Brevet FR2885921A1 — publié le 20061124

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage d'un élément structural tel qu'un panneau sur un élément profilé de support comprenant au moins une aile latérale comportant deux bordures latérales en saillie. Cet élément profilé de support peut consister en une poutre métallique profilée ou laminée du type comprenant une âme centrale bordée par au moins une aile latérale qui s'étend perpendiculairement à ladite âme de part et d'autre de celle-ci. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la réalisation de murs préfabriqués, plafond ou toiture pouvant comprendre : - une pluralité de poteaux verticaux ou poutres horizontales ou inclinées par rapport à la verticale consistant en des profilés métalliques de type IPE ou IPN, ou HEA... - une paroi extérieure constituée par des plaques par exemple en béton préfabriquées, ces plaques étant fixées sur les ailes des profilés situées vers l' extérieur, - une paroi intérieure pouvant consister notamment, mais non exclusivement, en des plaques réalisées en plâtre ou en un complexe à base de plâtre, - une couche en matière isolante disposée dans le volume compris entre la paroi extérieure et la paroi intérieure, cette couche pouvant être par exemple composée de laine minérale de verre (laine de verre ou de laine de roche). D'une manière générale, on sait que pour assurer la fixation de la paroi intérieure sur les poutres verticales on utilise un montage faisant intervenir une pluralité de rails de fixation horizontaux ou verticaux de section en forme de C, sur lesquels la paroi intérieure est fixée, par exemple par vissage. La fixation de ces rails horizontaux sur les poteaux verticaux est alors assurée au moyen d'une pièce d'ancrage conformée, de manière à venir en prise sur les deux parties de l'aile latérale de chacun des poteaux, en saillie de part et d'autre de l'âme centrale. Cette pièce d'ancrage présente en outre des moyens d'encliquetage dans lesquels un rail de fixation peut venir s'encliqueter. Habituellement, cette pièce d'ancrage est réalisée en tôle d'acier découpée et repliée par emboutissage. Elle présente une section en forme de U. Les ailes latérales de cette pièce d'ancrage se terminent par une forme sensiblement trapézoïdale comprenant deux bords obliques à la base de chacun desquels est disposée une encoche. Cette forme trapézoïdale est destinée à s'engager dans la concavité des rails de fixation en provoquant un léger écartement de ses faces latérales. Ces encoches sont quant à elles destinées à recevoir les retours formés aux extrémités desdites faces latérales et à assurer ainsi un encliquetage. Par ailleurs, les ailes latérales de la pièce d'ancrage sont prolongées, au-delà de l'âme centrale, par deux pattes respectives repliées à angle droit, à une distance de ladite âme sensiblement égale à l'épaisseur des ailes latérales des poteaux verticaux. Ces deux pattes repliées sont situées sensiblement sur une diagonale de l'âme, de manière à ce que la fixation de la pièce d'ancrage sur un poteau puisse s'effectuer en appliquant l'âme de la pièce d'ancrage (axée obliquement par rapport à la verticale) sur l'aile latérale correspondante du poteau. En faisant ensuite pivoter la pièce d'ancrage pour la ramener en position verticale, on provoque ainsi l'engagement des parties dépassantes de l'aile latérale du poteau dans les volumes délimités entre les pattes de fixation et l'âme de la pièce d'ancrage, avec déformation élastique desdites pattes. Il s'avère que cette solution présente un certain nombre d'inconvénients : - Tout d'abord, la présence des deux ailes de la pièce d'ancrage induit un coût matière relativement important. - Cette présence des deux ailes rend la pièce d'ancrage plus lourde, plus volumineuse et encombrante, plus difficilement transportable et stockable (pas d'emboîtement possible au stockage). - Difficulté d'embrochage de l'isolant sur les 2 pattes. - Le double encliquetage de la pièce d'ancrage sur le rail de fixation s'avère nuisible : il conduit à obtenir une fixation quasi-irréversible du rail. Le désengagement du rail nécessite un effort important engendrant une détérioration du rail et/ou de la pièce d'ancrage. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif d'ancrage du type susdit mais dans lequel la pièce d'ancrage, réalisée à partir d'une bande de tôle découpée et pliée comprend : - d'une part, un élément de liaison formé d'une ou plusieurs parties, et qui présente une face d'appui sensiblement plane destinée à venir s'appliquer contre la face extérieur de l'aile latérale de l'élément profilé de support, cet élément de liaison comprenant deux conformations diamétralement opposées qui constituent au moins partiellement des pinces élastiques aptes à venir s'engager sur les bordures en saillie de ladite aile latérale, et - d'autre part, une aile de fixation qui s'étend perpendiculairement audit élément de liaison, cette aile de fixation présentant à son extrémité libre une portion allant en se rétrécissant,à la base de laquelle sont disposées deux encoches servant à assurer une fixation par clipsage d'un rail de fixation de section en forme de C. Selon un premier mode d'exécution de ce dispositif d'ancrage, la pièce d'ancrage présente une forme en cornière comprenant deux ailes reliées l'une à l'autre par une zone de pliage. L'une de ces ailes présente à son extrémité libre une portion allant en se rétrécissant à la base de laquelle sont disposées deux encoches servant à assurer la fixation par clipsage du rail de fixation. Cette première aile est prolongée au-delà de la zone de pliage par deux pattes repliées à angle droit, à savoir : une première patte présentant une plage d'appui qui s'étend sensiblement dans le plan de la deuxième aile, une deuxième patte présentant une plage d'appui qui s'étend parallèlement au plan de la deuxième aile, à une distance