports (3) consécutifs. 13. Dalle préfabriquée (4) pour plancher (5) en béton, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins le long d'un de ses bords au moins un rupteur thermique (1) selon l'une des revendications 1 à 12. 14. Dalle préfabriquée selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins le long d'un de ses bords plusieurs rupteurs thermiques (1) alignés sensiblement parallèlement à ce bord et séparés entre eux d'un intervalle (I) apte à ménager un passage pour les armatures saillantes (40) solidaires de cette dalle (4). 15. Dalle préfabriquée selon la revendication 14, caractérisée en ce que les supports (3) des rupteurs thermiques (1) présentent une hauteur inférieure ou égale à l'épaisseur de la dalle préfabriquée (4) surmontées de ses armatures saillantes (40). 16. Procédé de fabrication d'un plancher (5) en béton par coffrage, caractérisé en ce qu'on positionne, dans ledit coffrage et au moins le long d'un de ses bords, un ensemble de rupteurs thermiques (1) selon l'une des revendications 1 à 12 et en ce qu'on coule le béton pour former ledit plancher (5) en scellant lesdits rupteurs thermiques (1). 17. Procédé de fabrication d'un plancher (5) en béton par dalles préfabriquées (4), caractérisé en ce qu'on utilise des dalles préfabriquées (4) dans lesquelles sont intégrés au moins le long d'un de leurs bords des supports (3) de rupteurs thermiques (1) selon l'une des revendications 1 à 12, en ce qu'on place dans chacun de ces supports (3) un élément thermiquement isolant (2) et en ce qu'on coule le béton pour former ledit plancher (5) en scellant lesdits rupteurs thermiques (1). 18. Procédé selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'on détermine la hauteur totale desdits rupteurs thermiques (1) pour qu'elle soit au plus égale à l'épaisseur du plancher (5).