Brevet FR2877028A1 — publié le 20060428

L'invention concerne l'aménagement des combles d'habitation. Les couvertures de bâtiments sont portées par des charpentes constituées de fermes ayant pour fonction de reporter latéralement sur les murs de façade les charges supportées par la toiture. Ces charges tant statiques que dynamiques, sont telles que lorsque la toiture et la charpente ont une masse importante, il est nécessaire de prévoir dans la construction des murs de refend. Dans la construction de maisons individuelles, on rencontre très fréquemment des combles dits perdus , dans lesquels la structure haute des murs n'est pas calculée pour supporter un plancher et dans lesquels la charge de la toiture est supportée par des t o fermettes industrialisées (parfois appelées fermettes américaines), qui peuvent être en bois ou en métal, et qui comportent des contreventements qui encombrent l'espace sous toit, rendant ce dernier inutilisable. On évalue à environ 50% la part des constructions neuves qui possèdent des combles perdus. Depuis une quinzaine d'années, le besoin s'est fait jour d'augmenter la surface 15 habitable des maisons individuelles à combles perdus, en récupérant cet espace inutilisable sous toit, par suppression de ces contreventements. Cette récupération d'espace pose un double problème technique: celui de la modification de la charpente avec le moins de pièces de remplacement possible et celui de la création d'une structure de plancher. Plusieurs procédés d'aménagement de combles ont été déjà proposés et mis en oeuvre sur le marché. Ils se divisent en deux grandes catégories: les procédés utilisant des matériaux en bois d'une part, et ceux qui utilisent des matériaux métalliques d'autre part. On trouve une description générale de ces procédés dans un article intitulé L'espace récupéré publié dans la revue L'ENTREPRENEUR datée du 21-12-92 au 21-02-93. Le brevet FR 2.518.612 décrit un procédé d'aménagement de combles qui consiste à former, par des bracons fixés aux entraits et aux arbalétriers des fermettes, un couloir vertical s'étendant d'un mur pignon à l'autre et dans lequel on assemble une poutre triangulée. Cette poutre triangulée est mise sous tension par des tirants, de manière à provoquer un soulèvement de la toiture de quelques millimètres et reprendre l'essentiel des charges de la toiture, ce qui permet de supprimer les contreventements des fermettes. Les charges se reportent sur ces deux poutres et, par leur intermédiaire sur les murs pignons. Dans le certificat d'addition FR 2.551.789 est décrit un procédé dans lequel les poutres qui s'étendent d'un mur pignon à l'autre portent des solives interposées entre les 5 fermettes et sur lesquelles on pose le plancher. En raison de la diversité extrême des modèles de maisons individuelles existant sur le marché, chaque chantier d'aménagement de comble est spécifique et nécessite un approvisionnement spécifique des matériaux propres à chaque chantier. Il n'est pas possible de réaliser à partir des mêmes éléments modulaires des aménagements de combles dans des toitures à pentes différentes. La présente invention a pour but de procurer des éléments modulaires et un procédé de mise en oeuvre qui puissent être utilisés quelle que soit les dimensions et la configuration des toitures à modifier et sans avoir à procéder à l'enlèvement de ces toitures. Dans ce but, la présente invention a pour objet un procédé d'aménagement de combles sous une toiture dont la charpente est constituée de fermettes industrielles contreventées caractérisé par les étapes suivantes: - on fixe sur les entraits des fermettes existantes des solives s'étendant d'un mur façade à l'autre, - on approche de la base des arbalétriers des renforts métalliques dont l'extrémité basse est solidaire d'une articulation, - on fixe l'articulation des renforts sur les solives et les renforts sur les arbalétriers, - on approche de la partie haute des arbalétriers des faux-entraits dont au moins 25 une extrémité est solidaire d'une articulation, - on fixe les faux-entraits sur les arbalétriers, - on assemble à la base des faux-entraits deux lisses de répartition s'étendant sur toute la longueur de la toiture et qui