Brevet FR2882073A1 — publié le 20060818

La présente invention concerne la construction d'une maison à vocation d'habitat familial esthétique et confortable, constituée d'une structure métallique sur laquelle sont fixés des panneaux réalisés en béton armé de faible épaisseur, dont la finition de la face extérieure peut au choix avoir l'apparence du béton lisse, granité ou pierre reconstituée. La maison édifiée sur une dalle de béton armé, est modulable, elle peut être construite sous divers aspects, avec ou sans étage, à partir d'éléments standards de masse et volume réduits, réalisés industriellement, constituant un Kit facilement transportable. La mise en oeuvre d'une maison telle que réalisée traditionnellement nécessite le transport sur le chantier de nombreux matériaux qui dans leur ensemble représente une masse considérable, ils sont destinés à être façonnés sur place par un personnel spécialisé, ce qui a pour conséquence la présence sur le chantier de plusieurs corps de métiers. Dans ces conditions la planification du travail impose des délais d'exécution souvent très long. Toutes ces contraintes entraînent un coût de réalisation élevé. L'édification d'une maison identique, selon l'invention, permet de gagner un temps considérable pour son exécution. Elle consiste en effet à l'assemblage, sur la dalle de béton armé préalablement réalisée, d'éléments préfabriqués industriellement. La caractéristique principale de l'invention réside dans le fait que le gros oeuvre du bâtiment se compose de deux parties. La structure métallique porteuse, d'une part. L'habillage extérieur, constitué de panneaux de remplissage en béton armé, à l'exception des ouvertures d'autre part. Selon l'invention, la structure métallique porteuse est constituée de poteaux verticaux et de traverses horizontales, dont ta particularité réside dans leur conception. En effet, leur caractéristique essentielle est d'être à section triangulaire, triangle dont la base se situe vers l'intérieur et le sommet vers l'extérieur du bâtiment. Cette conception permet qu'elle soit dissimulée entièrement par les panneaux dont elle, est le support, donnant ainsi à l'édifice, l'esthétique souhaité pour unie construction pavillonnaire conventionnelle. L'invention a donc pour but, la construction d'une maison familiale de type conventionnel, réalisée industriellement composé d'un nombre minimum, d'éléments standards, assemblés en pratiquant des opérations faciles à réaliser par un personnel moyennement qualifié. Elle est éventuellement démontable et les éléments réutilisables. Toutes les parties métalliques sont protégées de l'oxydation par peinture ou galvanisation. Les dessins annexés illustrent l'invention: Façade sur rue et pignon gauche du pavillon. Figure 1. Façade sur jardin et pignon droit du pavillon. Figure 2. Plan maison de base. Figure 3. En référence a ces dessins le Kit de construction selon l'invention se compose essentiellement des éléments suivants: La structure métallique, comprenant, les poteaux, les traverses horizontales, les poutres de plancher, les cales, goussets et ferrures de liaison, ainsi que les fermes de charpente. Figures 4 à 26. L'habillage extérieur, comprenant les panneaux de remplissage l'encadrement des ouvertures et la toiture. Figures 27 à 39. L'aménagement intérieure, comprenant les planchers les cloisons et les panneaux d'isolement thermique, réalisés suivent les méthodes habituelles. Chacun de ces éléments sont décrits ci-dessous. Les poteaux. Les poteaux à section triangulaire en tôle d'acier mince, pliée soudée sont de deux types. Le poteau stanclard, de section triangulaire, base 300 mm, hauteur 150 mm, angle au sommet 90 , Figures 5 - 6 - 9. Le poteau d'encadrement des ouvertures, base 150 mm, hauteur 150 mm, angle au sommet 45 , Figure 7 - 8 - '10. Les poteaux sont percés sur toute leur hauteur de trous d'allègement permettant en outre, leur accès interne. Ils reposent sur la dalle de béton armé, sur laquelle ils sont boulonnés, ou sur le poteaux inférieurs dans le cas des pignons et/ou d'un étage.Ils sont distants d'axe en axe de 0.5, 1, 2, ou 3 mètres suivant nécessité. Haut de 3 mètres cale inférieure comprise, leur partie