Brevet FR2877026A1 — publié le 20060428

Poutre faîtière pour ossature de construction modulaire métallique et système de charpente pour toiture de construction modulaire La présente invention concerne une poutre faîtière pour ossature de construction modulaire métallique, telle que pergola, kiosque, véranda, bâtiment industriel, ladite poutre étant destinée à être mise en place entre les éléments de charpente, tels que fermes, chevrons et les plaques de couverture d'une toiture, ainsi qu'un système de charpente pour toiture de construction io modulaire. Les poutres faîtières sont bien connues à ceux versés dans cet art. Jusqu'à présent, toutefois, les charpentes incorporant de telles poutres assurent une ventilation insuffisante des constructions modulaires équipées de telles is charpentes. Un but de la présente invention est donc de proposer une poutre faîtière et un système de charpente modulaire incorporant une telle poutre qui soient très faciles à monter et qui procurent, sans avoir recours à une machinerie consommatrice d'énergie, une aération améliorée. A cet effet, l'invention a pour objet une poutre faîtière pour ossature de construction modulaire généralement métallique, telle que pergola, kiosque, véranda, bâtiment industriel, ladite poutre étant destinée à être mise en place entre les éléments de charpente, tels que fermes et les plaques de couverture d'une toiture, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins trois éléments assemblables, le premier élément affectant la forme d'un profilé creux cloisonné longitudinalement par une âme de raidissage, des orifices d'aération étant ménagés sur au moins deux faces dudit profilé, en disposition superposée, pour générer une circulation d'air d'assainissement entre l'intérieur et l'extérieur de la construction, le deuxième élément étant constitué par un chapeau de recouvrement se superposant, à écartement, de la face supérieure du profilé creux pour canaliser les eaux pluviales de part et d'autre dudit profilé, le troisième élément se présentant sous forme d'un profilé ou d'une plaque mobile entre une position d'ouverture des orifices d'aspiration du premier élément et une position d'obturation totale ou partielle des orifices d'aspiration du premier élément. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le profilé creux constitutif du premier élément est formé de deux parties qui, à l'état assemblé, forment un caisson dont les faces latérales sont munies chacune d'une aile débordant de la face latérale du caisson pour former une surface de réception et d'appui to d'éléments de charpente et de plaques de couverture. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la poutre faîtière est munie, en un emplacement déterminé de sa longueur, d'une cheminée munie d'une virole interne en forme de pente et contre-pente pour former un venturi, l'embase du cône comportant un pied d'appui sur les plaques de couverture adjacente de manière à former une fente d'arrivée d'air entre le haut du caisson constitutif du premier élément et l'intérieur de la cheminée. L'invention a encore pour objet un système de charpente pour toiture de construction modulaire, caractérisé en ce qu'il comporte une poutre faîtière du type précité, pour la réception de chevrons, qui, à l'opposé de la poutre faîtière, reposent sur une ceinture de l'ossature et sont immobilisés à cette dernière par l'intermédiaire d'une clé de verrouillage assurant une immobilisation axiale et latérale des chevrons. Dans un mode de réalisation préféré du système de charpente, la clé de verrouillage se présente sous forme d'une équerre constituée d'une platine d'application sur le sommet de la ceinture et d'une branche perpendiculaire à la platine présentant une découpe trapézoïdale pour retenir les ailes de l'élément de chevron. La platine est équipée d'un élément, tel qu'un picot, coopérant par pénétration avec au moins un orifice ménagé à la base du chevron pour obtenir une immobilisation axiale. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'une ébauche de bâtiment montrant la disposition relative des divers éléments modulaires du système de charpente selon l'invention; la figure 2 représente une vue schématique partielle, en position partiellement éclatée des éléments la constituant, d'une poutre faîtière lo conforme à l'invention; la figure 3 représente à nouveau une vue schématique partielle en perspective d'une poutre faîtière conforme à l'invention, en position éclatée des éléments la constituant; la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une poutre faîtière conforme à l'invention en position assemblée des éléments la constituant; la figure 5 représente vue schématique partielle d'une cheminée; la figure 6 représente une vue schématique partielle de la conception intérieure de la cheminée de la figure 5; la figure 7 représente une vue schématique