sont fixées à la fois aux faux-entraits et aux arbalétriers des fermettes, - on assemble à la base des entraits deux poutres de répartition s'étendant sur toute la longueur de la toiture et qui sont fixées aux solives d'un coté et, de l'autre, par l'intermédiaire d'une articulation, aux renforts des arbalétriers, - on découpe les contreventements d'origine des fermettes. Grâce à cet ensemble de pièces modulaires préfabriquées (solives, renforts d'arbalétriers, articulations, fautx-entraits, lisses et poutres de répartition), il est possible de réaliser des aménagements de combles à partir des mêmes pièces sur des toitures dont la pente est différente (en général 35 ou 45 ), et dans des combles de dimensions très variables. 1 o Pour rendre le procédé encore plus adaptable, l'invention prévoit en outre les dispositions préférentielles suivantes: - les solives, faux-entraits, lisses et poutres de répartition sont réalisés sur chantier à partir de tronçons de profilés assemblés entre eux par des éclisses et des boulons, - les profilés et tronçons de profilés présentent des rangées de trous calibrés aussi bien dans leurs zones d'assemblage sur les fermettes que dans leurs zones d'assemblage avec les éclisses, l'espacement des trous calibrés dans les zones d'assemblage des profilés sur les fermettes est au pas de 4 cm, - l'espacement des trous calibrés dans les zones d'assemblage des tronçons de profilés avec les éclisses est au pas de 6 cm, - les pattes d'assemblage des pièces d'articulation comportent des lumières oblongues, - pour l'assemblage des tronçons de profilés avec les éclisses, on utilise des boulons dont le fût comporte trois parties: une partie adjacente à la tête dont le diamètre est égal au diamètre interne du trou d'assemblage, et s'étend sur une longueur au plus égale à l'épaisseur additionnée des âmes des profilés et de celles des éclisses, une partie intermédiaire en forme de cône de section décroissante en direction de l'extrémité libre filetée du fit et s'étend sur une longueur au plus égale à la distance entre la première partie du fût et la place externe d'une rondelle enfilée sur le fût avant l'engagement d'un écrou de serrage et une partie d'extrémité filetée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention, en référence aux 5 dessins annexés dans lesquels: - les figures la à 1i sont la représentation schématique des diverses étapes du procédé de l'invention, - la figure 2 est une vue générale d'un ensemble de fermettes industrielles en cours de modification par mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 3 est une vue de détail agrandie de la liaison basse entre une solive, un renfort d'arbalétrier et une poutre de répartition selon l'invention, - les figures 3a et 3b représentent en perspective, des articulations utilisées respectivement pour la fixation des renforts sur les solives (figure 3a) et la fixation de la poutre de répartition sur les renforts (figure 3b), - la figure 4 est une vue de détail agrandie de la liaison haute entre un faux-entrait, une lisse de répartition et un arbalétrier selon l'invention, - la figure 4a représente en perspective, l'articulation utilisée pour la fixation du faux-entrait et des lisses de répartition, - la figure 5 est une vue schématique du montage d'une solive à partir de deux 20 demi-solives et d'une éclisse selon l'invention, - la figure 6a est une vue en coupe agrandie montrant l'assemblage des demi-solives et des éclisses au moyen d'un boulon spécifique, - la figure 6b est une vue en coupe agrandie d'un mode préférentiel de réalisation da boulon de la figure 6a, - la figure 7 est une vue en section d'une demi-solive, - la figure 8 est une vue en section d'une éclisse d'assemblage des demi- solives, - la figure 9 est une vue en section d'un renfort fixé sur un arbalétrier, - la figure 10 est une vue en section d'un faux-entrait, - la figure 11 est une vue générale en perspective d'un plancher autoporteur réalisé à partir des éléments modulaires utilisés par le traitement des fermettes, - la figure 12 est une vue schématique _ d'une équerre de fixation d'une entretoise sur une solive. Les figures 1 a à 1 i sont neuf vues en élévation, qui retracent