supérieure porte un épaulement destiné à recevoir les poutres métalliques porteuses des hourdis de plancher. Les traverses. Les traverses à section triangulaire, identiques aux poteaux, sont de trois types, les traverses standard les traverses d'encadrement des ouvertures et les traverses de chaînage Figures 11-12-13-14-15-16. en fait, les dimensions hors tout de la section des poteaux et traverses sont plus réduites que cité plus haut du fait des rayons de pliage. Les poutres de plancher: Les poutres de plancher, en tôle d'acier pliée soudée à section en forme de T Inversé d'une hauteur de 150 mm sont solidarisées à la partie supérieure des poteaux ou des traverses de chaînage par boulonnage Figures 17-16-19.Leur longueur est adaptée à la construction. Elles sont réalisées en deux parties reliées par un manchon interne et une ferrure de jonction boulonnés reposant sur une cloison porteuse (refend) .Figure 21 Chaînage horizontal. Le chaînage horizontal est réalisé par les demi-traverses supérieures d'un profil spécialement adapté, solidaires des poteaux et des poutres par l'intermédiaire de goussets en acier boulonnés sur chacune des parties. Figure 22. Cloison porteuse.(refend). Les poutres reposent dans l'axe longitudinal de la maison sur un profilé en U solidaire du chaînage, celui-ci est porté par des poteaux constitués de profilés en I distants de 1 mètre d'axe en axe. Des panneaux de cloison et les huisseries des portes remplissent les intervalles entre poteaux, Figure 20. Pignons. Les pignons sont réalisés suivant le même principe. Les rampants ont une pente de 50% d'où une hauteur des poteaux adaptée pour chacune de leur position, soit: 0,475 - 0,975 - 1,475 - 1,975 mètre, cale comprise dans le cas du projet. Figure 24. Charpente. La charpente est classique, elle se compose de fermes métalliques légères en W dont le plan se situe au droit de chaque poteau, elles sont donc espacées de 1 mètre d'axe en axe. Chaque ferme est solidarisée aux poteaux ou aux traverses de chaînage par des ferrures de liaison boulonnées Les arbalétriers sont constitués d'un profilé en forme de U réalisé en tôle d'acier pliée assemblés au niveau du faîtage par une ferrure boulonnée. Les contre-fiches en tube carré relient les arbalétriers aux poutres qui jouent le rôle d'entrait. Figure 25. Les fermes sont reliées entre elles par des traverses horizontales perpendiculaire à chacune d'elles (cornières espacées d'environ 1 mètre) qui assurent la rigidité de l'ensemble et sur lesquelles est fixée la toiture. Figure 26. Au droit des pignons, un profilé en L relie les poteaux entre eux suivant le rampant, ce profilé sert d'appui aux traverses horizontales qui y sont vissées. Figure 24. Les panneaux. Les panneaux constituent l'habillage extérieur du bâtiment, ils sont préfabriqués, réalisés en ciment armé (treillis soudé) en forme de tronc de pyramide de 45 à base carrée de 1 mètre de coté et de 5 cm d'épaisseur sur la périphérie et 3 cm dans la partie centrale, pour le panneau de référence. Figure 27 Certains de ces panneaux sont réalisés avec une base rectangulaire ou triangulaire adaptée à leur position dans la construction. Figure 28. Au cours de leur fabrication il a été noyé dans ces panneaux des bobines filetées au diamètre intérieur de 10 mm ISO destinées à recevoir les boulons qui assureront leur fixation sur les poteaux par l'intermédiaire d'un profilé adapté à cette fonction. Figures 29 - 30 De par leur conception et leur fixation les panneaux contribuent largement à la rigidité de l'ensemble du bâtiment. Figures 31 32. Exemple: 1,00 mètre x 1,00 mètre S= 1,000 m2 Base carrée Base carrée 0,50 mètre x 0,50 mètre S= 0,250 m2 Base rectangulaire 0,50 mètre x 1,00 mètre S= 0,500 m2 Base triangulaire 0,50 mètre x 1,00 mètre /2 S= 0,250 m2 Base triangulaire 0,25 mètre x 1,00 mètre /2 S= 0,125 m2 Le plancher. Le plancher au niveau de l'étage est composé nous l'avons vu des poutres en acier, espacées de 500 mm dans l'intervalle desquelles sont placés des hourdis ou entrevous constitués de briques creuses é: 75 mm sur lesquelles repose une chape sèche thermo acoustique. Figure 23. Les ouvertures. Les ouvertures portes et fenêtres en bois ou PVC sont au