Brevet FR2860254A1 — publié le 20050401

EXTENSION DE TOITURE REPLIABLE La présente invention concerne la possibilité de réaliser une portion ou une extension de toiture repliable. Celle-ci s'adresse à tout type de construction ou portion de construction nécessitant de voyager par la route dans un état quasi fini, prêt à l'emploi, puis mis en place par bras de grue (bungalow type chantier) ou par plateau basculant (construction sur roues type mobile home). Aujourd'hui pour répondre à la demande du marché , notamment en terme d'esthétique les fabricants proposent de plus en plus souvent des constructions mobiles (bungalow ou mobile home) avec une toiture à deux pentes, et non plus à toit plat (toit terrasse). Dans tous les cas la largeur des produits n'excède pas 4 m, car au delà les conditions de transport exceptionnelle induisent des coûts dissuasifs. Déjà en 4 m de large les coûts sont 70 % plus cher qu'en 3m du fait de la nécessité d'une voiture pilote. C'est pourquoi dans le cas de constructions mobiles avec toit en pente, la toiture s'arrête généralement à l'aplomb de la façade, et seuls les chéneaux sont débordants, afin d'obtenir un espace intérieur habitable le plus large possible. Or les clients comme les fabricants souhaiteraient pouvoir proposer des constructions mobiles avec de vrais débords de toit de plusieurs dizaine de centimètres, ou des éléments décoratifs comme des marquises au dessus des portes d'entrée, ou bien encore des toiture de auvent rigides. Or la seule possibilité aujourd'hui pour obtenir ces zones de toitures débordantes, est de fournir des kits en pièces détachées, à monter chez le client. Comme les client ne veulent généralement pas faire le montage et que déplacer une équipe coûte trop cher aux fabricants, ces équipements ne se vendent pas. La présente invention propose une solution pour répondre à la demande d'obtenir des extensions de toiture sur des constructions mobiles, en supprimant les contraintes de montage en kit, et en réduisant à peine la largeur utile de l'habitat. Le but de l'invention est de réaliser une portion de toiture, ou une extension, qui soit repliable pendant le transport, le long de la façade. Celle-ci est composée d'une structure d'épaisseur réduite (charpente de l'extension comportant des traverses et des pannes dans un même plan et non pas l'un sur l'autre, afin de réduire au maximum l'épaisseur de cette structure de toiture). Sur cette structure viennent se fixer des bacs de couverture en plaques (tôle d'acier, matériaux de synthèse, ...), identiques à ceux utilisés pour réaliser la toiture en pente de la construction. Le sommet de La structure d'extension (ou cadre) est reliée à la façade au moyen de charnières spécifiques, autorisant de fait un mouvement de rotation de la dite extension en son sommet, permettant de passer de la position verticale (au transport) à un angle déterminé par la pente de toit de la construction à tenante. La position de l'axe des articulations est déterminante pour: obtenir une jonction quasi invisible obtenir une bonne étanchéité de la jonction (sans ajout de pièces ou de joint après déploiement de l'extension) obtenir un encombrement minimum lorsque la toiture d'extension est repliée en position transport de la construction. Pour maintenir la dite extension en position relevée il a été prévu des jambes de force (corbeaux) qui ont la caractéristique d'être fixées sur la façade par des charnières, permettant de les replier vers l'intérieur et venant s'encastrer dans la structure de l'extension, elle même rabattue le long de la façade pour le transport de la construction. Cette particularité permet de réduire le temps de montage de l'extension et de ne pas ajouter l'épaisseur des jambes de force à l'ensemble de l'extension lorsque celle-ci est rabattue. L'extension de toiture dont fait l'objet l'invention du demandeur, peut avoir plusieurs mètres de longueur et de largeur et offre ainsi de nombreuses applications. Les bacs de couverture utilisés peuvent être en forme de tuiles plates ou cannale (embouties, thermo-formée) et donc présentant des ondes transversales et longitudinales (cas de l'exemple présenté en figures 1 et 2). La solution s'applique également à des bacs de toiture plus conventionnel, ne présentant que des ondes longitudinales (dans le sens de la pente), comme utilisés pour les toitures de chalet de montagne par exemple. Seule la zone de recouvrement des deux bacs (fixe et mobile) et son étanchéité diffèrent du premier cas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - La figure 1 représente une vue en perspective de la superposition des bacs de toiture