en coupe verticale illustrant l'assemblage de la poutre faîtière et de la cheminée conformes à l'invention avec des plaques de couvertures; la figure 8 représente une vue générale d'une platine de fixation d'un 30 chevron, conforme à l'invention; la figure 9 représente une vue schématique montrant l'assemblage d'un chevron sur une panne sablière au moyen de la platine de la figure 8; la figure 10 représente une vue en perspective en bout d'une poutre faîtière conforme à l'invention munie d'une cheminée et la figure 11 représente une vue schématique partielle en perspective d'un autre mode de réalisation d'une poutre conforme à l'invention. Sur la figure 1 on voit un bâtiment de type véranda, constitué de piliers 1 régulièrement répartis entre une semelle 2 et un chaînage formé par les io poutres sablières 3 masquées par un chéneau 4. Des éléments 9 de contreventement s'étendent entre piliers 1 et poutres 3 sablières. Sur le chaînage reposent des fermes 5 portant des pannes 6 sur lesquelles reposent les chevrons 7. Les fermes 5 sont reliées entre elles par les poutres faîtières 8 portant des cheminées 23. Comme l'illustrent les figures 2 à 4, la poutre 8 faîtière est quant à elle formée d'au moins trois éléments assemblables. Le profilé creux, constitutif du premier élément 10, est formé de deux parties 11, 12 qui, à l'état assemblé, forment un caisson dont les faces latérales sont munies chacune d'une aile 15 débordant de la face latérale du caisson pour former une surface de réception de chevron 7 et de plaques 28 de couverture. La partie 11 supérieure du caisson affecte la forme générale d'un U dont l'âme et les branches sont respectivement réalisées au moyen d'un dièdre. L'autre partie 12, destinée à constituer la partie inférieure du caisson, est quant à elle réalisée sous forme d'une platine à bords relevés. Ainsi, à l'état assemblé de la platine 12 au profilé 11, la platine 12 vient fermer le profilé 11 de manière telle que cette platine fait saillie de part et d'autre des branches du U pour constituer des ailes 15 servant de surface d'appui et de réception des éléments 7 de charpente et des plaques 28 de couverture. Ce premier élément 10 est cloisonné longitudinalement par une âme 17 de raidissage formée au moyen d'une plaque perforée comme l'illustre la figure 3. Des orifices 13, 14 d'aération sont ménagés sur au moins deux faces du profilé ainsi constitué. Ces orifices d'aération sont en disposition superposée pour générer une circulation d'air d'assainissement entre l'intérieur et l'extérieur de la construction. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les orifices 14 d'aération d'aspiration sont ménagés sur la face inférieure du caisson, dans la partie 12 inférieure dudit caisson, tandis que les orifices 13 d'aération d'évacuation sont ménagés dans la face supérieure du caisson réalisée sous forme d'un dièdre. Ainsi, les deux faces de ce dièdre sont munis d'orifices 13 d'aération d'évacuation. Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 11, les orifices 14 d'aération d'aspiration peuvent être ménagés de manière équivalente sur les io faces latérales du caisson. Grâce à la présence de ces orifices, on comprend que l'air chaud s'accumulant sur la toiture peut passer à l'intérieur de la poutre 8 par les orifices 14 d'aération d'aspiration et être évacué par les orifices 13 d'aération hauts. Le fait que les ouvertures d'aspiration soient disposées au-dessous des ouvertures d'évacuation génère un mouvement de circulation de l'air de l'intérieur de la construction vers l'extérieur. Dans cet autre mode de réalisation représenté à la figure 11, le profilé creux peut être formé par l'assemblage d'une partie haute de section en oméga et d'une partie basse de section en U dont au moins l'une des rives comporte des ouvertures 14 d'aspiration. Les ailes horizontales de la partie haute de section en oméga prennent appui sur les rives de la partie basse. Des ouvertures 13 d'évacuation sont disposées dans la face supérieure de la partie haute. Le fonctionnement est analogue à celui décrit ci-dessus. Indépendamment de la solution retenue, on dispose toujours d'ailes 15 qui font saillie du caisson et qui constituent les surfaces d'appui de chevrons 7 et autres éléments de charpente et de plaques 28 de couverture ou de vitrage. Comme l'illustre la figure 3, selon un mode de réalisation avantageux, le bord des ailes 15 est relevé et comporte des encoches ou échancrures 18 assurant le positionnement des chevrons 7 et leur calage latéral. En effet, dans une solution préférée, le premier élément 10 comporte, sur ses flancs latéraux, des ouvertures 18, 19 d'assemblage aux chevrons 7 pour les immobiliser dans la position de montage souhaitée. Dans l'exemple représenté, ce premier élément 10 comporte deux séries d'ouvertures 18, 19 d'assemblage. Chaque ouverture 18 d'assemblage