schématiquement les étapes caractéristiques de réalisation d'une opération d'aménagement de combles selon l'invention. La vue la représente une fermette industrialisée connue 1 posée sur le haut des murs façades 2a, 2b d'une habitation. La fermette 1 est constituée de pièces en bois ou métalliques, à savoir un entrait 3, deux arbalétriers 4a, 4b, et des contre-fiches 5. De telles fermettes sont disposées à intervalles à peu près réguliers sur toute la longueur de façade de l'habitation (voir figure 2). En général dans une maison individuelle, en fonction du calcul des charges théoriques, on préconise un espacement des fermettes de l'ordre de 60 cm ou 80 cm. Cependant, ces consignes de montage ne sont jamais respectées avec précision. Dans la pratique, on constate une tolérance de quelques centimètres par rapport à cette valeur de consigne. Les contre-fiches 5 rendent inutilisable l'espace intérieur défini par les entraits 3 et les arbalétriers 4. Sur la vue lb, on voit que dans une première étape du procédé de l'invention on a fixé sur l'entrait une solive 6 qui s'étend sur toute la longueur de l'entrait (masqué sur les vues lb à l i). Comme on le voit sur la figure 5, une solive 6 est réalisée par aboutage de deux demi- solives 6a, 6b au moyen d'une éclisse 7. A cet effet l'âme des demi- solives 6a, 6b et celle de l'éclisse 7 comportent une rangée de trous 8 de même diamètre espacés les uns des autres, de préférence au pas de 6 cm. Pour l'assemblage on utilise un boulon 9 spécifiquement conçu en vue d'éliminer tout risque de jeu entre l'éclisse et les demi-solives. Le boulon 9 est représenté sur la vue en coupe agrandie de la figure 6a. Il comporte un fût en trois parties 10a, 10b, 1 Oc. La partie 10a adjacente à la tête 11 est de diamètre égal au diamètre interne des trous 8 et s'étend sur une longueur au plus égale à l'épaisseur des âmes des solives 6 et des éclisses 7 lorsqu'elles sont juxtaposées. La partie intermédiaire 10b est un cône de section décroissante en direction de l'extrémité libre 10c du fût; elle s'étend sur une longueur au plus égale à la distance entre la première partie du fût et la face externe de la rondelle 12 enfilée sur le fût avant l'engagement de l'écrou de serrage 13. La partie d'extrémité 10c est filetée. Ces dispositions assurent un montage particulièrement aisé des demi-solives 6 avec un auto-centrage des pièces et une butée de vissage qui assure un serrage idoine instinctif, ce qui est particulièrement avantageux dans les conditions d'encombrement réduit dans lesquelles s'effectue la mise en oeuvre du procédé. Dans un mode de réalisation préférentiel, représenté sur la figure 6b, du boulon 9 la première partie 10a du fût s'étend sur une longueur inférieure à l'épaisseur de la demi-solive 6, tandis que le cône 10b s'étend depuis la partie l0a jusqu'à la face externe de la rondelle 12. Cette disposition permet de rattraper automatiquement tout jeu éventuel entre les trous d'assemblage de demi-solives et ceux des éclisses sans risque de déformation du métal, tout en assurant une application parfaite de la tête 11 du boulon sur l'âme de la solive. Les demi-solives 6a, 6b et les éclisses 7 sont par exemple des profilés dont la section est visible sur les figures 7 et 8. Les âmes des demi-solives 6 peuvent être percées de fenêtres 14 pour le passage de gaines, canalisations et autres câblages. L'extrémité libre des demi-solives est de préférence découpée en pente comme on le voit sur les figures. Sur la vue 1c on voit que dans une deuxième étape on approche des arbalétriers 4a, 4b un renfort 15 dont une extrémité est solidaire d'une articulation 16 pour être fixé sur la solive 6 dans l'angle formé par cette dernière avec l'arbalétrier adjacent. Ce montage est visible plus en détail sur les figures 2 et 3. L'articulation 16 représentée sur la figure 3a, est constituée par deux pièces en équerre 16a, 16b réunies entre elles par un axe pivotant 17 et dont les pattes libres sont munies de lumières oblongues 18 pour permettre leur fixation respectivement à la solive 6 et à l'arbalétrier adjacent 4a ou 4b. Le renfort 15 est un profilé qui s'étend au moins sur une partie de la longueur d'un arbalétrier de manière à