de la construction sur ceux de l'extension, dans le cas de bacs de toiture en forme de tuiles avec ondes transversales (OT) et longitudinales (OL) La figure 2 représente une coupe longitudinale de la jonction des deux toitures (celle de la construction sur celle de l'extension en position relevée, dans le prolongement de la pente de toiture de la construction. La figure 3 représente une vue de face de la superposition de bacs de toiture côte à côte, ainsi que la position de rivets liant les extrémités l'une sur l'autre. La figure 4 représente + extension) d'extension. La figure 5 représente +.extension) , avec une coupe longitudinale des deux toitures (fixe coupe longitudinale des deux toitures (fixe toiture d'extension en fin de course, dans une position intermédiaire de la toiture mobile une la complètement rabattue le long de la façade (position de transport). 15 - La figure 6 représente une demi articulation de toiture, composée de goussets et de platines de fixation. La figure 7 représente le montage d'une articulation de toiture, fixée d'un côté au cadre de structure de toiture d'extension et de l'autre à la façade. - La figure 8 représente une vue en perspective d'une portion se structure de toiture d'extension, ainsi que le positionnement d'une demi charnière d'articulation et une panne de toiture renforcée par une âme en acier. La figure 9 représente une vue en perspective de l'âme de renfort en 25 acier des pannes de la structure de toiture repliable. La figure 10 représente une vue en perspective des différents composants d'une panne renforcée de structure de toiture repliable. La figure 11 représente une vue en coupe transversale d'une panne renforcée assemblée. - La figure 12 représente une vue en perspective d'un cas d'extension de toiture repliable en position d'utilisation, avec des jambes de force (corbeaux)qui servent à maintenir en place la toiture d'extension, et repliables vers l'extérieur pendant le transport. La figure 13 représente une vue de côté de l'extension et des jambes de force, mais cette fois repliables vers l'intérieur, ainsi que de la fixation qui permet d'immobiliser la toiture d'extension sur les jambes de force. La figure 14 représente une vue de dessus du cadre de structure de toiture d'extension en place, et de la jambe de force déjà repliée vers l'intérieur pour le transport le long de la façade de la construction (illustration du même exemple d'application de toiture repliable que les figures 12 et 13). La figure 15 représente la variante de l'invention mise en oeuvre avec des bacs de toitures comportant uniquement des ondes longitudinales, avec une vue en coupe illustrant la jonction des deux toiture en position dépliée (position d'utilisation) La figure 16 représente une vue en perspective de deux bacs avec uniquement des ondes longitudinales, ainsi qu'un chevauchement latéral de deux de ces bacs côte à côte. La description des figures qui précédent permet de déduire pratiquement la constitution et le fonctionnement de l'invention. Une structure de toiture de toiture d'extension est constituée en réalisant d'abord un cadre(3) en bois à l'intérieur duquel sont fixées des pannes renforcées (24), espacées suivant un intervalle déterminé par les règles de la construction (DTU) afin de tenir compte des charges pouvant s'exercer sur la toiture et éviter le fléchissement de cette dernière. Les pannes (24) sont constituées de 2 planches en bois et d'une âme en acier galvanisé. La première planche (22) est rainurée sur une épaisseur égale à l'épaisseur de l'âme en acier (21), en laissant une zone non rainurée, de telle manière à permettre l'encastrement de l'âme en acier et de dissimuler son épaisseur lorsqu'on regarde par dessous la panne. L'âme en acier a donc une hauteur légèrement inférieure à celle de la planche 22. Elle comporte une aile pliée à 90 à chaque extrémité. Elle est prépercée de trous (F1) et (F2). L'âme en acier (21) est tout d'abord vissée sur la planche (22) en se servant des perçage (F1). L'ensemble ainsi constitué est alors fixé sur les traverses du cadre de toiture grâce au ailes et au trous prévus à cet effet (F2). Une deuxième planche de finition (23) est ensuite fixée dans le premier sous ensemble planche + âme d'acier. Cette planche peut être moins épaisse que la planche (22) s'agissant d'une pièce de finition ayant pour objet de dissimuler l'âme de renfort en acier (21).Des trous nettement plus gros (F3) ont été percé dans l'âme d'acier, afin de pouvoir fixer la planche (23) dans la planche (22) et ainsi échapper à la tôle d'acier de l'âme, évitant ainsi l'usage de vis auto foreuse. La position des