standard normalisé, dans les dimensions imposées par la structure du bâtiment. Ces dimensions sont les suivantes: Largeur: 1 m 1,5 m 2 m 2,5 m 3 m, maximum. Hauteur: 0,5 m 1 m 1,5 m 2 ni. 2,5 m. A l'intérieur des surfaces verticales ainsi définies, sont fixés les encadrements des ouvertures réalisés en béton armé ou en pierre reconstituée, de 100 mm d'épaisseur fixés sur les demi poteaux, et les demi traverses supérieures et inférieures, d'une façon identique à celle des panneaux, par l'intermédiaire de bobines filetées noyées dans ces encadrements au cours de leur fabrication. Figures 33. Exemple: Cas d'une porte d'entrée dont les dimensions imposées par la structure sont de 2,5 m pour la hauteur et 1 m pour la largeur. L'espace ainsi déterminé est limité en largeur, par deux demi-poteaux et en hauteur, par la dalle B.A. au sol, et la demi-traverse supérieure. Après déduction de l'épaisseur de la chape 10 cm et de l'encadrement le tableau disponible pour cette porte est de 2,30 m x 0,80 m. Figures 34 35. Une porte d'entrée au standard 215 x 80 avec imposte conviendra. Cas d'une fenêtre dont les dimensions imposées par la structure sont de 1, 50 m pour la hauteur et 2 m pour la largeur. L'encadrement de cette surface devra comprendre à sa partie inférieure, un appui à larmier de 15c:m d'épaisseur, les trois autres parties de l'encadrement étant comme pour la porte de 10 cm d'épaisseur, le tableau disponible pour cette fenêtre, est de 1,25 m x 1,80 m. Figures 36 37. Une fenêtre (trois ventaux) au standard 125 x 180 conviendra. Les dormants de toutes les ouvertures auront une épaisseur adaptée à celle des panneaux de doublage intérieur en placoplâtre, plus celle de son isolation thermique, par l'adjonction éventuelle de tapées d'isolation. Us seront fixés sur la structure (poteaux et traverses) par l'intermédiaire de cornières en tôle d'acier pliée, vissées sur chacune des parties. La toiture. La toiture peut être réalisée, en panneaux de tôle d'acier nervurée, isolée de la structure et parfaitement protégée. Ou d'une façon plus esthétique, après mise en place d'un voligeage en bois ou aggloméré hydrofuge, épaisseur 30 mm, en tuiles mécaniques, en ardoises, bardage, ou tout autre type de couverture. Figures 38 - 39. Dans tous les cas précités, les débordements de toit sont habillés par des éléments en PVC. Le texte qui précède décrit le gros oeuvre de la construction objet de l'invention, l'aménagement intérieur est réalisé suivant les techniques couramment employées dans le bâtiment. Cet aménagement est évoqué cidessous pour information. Aménagement intérieur. Doublage interne des murs externes. Le doublage interne des murs externes, est réalisé en panneaux de particules isolées préfabriquées ou de plaques de placoplâtre, BA 13 isolées dont l'épaisseur de l'isolant peut varier en fonction des conditions climatiques du lieu d'édification du bâtiment, (5cm dans le projet). Ces plaques ou panneaux sont vissés sur la partie interne des poteaux et des traverses. L'espace compris entre les panneaux extérieurs et la partie isolée des plaques ou panneaux intérieur (10 cm dans le projet) sera entièrement garni d'un produit d'isolation thermique performant. Cloisons internes. A l'exception de la cloison porteuse (refend) les cloisons sont réalisées en panneaux de particules préfabriquées ou en plaques de 30 placoplâtre double faces avec âme alvéolée (épaisseur: 5 cm). Plafonds. Les plafonds sont réalisés en plaques de placoplâtre suspendues sur rails fixés sur les poutres par l'intermédiaire de ferrures appropriées. Les sols. Les planchers posés sur chape sèche thermo acoustique sont destinés a être carrelés, parquetés ou moquettés suivant la destination des pièces. Electricité. L'installation électrique entièrement encastrée, préfabriquée est réalisée au standard normalisé, Chauffage. Le chauffage peut être assuré par énergie électrique, (convecteurs) , au gaz ou fuel (chauffage central). Ventilation. La ventilation intérieure est assurée par une VMC. Sanitaire. L'installation sanitaire faite à la demande est au standard normalisé. Liste des figures 1 Façade sur rue et pignon gauche. 2 Façade sur jardin et pignon droit. 