ce qu'en service il recouvre au moins une face de l'arbalétrier depuis le niveau supérieur de la solive 6 jusqu'au dessus du faux-entrait 20 qui sera décrit plus en détail plus loin. La section du renfort 15 est montrée sur la figure 9. Sur la figure 3 on voit que la table supérieure de la solive 6 comporte une rangée 30 de trous 19, espacés de préférence au pas de 4 cm. Ils servent à la fixation de l'articulation 16 et de la poutre de répartition qui sera décrite plus en détail par la suite. On voit que grâce à l'articulation 16 et à la rangée de trous 18, il est possible de régler avec précision in situ la position angulaire d'un renfort 15 en fonction de celle de l'arbalétrier sur lequel on l'applique. Le renfort 15 est alors fixé à l'arbalétrier par tout moyen convenable, par exemple des vis auto-taraudeuses (non représentées sur les figures). Sur la vue ld de la figure 1, les flèches montrent les mouvements d'approche des renforts 15 et d'application contre les arbalétriers 4a, 4b. Sur les vues le et 1f de la figure 1 on voit la mise en place du fauxentrait 20. Ce faux-entrait est un profilé métallique solidaire à ses extrémités d'articulations 21 analogues aux articulations 16 décrites cidessus pour les renforts 15. Chaque articulation 21, représentée sur la figure 4a est fixée aux renforts 15 des arbalétriers 4a et 4b de façon à prendre une position d'arc-boutement parallèle à la solive 6. La section du profilé formant le faux-entrait 20 est représentée sur la figure 10. A chacune de ses extrémités, la table supérieure d'un faux-entrait 20 présente une rangée de trous 22 pour la fixation des lisses de répartition qui seront décrites plus loin. De manière avantageuse, le faux-entrait 20 peut être réglable en longueur, par exemple en étant constitué de deux demi-profilés solidarisés entre eux par une éclisse de manière analogue au système décrit plus haut en relation avec la solive 6. Le montage du faux-entrait sur les arbalétriers 4a, 4b est montré plus en détail sur les figures 2 et 4. Une fois que toutes les fermettes de la charpente à modifier ont été équipées des solives, renforts et faux-entraits ci-dessus décrits, on procède à la mise en place de lisses 23 de répartition des charges comme cela est représenté aux figures l g et 4. Ces lisses 23 sont des profilés métalliques dont la section est visible sur la figure 4. Elles sont placées sur les faux-entraits 20, au moyen d'articulations 21, identiques aux articulations fixées aux extrémités du faux-entrait 20, fixées aux renforts 15 d'arbalétriers, et de boulons 24 engagés dans les lumières oblongues des articulations 21 et dans les trous 22 d'extrémité des fauxentraits 20. Ensuite, comme montré sur les figures 1h et 3, on met en place de manière analogue sur les solives 6, des poutres 25 de répartition. Les poutres 25 sont des profilés métalliques dont la section est visible sur la figure 3. Elles sont posées sur les solives 6, au moyen d'articulations 26, représentées sur la figure 3b, du même type que les articulations 16 et 21, et de boulons 27 engagés dans les lumières oblongues des articulations 26 et les trous 19 des solives 6. Comme les solives 6 et les faux-entraits 20, les lisses 23 et les poutres 25 peuvent être constitués de deux ou plusieurs tronçons de profilés assemblés entre eux par des éclisses. Cette disposition procure deux résultats: d'une part une capacité de réglage pour l'adaptation de ces pièces aux dimensions réelles des combles à aménager, d'autre part un encombrement et un poids moindres pour une manutention plus aisée dans un espace encombré. Enfin, on découpe les contreventements 5 dans l'espace défini par les solives 6, les arbalétriers 4a, 4b et leurs renforts 15, et les fauxentraits 20, comme représenté schématiquement sur la figure li. De préférence, on fixe la partie des contreventements 6 qui subsiste, audessus du faux-entrait 20, sur ledit faux-entrait. L'utilisation de demi-solives 6 pour le renforcement des entraits 3 permet, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, de réaliser un plancher d'une seule portée sans appui intermédiaire, ce qui supprime la nécessité de la présence de murs de refend. Sur la figure 11, on voit en effet que les solives 6 sont solidarisées entre elles par des entretoises 26 et maintenues écartées par des liernes 27 d'extrémité. La résistance de la structure ainsi obtenue permet de découper les entraits des fermettes pour la mise en place de chevêtres 28 pour les trémies de conduit de cheminée et d'escalier. On a représenté sur la figure 12, la fixation des entretoises 26 aux âmes des solives 6 au moyen d'équerres 30 comportant des fentes oblongues pour le passage de boulons de serrage. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, en 25 particulier c'autres sections de profilés métalliques et d'autres formes d'articulations peuvent être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'aménagement de combles sous une toiture dont la charpente est constituée de fermettes industrielles contreventées caractérisé par les étapes suivantes: - on fixe sur les entraits des fermettes existantes des solives (6) s'étendant d'un mur façade à l'autre, - on approche de la base des arbalétriers des renforts métalliques (15) dont l'extrémité basse est solidaire d'une articulation (16), - on fixe l'articulation des renforts sur les solives et les renforts sur les arbalétriers, - on approche de la partie haute des arbalétriers des faux-entraits (20) dont au moins une extrémité est solidaire d'une articulation (21), - on fixe les faux-entraits sur les arbalétriers, - on assemble à la base des faux-entraits deux lisses (23) de répartition s'étendant sur toute la longueur de la toiture et qui sont fixées à la fois aux faux-entraits et aux arbalétriers des fermettes, - on assemble à la base des entraits deux poutres de répartition (25) s'étendant sur toute la longueur de la toiture et qui sont fixées aux solives d'un coté et, de l'autre, par l'intermédiaire d'une articulation (26), aux renforts des arbalétriers, on découpe les contreventements d'origine des fermettes. 2. Procédé d'aménagement de combles selon la revendication 1 caractérisé en ce que les solives (6), faux-entraits (20), lisses (23) et poutre de répartition (25) sont réalisés sur le chantier à partir de tronçons de profilés assemblés entre eux par des éclisses et des boulons. 3. Procédé d'aménagement de combles selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les extrémités de la table supérieure des solives (6, 6a, 6b) comporte une rangée de trous (19) de réglage. 4. Procédé d'aménagement de combles selon la revendication 3 caractérisé en ce que les trous (19) sont écartés au pas de 4 cm. 5. Procédé d'aménagement de combles selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que l'âme des solives (6), fauxentraits (20), lisses (23) poutre de répartition (25) et celle des éclisses (7) sont percées de trous de réglage (8). 6. Procédé d'aménagement de combles selon la revendication 5 caractérisé en ce que les trous (8) sont écartés au pas de 6 cm. 7. Procédé d'aménagement de combles selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les articulations (16, 21, 26) sont constituées par deux pièces en équerre réunies entre elles par un axe pivotant et dont les pattes libres sont munies de lumières oblongues. 8. Procédé d'aménagement de combles selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les renforts (15) ne s'étendent que sur une partie de la longueur des arbalétriers (4). 9. Procédé d'aménagement de combles selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le faux-entrait (20) est équipé d'articulations (20) à chacune de ses extrémités. 10. Procédé d'aménagement de combles selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que caractérisé en ce que les solives (6, 6a, 6b) sont solidarisées entre elles par des entretoises (26) de manière à former un plancher d'une seule portée. 11. Boulon pour l'assemblage entre eux des tronçons de profilés et d'éclisse pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que son fût comporte trois parties (10a, 10b, 10c). 12. Boulon selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première partie (10a) de son fût s'étend sur une longueur inférieure à l'épaisseur du profilé, et en ce que sa partie intermédiaire en cône (10b) s'étend depuis la partie (l0a) jusqu'à la face externe de la rondelle (13).