vis sur la planche (23) sont repérées par gabarit. Cette solution permet un montage plus rapide et plus discret (vis plus fine) que s'il avait été nécessaire de visser dans l'acier. La panne ainsi constituée (24) offre une résistance à la flexion très supérieure à ce que l'on obtiendrait avec une panne intégralement en bois de section équivalente (H) et (G). Cette solution de panne "composite", participe pour une bonne part à l'intérêt de l'invention, permettant d'obtenir une toiture repliable, caractérisée par un faible encombrement à l'extérieur de la façade de la construction, lorsque que la dite toiture est repliée pour permettre le transport. L'articulation de la toiture d'extension se fait au moyen de charnières fixées par des boulons (16) et une plaque de répartition (20), en sommet de cadre de toiture repliable (4) et sur la façade (7) par des boulons (15) ou des vis de forte section si le matériau de la façade le permet. Dans le cas illustré en figure 2,une pièce intermédiaire (6) est utilisée. Cette dernière pièce n'a ici d'intérêt que pour éviter de se fixer sur le bardage (7), pouvant être en PVC, et donc trop fragile pour supporter la fixation de toiture repliable. Les charnières d'articulation sont réalisées par un assemblage de pièces en acier galvanisées. Chaque demi charnière (figure 6) est composée de goussets (9) soudés sur des platines de fixation (8). Les platines de fixation comportent des trous oblongs. Cette caractéristique est essentielle à la bonne mise en oeuvre de l'invention. Ces trous oblongs permettent, après avoir monté la toiture mobile sur la façade de la construction, d'exercer un déplacement latéral de la toiture mobile afin de pouvoir aligner les ondes longitudinales de la toiture fixe avec celles de la toiture mobile d'extension. Sans un parfait alignement il serait impossible de relever la toiture mobile et de la placer dans le prolongement de la pente de toiture fixe. La figure 7 illustre le montage de la toiture mobile sur la toiture fixe, en liant les deux demi charnières par un axe {12) constitué d'un ensemble boulon + écrou + rondelle. Une entretoise 19 permet de maintenir les goussets (9) parallèles entre eux lors du serrage de l'écrou de l'axe 12. On peut si l'on veut ajouter un contre écrou, mais il ne sera utile que si l'on est amené à rabattre et déplier souvent l'extension de toiture. La position de l'axe d' articulation de toiture est très importante (figues 4 et 5). Soit L1 la distance de l'axe (Y) à la face interne du bac de toiture fixe, et L2 la distance de l'axe (Y) au sommet d'onde d'extrémité (P1) du bac de toiture mobile. IL est impératif que La cote (Li) soit légèrement supérieure à la cote (L2), sinon le sommet du bac de toiture d'extension (Pl) viendra buter sous la face interne du bac de toiture fixe (1) , au point (P2) ce qui empêcherait la remontée complète de la toiture mobile. L1 ne doit pas non plus est trop grande par rapport à L2 sinon on aurait en position dépliée un jeu trop grand (J) entre l'extrémité du bac fixe (1) et le bac mobile (2) (voir figure 2). Sur la figure 2 on note aussi l'importance de la position (L3), de l'extrémité du bac de toiture mobile (Pl) par rapport à l'axe XX'. L'extrémité ne peut être en retrait de l'axe XX', sinon les sommets des ondes transversales (Pl) du bac de toiture mobile vont buter sur la face interne des ondes transversales de la toiture fixe (en P2). Pour compenser les jeux de montage, la cote (L3) n'est pas nulle, le bac de toiture mobile a été légèrement avancé par rapport à l'axe XX'. La position décentrée de l'axe d'articulation Y des goussets (8) et (11) par rapport à l'épaisseur de la structure de toiture mobile (3) n'est pas obligatoire. Toutefois ce désaxage correspond à la position permettant d'obtenir l'encombrement (L4) le plus faible, de même la moindre avancée du bac fixe (1) par rapport à l'aplomb de la façade. La distance de l'axe Y à la façade a été dimensionnée de telle façon à ménager un espace (L5) en figure 4, pour ne pas venir écraser les accessoires éventuellement fixés sur la façade (exemple: volets). Une planche (5) est fixée transversalement à la pente de toiture fixe, caractérisée par sa position largement avancée par rapport à l'aplomb de la façade. Cette position avancée permet de positionner la dernière rangée de vis (14) sur les bacs de toiture fixe (1) le plus près possible de l'extrémité de bac fixe débordant lui aussi de la façade. La planche (5) vient en contact avec le fond d'onde (lb) du bac de toiture fixe (1), permettant un bon couple de serrage pour la vis équipée d'une rondelle d'étanchéité (acier + caoutchouc). La