3 Plan maison de base. 4 Structure métallique assemblée. Poteau face interne. 6 Poteau profil. 7 Demi poteau G face interne, (Demi poteau D symétrique). 8 Demi poteau G profil, (Demi poteau D symétrique). 9 Poteau coupe'. Demi poteau G coupe', (Demi poteau D symétrique). 11 Traverse de liaison coupe'. 12 Demi traverse de liaison coupe'. 13 Demi traverse de chaînage coupe'. 14 Demi traverse de tableau coupe'. Extrémité des demi traverses de tableau. 16 Demi traverse de linteau volets roulants. 17 Poutre de plancher. 18 Poutre de plancher coupe'. 19 Assemblage Poteau / Poutre. Poteau refend. 21 Assemblage Refend / Poutre. 22 Goussets d'assemblage supérieur (chaînage). 23 Plancher coupe'. 24 Structure pignon. Ferme de charpente. 26 Traverse de charpente. 27 Panneau B.A. standard. 28 Panneau B.A. rampant D. (Rampant G. symétrique). 29 Bobine noyée dans panneau B.A. Elément d'assemblage Poteau / Panneau B.A. coupe'. 31 Assemblage Poteau / Panneau B.A. 32 Assemblage Panneau B.A. / Panneau B.A. 33 Encadrement d'ouverture. Coupe partielle (détail). 34 Mur extérieur au droit d'un encadrement de porte (coupe). Coupe au droit d'une porte. 36 Coupe au droit d'une fenêtre. 37 Mur extérieur au droit d'un encadrement de fenêtre (coupe). 38 Couverture tôle nervurée. 39 Couverture tuiles mécaniques. REVENDICATIONS 1) Bâtiment à usage d'habitation traditionnel modulable, d'un ou deux étages, caractérisé par une structure métallique, composée de poteaux, traverses et poutres, supportant un habillage constitué de panneaux en béton armé, constituant les murs extérieurs de la construction, en assurant la rigidité de l'ensemble, qui reçoit une toiture portée par une charpente métallique également, le tout reposant sur une dalle de béton armé, préalablement réalisée constitue un KIT préfabriqué industriellement. . 2) Bâtiment selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poteaux et traverses, constituant les éléments essentiel de l'ossature, sont à section triangulaire et réalisés en tôle d'acier pliée de faible épaisseur. 3) Bâtiment selon la revendication 2 caractérisé en ce que la section triangulaire des poteaux et traverses, dont le sommet formant un angle de 90 ou 45 pour les demi poteaux et demi traverses, est orienté vers l'extérieur du bâtiment, la base du triangle se situant à l'intérieur. 4) Bâtiment selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les poteaux et traverses constituent une ossature porteuse des plaques d'habillage en béton armé, sur laquelle elles sont fixées par boulonnage, à l'exception de l'emplacement des ouvertures. 5) Bâtiment selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce que l'assemblage des plaques d'habillage aux poteaux et traverses ou entre elles, est réalisé par l'intermédiaire d'éléments d'assemblage métalliques standard, boulonnés sur des bobines noyées dans les plaques de béton armé au cours de leur fabrication. 6) Bâtiment selon les revendications 2 3 et 4 caractérisé en ce qu'une fois assemblées aux poteaux et traverses ou entre elles, les plaques d'habillage en béton armé dont la périphérie en forme de tronc de pyramide à 45 dissimulent entièrement la structure métallique porteuse. 7) Bâtiment selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les poteaux et les refends, supportent les poutres, également métalliques, qui reçoivent les hourdis de plancher, ceux ci reposent également aux extrémités du bâtiment coté pignons sur une traverse supérieure de chaînage. 8) Bâtiment selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les poteaux supportent également les fermes métalliques de la charpente, porteuse de la toiture. 9) Bâtiment selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce qui concerne les ouvertures par la possibilité d'adaptation de portes et fenêtres de dimensions standard, de conception métallique, bois ou PVC, rendus solidaire de la structure par des profilés en cornière spécialement adaptés, vissés dans chacune des parties. 10) Bâtiment selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments d'assemblage comprennent des cales, des ferrures et des goussets, qui solidarisent l'ensemble des composants, constituant ainsi, le chaînage, au niveau des planchers.