de l'une des séries est constituée par une encoche ménagée sur une bordure des ailes 15 du premier élément 10. La seconde ouverture 19 est quant à elle ménagée dans l'une des faces latérales du caisson et affecte la forme générale d'un T inversé, les chevrons étant eux-mêmes réalisés sous forme de profilé en T inversé. L'âme formant raidisseur 17 profilé constitutif du premier élément de la poutre faîtière peut également être pourvue d'encoches disposées alignées avec les to ouvertures 18 et 19 d'assemblage. Un chevron 7 est ainsi muni sous sa semelle d'une butée qui permet, une fois l'extrémité du chevron enfilée à travers les différentes ouvertures, de retenir le profilé en position par rapport à la poutre faîtière. Cette poutre faîtière comporte, outre ce premier élément, un deuxième élément 22 constitué par un chapeau de recouvrement se ls superposant à écartement de la face supérieure du profilé creux pour canaliser les eaux pluviales de part et d'autre dudit profilé. Ce deuxième élément peut être constitué par une tôle de protection qui surplombe avec écartement la partie supérieure du caisson et forme un guide des eaux pluviales vers les autres parties de la toiture et notamment les plaques 28 de couverture. Le troisième élément de la poutre faîtière se présente quant à lui sous forme d'un profilé ou d'une plaque 20 mobile entre une position d'ouverture des orifices 14 d'aspiration du premier élément 10 et une position d'obturation totale ou partielle desdits orifices. Dans l'exemple représenté, ce troisième élément 20, qui affecte la forme d'un dièdre, est monté mobile par rapport au premier élément 10 dans le sens d'un rapprochement ou d'un écartement de ce dernier en vue de recouvrir, d'une manière de préférence réglable, les orifices 14 d'aspiration du premier élément pour régler le débit d'air d'assainissement. Ce déplacement de la plaque 20 s'effectue par l'intermédiaire de poignées de manoeuvre 21. Lorsque les orifices d'aspiration 14 sont ménagés sur les faces latérales du caisson constituant le premier élément de la poutre faîtière, cette poutre faîtière peut être équipée à titre de troisième élément d'un profilé 20 coulissant de section en U qui épouse la partie basse du caisson et forme un registre de réglage des ouvertures 14 d'aspiration. Les bords supérieurs des rives de ce profilé coulissant peuvent être repliés pour former des ailes horizontales s'ajustant aux ailes 15 horizontales du caisson constitutif du premier élément. Indépendamment du mode de réalisation retenu, il peut être prévu, entre les différents éléments d'assemblage constitutifs de la poutre, une garniture 16 d'étanchéité. io Comme indiqué plus haut, grâce aux ouvertures 13 et 14 dont elle est pourvue, la poutre faîtière 8 génère une circulation automatique de l'air et par conséquent une ventilation du local sans dispositif mécanique auxiliaire. Pour renforcer cette circulation d'air, l'invention prévoit d'adapter, aux extrémités des poutres faîtières, des cheminées 23 à effet venturi dont le principe est illustré par les figures 5 à 7. Bien que l'adaptation aux extrémités de la poutre soit une solution préférée, la poutre faîtière peut être munie, en un emplacement quelconque déterminé de sa longueur, d'une cheminée 23 munie d'une virole interne 25 en forme de pente et contre-pente pour former un venturi. Dans les figures, on voit que la cheminée 23 est constituée par un cône 24 muni à l'intérieur d'une virole 25. L'embase 26 du cône 24 comporte deux pieds 27 d'appui sur les plaques de couverture adjacentes 28 de manière à former une fente 29 d'arrivée d'air entre le haut du caisson 10 constitutif du premier élément 10 et la tuyère de la cheminée 23 comme cela est illustré par la figure 7. La cheminée est protégée des intempéries par un chapeau 30. Les figures 8 et 9 montrent la clé de verrouillage des chevrons sur les pannes sablières 3 de manière à assurer en combinaison avec la poutre faîtière 8 une ossature de toit particulièrement rigide et facile à monter. La clé de verrouillage 31 est formée par une platine dont le bord arrière est muni de deux ailes verticales 32 de part et d'autre d'une encoche médiane 33 dont la largeur correspond à celle d'un chevron 7. L'angle supérieur des ailes 32 dirigé vers le centre de la platine fait saillie pour limiter le débattement du chevron 7 dans le sens vertical, la hauteur des deux saillies par rapport au fond de l'encoche médiane 33 étant suffisante pour permettre le coulissement longitudinal du chevron. Le bord avant de la platine 31 comporte un picot vertical 34 médian coopérant avec une encoche (non visible sur les figures) ménagé dans la semelle d'un chevron 7 pour l'immobiliser dans le sens longitudinal. Grâce à ces dispositions, il suffit de faire coulisser un chevron dans la platine 31 jusqu'à ce que son extrémité opposée traverse l'encoche 18 et