position reculée du bac de toiture mobile (2) par rapport à l'extrémité du bac fixe (1) est aussi une caractéristique remarquable. Elle permet de conserver une onde transversale (P6) en extrémité de bac mobile (2), sans que cette dernière vienne heurter (en P4) celle de la toiture fixe (en P3) lors des manoeuvres de repli ou de déploiement de la toiture mobile. Cette dernière onde transversale sur le bac de toiture mobile, forme un obstacle et donc un écran contre les projections d'eau qui peuvent passer entre les deux tôles de toiture en (J). L'étanchéité est ensuite complétée par la pose d'un joint (13) compressible, collé sur le sommet d'onde d'extrémité du bac mobile. L'ensemble constitue une "chambre d'étanchéité", qui permet d'obtenir une étanchéité parfaite de la jonction des deux toitures par le simple de la relever et de la positionner dans le prolongement de la pente de la toiture fixe (1). On a une double barrière d'étanchéité à l'eau et une à l'air, tout en permettant de ne pas emprisonner d'eau dans la zone de recouvrement des deux toitures, afin de ne pas favoriser la corrosion de ce qui deviendrait alors un corps creux. C'est pourquoi il n'y a pas de joint en extrémité de recouvrement (en J), afin de permettre à l'eau infiltrée dans la "chambre d'étanchéité" de s'évacuer naturellement par gravité. La solution énoncée par le demandeur de l'invention pour traiter l'étanchéité offre l'énorme avantage de ne pas nécessiter de monter sur le toit pour faire cette étanchéité, ne nécessitant ni pose d'accessoires, ni ajout de fixation ni de joint, après avoir relevé la toiture. Pour favoriser la quasi invisibilité de la jonction, en assurant un bon emboîtement du bac de toiture mobile sous l'extrémité du bac de toiture fixe, il peut ajouter des rivets (17) qui plaqueront suffisamment entre elles les tôles de toiture juxtaposées et se chevauchant pour constituer toute la longueur de toiture fixe ou mobile (figure 3). Cela est surtout utile pour compenser l'absence de fixation en extrémité du bac fixe(en zone P5) (voir figure 5), comme cela devrait est préconisé par les fabricants de ce type de bac de toiture. La figure 15 illustre l'invention appliquée cette fois à des bacs toitures ne présentant que des ondes longitudinales. La seule modification concerne l'étanchéité , du fait de l'absence d'onde transversale pour faire écran aux projections d'eau. Du fait aussi en raison qu'il faut réduire le plus possible l'encombrement de l'extension et donc limiter la zone de débordement du bac fixe par rapport à la façade, ce qui limite la longueur du recouvrement des deux bacs. L'étanchéité est ici assurée par la présence deux joints distants entre eux. Le joint (29) est collé en suivant les ondes sur la face interne du bac de toiture fixe. Le joint (30) est collé sur la face externe du bac de toiture mobile. Les deux joints sont de type compressible et sont comprimés lors de la mise en place de la toiture mobile. Le premier joint (29) forme un premier écran contre les projections d'eau apportées par le vent, et évite les remontées par capillarité sous la face interne du bac fixe (27). le deuxième joint assure qu'aucune infiltration n'ira au delà de l'extrémité du bac mobile. Pour maintenir l'extension de toiture en place, la figure 12 illustre des jambes de forces (corbeaux) (25) montée sur la façade à l'aide de charnières (26). Les corbeaux peuvent ainsi être rabattus le long de la façade pendant le transport, à l'extérieur de la zone de toiture mobile (elle aussi rabattue), comme le montre la figure 12 ou à l'intérieur comme illustré sur les figures 13 et 14. Ce deuxième cas est utile s'il n'y a pas assez de place sur la façade, lorsque la toiture mobile est repliée, pour rabattre les jambes de force de part et d'autre de la dite toiture mobile. Pour y parvenir la pièce verticale de la jambe de force {25), liée à la façade par la charnière {26) est descendue par rapport au dessous du cadre de toiture mobile (3) de la distance (L6). Cela permet à la traverse de tête (4) du cadre de toiture mobile, d'échapper le jambage verticale du corbeau (25), lorsque la toiture mobile est rabattue. La Longueur (L7) des jambes de force est inférieure à la largeur (L8) entre le cadre de la structure de toiture mobile (3) et la première panne (24). De fait les jambes de forces échappent la structure de toiture mobile lorsque celle-ci est rabattue contre la façade, après avoir préalablement rabattu les jambes de force vers l'intérieur de la zone réservée à la toiture mobile. Il n'y a donc pas superposition de l'épaisseur du cadre (3) et des jambes de force (25), afin de limiter l'encombrement de l'ensemble ainsi replié. 2. 3. 4. 5. REVENDICATIONS 1. Extension ou portion de toiture repliable, composée d'un cadre et de pannes formant une structure sur laquelle sont fixés des bacs de toiture et disposant de charnières d'articulation en sommet du cadre de toiture repliable (4), elle-même reliées à la façade de la construction à tenante, de telle manière que l'extension de toiture puisse se rabattre le long de la façade pendant le transport de la construction et se positionner dans le prolongement de la pente de toiture de la construction en phase d'utilisation, avec une jonction des deux toitures quasi invisible. Extension de toiture repliable selon la revendication 1 caractérisée en ce que la position de l'axe d'articulation (Y) de la dite extension est positionnée de telle manière que la distance (L1) de l'axe (Y) à la face interne du bac de toiture fixe est supérieure à la distance (L2) de l'axe (Y) au sommet d'onde d'extrémité du bac de toiture mobile (P1). Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la position de l'extrémité du bac de toiture mobile (P1), lorsque celle-ci est dépliée, n'est pas en retrait de l'axe XX' , avec une distance (L3), de l'extrémité du bac mobile (P1) par rapport à l'axe XX', supérieure ou égale à zéro. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par la position reculée du bac de toiture mobile (2) par rapport à l'extrémité du bac de toiture fixe (1) de manière à disposer d'une onde transversale (P6) en extrémité de bac mobile, formant un obstacle contre les projections d'eau et donc une barrière d'étanchéité, sans que cette dernière vienne heurter (en P4) l'onde transversale du bac de toiture fixe(en P3) lors des manoeuvres de repli ou de déploiement de la toiture mobile. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par un joint d'étanchéité compressible (13) collé en sommet de la dernière onde d'extrémité du bac de toiture mobile, assurant une étanchéité complémentaire. 6. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par la mise en place de deux joints d'étanchéité compressibles, distants l'un de l'autre, l'un collé sur la face interne du bac de toiture fixe et l'autre sur la face externe de bac de toiture mobile, dans le cas de bacs de toiture ne présentant que des ondes longitudinales (OL) 7. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par la présence d'une planche (5) en position largement avancée et donc débordant de l'aplomb de la façade dans le but de placer la dernière rangée de vis de fixation des bacs de toiture fixe, le plus près de leur extrémité. 8. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par la pose de rivets (17) au travers de la jonction latérale des bacs de toiture juxtaposés pour compenser l'absence de fixation dans la charpente en extrémité de la jonction des bacs de toiture fixe sur mobile. 9. Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par des articulations formant charnières constituées de goussets 9) et d'un axe, soudés sur des platines de fixation (8) sur la structure de toit repliable et la façade, disposant de trous oblongs permettant d'aligner les ondes longitudinales (OL) des bacs de toiture fixe avec celles des bacs de la toiture mobile d'extension. 10.Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par des jambes de force articulées sur charnières, pouvant se rabattre de part et d'autre de la toiture mobile elle même rabattue sur la façade. 11.Extension de toiture repliable selon la revendication 10 caractérisée par des jambes de forces {25) articulées sur la façade ayant une longueur (L7) inférieure à la distance (L8) entre le cadre de la structure de toiture mobile (3) et la première panne (24), avec la pièce verticale de la jambe de force (25) descendue de la distance (L6) par rapport au dessous du cadre de toiture mobile (3), permettant de replier les jambes de force vers l'intérieur en échappant la structure de toiture mobile lorsque celle-ci est rabattue. 12.Extension de toiture repliable selon l'une des revendications précédentes caractérisée par des pannes de structure de toiture mobile réalisée de manière composite par une âme en acier galvanisé (21) comportant des ailes de fixation pliées à 90 en ses extrémités, fixée sur une planche rainurée (22) sur une profondeur égale à l'épaisseur du voile d'acier (21), de telle manière que la pièce d'acier vissée soit encastrée dans cette planche et que son épaisseur ne soit pas visible par le dessous de la panne, sa face étant masquée par l'ajout d'une deuxième planche (23) venant se visser dans la première, en échappant le voile d'acier grâce à de larges perforations (F3).