pénètre dans l'ouverture 19 de la poutre faîtière 8, puis de positionner l'encoche ou un orifice de sa io semelle sur le picot 34 de la platine 31. Grâce à la présence d'une telle clé de verrouillage et des différentes ouvertures 18, 19 d'assemblage ménagées dans la poutre faîtière, le montage des chevrons et leur immobilisation s'avèrent extrêmement aisés. REVENDICATIONS 1. Poutre (8) faîtière pour ossature de construction modulaire généralement métallique, telle que pergola, kiosque, véranda, bâtiment industriel, ladite poutre (8) étant destinée à être mise en place entre les éléments de charpente, tels que fermes (5) et les plaques de couverture (28) d'une toiture, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins trois éléments assemblables, le premier élément (10) affectant la forme d'un profilé creux cloisonné longitudinalement par une âme (17) de raidissage, des orifices (13, io 14) d'aération étant ménagés sur au moins deux faces dudit profilé, en disposition superposée, pour générer une circulation d'air d'assainissement entre l'intérieur et l'extérieur de la construction, le deuxième élément (22) étant constitué par un chapeau de recouvrement se superposant, à écartement, de la face supérieure du profilé creux pour canaliser les eaux pluviales de part et is d'autre dudit profilé, le troisième élément se présentant sous forme d'un profilé ou d'une plaque (20) mobile entre une position d'ouverture des orifices (14) d'aspiration du premier élément (10) et une position d'obturation totale ou partielle des orifices (14) d'aspiration du premier élément (10). 2. Poutre (8) faîtière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé creux constitutif du premier élément (10) est formé de deux parties (11, 12) qui, à l'état assemblé, forment un caisson dont les faces latérales sont munies chacune d'une aile débordant de la face latérale du caisson pour former une surface de réception et d'appui d'éléments (7) de charpente et de plaques (28) de couverture. 3. Poutre (8) faîtière selon la revendication 2, caractérisée en ce que les orifices (14) d'aération d'aspiration sont ménagés sur la face inférieure ou les faces latérales du caisson tandis que les orifices 30 (13) d'aération d'évacuation sont ménagés dans la face supérieure du caisson. 4. Poutre (8) faîtière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le troisième élément (20), qui affecte, de préférence, la i0 forme d'un dièdre, est monté mobile par rapport au premier élément (10), dans le sens d'un rapprochement ou d'un écartement de ce dernier, en vue de recouvrir, d'une manière de préférence réglable, les orifices (14) d'aspiration du premier élément pour régler le débit d'air d'assainissement. 5. Poutre (8) faîtière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier élément (10) comporte, sur ses flancs latéraux, des ouvertures (18, 19) d'assemblage aux chevrons (7) pour les immobiliser dans la position de montage souhaitée. i0 6. Poutre (8) faîtière selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier élément (10) comporte deux séries d'ouvertures (18, 19) d'assemblage, chaque ouverture (18) d'assemblage de l'une des séries étant constituée par une encoche ménagée sur une bordure des ailes (15) du premier élément (10). 7. Poutre (8) faîtière selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est munie, en un emplacement déterminé de sa longueur, d'une cheminée (23) munie d'une virole interne (25) en forme de 20 pente et contre-pente pour former un venturi. 8. Poutre (8) faîtière selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cheminée (23) comporte une embase (26) munie de deux pieds (27) d'appui sur les plaques de couverture adjacentes (28) de manière à former une fente (29) d'arrivée d'air entre le haut du caisson constitutif du premier élément (10) et la tuyère de la cheminée (23). 9. Système de charpente pour toiture de construction modulaire, caractérisé en ce qu'il comporte une poutre (8) faîtière selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour la réception de chevrons (7), qui, à l'opposé de la poutre faîtière, reposent sur une ceinture de l'ossature et sont immobilisés à cette dernière par l'intermédiaire d'une clé de verrouillage assurant une immobilisation axiale et latérale des chevrons (7). 2877026 Il 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que la clé de verrouillage se présente sous forme d'une équerre constituée d'une platine (31) d'application sur le sommet de la ceinture et d'une branche perpendiculaire à la platine présentant une découpe (33) trapézoïdale pour retenir les ailes de l'élément de chevron (7). 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que la platine (3) est équipée d'un élément, tel qu'un picot to (34), coopérant par pénétration avec au moins un orifice ménagé à la base du chevron (7) pour obtenir une immobilisation axiale.