sensiblement égale, voire légèrement inférieure à l'épaisseur des ailes latérales des poteaux, de manière à réaliser avec la première patte et avec la deuxième aile la première pince élastique. La deuxième aile de cette pièce d'ancrage qui constitue la susdite âme est prolongée, à l'opposé de la zone de pliage, par une patte repliée à angle droit qui comprend une plage sensiblement parallèle à la deuxième aile et venant en retour en direction de la zone de pliage, de manière à constituer avec la deuxième aile la deuxième pince élastique. Avantageusement, les deux susdites pinces élastiques pourront être disposées en deux emplacements opposés situés sur une diagonale de la deuxième aile. Grâce à ces dispositions, on obtient un dispositif d'ancrage relativement simple, facile à fabriquer et peu coûteux en matière. Sa forme en cornière permet un empilage et donc une plus grande facilité de conditionnement de stockage et de manutention. Par ailleurs, du fait qu'il ne comprend qu'un seul profil d'encliquetage, son assemblage à un rail profilé n'est pas irréversible : le désassemblage peut être obtenu, sans exercer de contraintes risquant de détériorer les deux pièces, en effectuant un simple basculement du rail profilé, étant entendu que cette possibilité de désassemblage ne nuit aucunement à la qualité de l'assemblage. Selon un second mode d'exécution particulièrement avantageux de l'invention le susdit élément de liaison est réalisé par pliage de deux bandes de tôle qui prolongent la susdite aile de fixation, à l'opposé de sa portion rétrécie, de part et d'autre d'un plan médian longitudinal de symétrie. Ces deux bandes sont repliées à angle droit de manière à ce qu'elles s'étendent, à l'opposé l'une de l'autre, sensiblement selon un même plan d'appui perpendiculaire à l'aile de fixation. Elles sont en outre prolongées, en deux emplacements opposés par deux pattes respectives repliées de manière à présenter une plage sensiblement parallèle au plan d'appui et venant en retour en direction dudit plan de symétrie de manière à constituer les susdites pinces élastiques. Cette solution présente l'avantage d'une part de présenter une parfaite symétrie mécanique permettant d'assurer une meilleure répartition des contraintes entre l'élément profilé de support et le rail de fixation et d'autre part de réduire au minimum le coût matière et les opérations de fabrication. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée illustrant le principe d'un dispositif d'ancrage selon l'invention ; Les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques vues de face illustrant le mode de fixation de la pièce d'ancrage utilisée dans le dispositif représenté figure 1 sur un poteau de type IPE ou IPN ; Les figures 4 et 5 sont des vues en perspectives d'un dispositif d'ancrage du type dans lequel l'élément de liaison comprend deux parties, la figure 4 montrant le dispositif seul et la figure 5 représentant ce même dispositif mis en place sur une poutre profilée. Dans l'exemple représenté figure 1, le dispositif d'ancrage selon l'invention sert à assurer la fixation d'un panneau 1, par exemple en plâtre sur un poteau métallique 2 de type IPE ou IPN comprenant une âme centrale 3 et deux ailes latérales 4, 5 qui s'étendent le long des deux bords latéraux de l'âme 3 perpendiculairement et de part et d'autre de celle-ci. Ce dispositif d'ancrage fait intervenir une pièce d'ancrage 6 en forme de cornière réalisée par estampage d'une bande de tôle d'acier. Cette pièce d'ancrage 6 comprend deux ailes 7, 8 s'étendant à 90[deg] l'une de l'autre et reliées l'une à l'autre au niveau d'une zone de pliage 9. L'aile 7, de forme sensiblement rectangulaire, comprend deux bords latéraux, incurvés 10, 11 au voisinage de son extrémité située à l'opposé de la zone de pliage 9. A la base de la partie incurvée de ces deux bords 10, 11, sont réalisées deux encoches respectives 12, 13 dans lesquelles peuvent venir s'encliqueter les extrémités en retour 14, 15 des faces latérales 16, 17 d'un rail profilé de section en C 18 servant à la fixation du panneau 1. L'aile 7 est par ailleurs prolongée par une patte en forme de cornière 19 présentant une plage d'appui sensiblement rectangulaire 20 qui s'étend parallèlement à l'aile 8 à une distance de celle-ci légèrement inférieure à l'épaisseur des ailes transversales 4, 5 du poteau 2. L'un des angles d'extrémité de cette plage 20 orienté vers l'intérieur est abattu (angle abattu 21) pour des raisons qui seront précisées dans la suite du texte. L'aile 7 est en outre prolongée par une deuxième patte d'appui 22 repliée à angle droit au niveau de la zone de pliage 9 et qui s'étend sensiblement dans le plan de l'aile 8 du côté de la patte 19 situé à l'opposé de ladite aile 8. A partir de la zone de pliage 9, l'aile 8 présente une première forme rectangulaire suivie d'une forme trapézoïdale, elle-même prolongée au-delà de sa grande base par une forme rectangulaire dont un angle est abattu. L'une des deux régions angulaires de la forme rectangulaire sensiblement située sur la diagonale de l'aile passant par la patte 19 est prolongée par une patte 23 en forme de cornière comprenant une plage 24 qui s'étend parallèlement à l'aile 8 en direction de la zone de pliage 9. La distance séparant cette plage 24 de l'aile 8 est légèrement inférieure à l'épaisseur des ailes latérales 4, 5 du poteau 2. L'angle 25 situé à l'extrémité de cette plage 24 du côté du centre de l'aile 8 est abattu pour des raisons qui seront expliquées ci-après. Avantageusement, la distance des deux droites parallèles passant par les deux bords des angles abattus 21, 25 est légèrement supérieure à la largeur de l'aile latérale 4, 5 du poteau 2. Comme précédemment mentionné, les pattes 19 et 23 servent à réaliser des pinces élastiques dans lesquelles peuvent s'engager les rebords des ailes latérales 4, 5 des poteaux 2. Pour faciliter l'introduction de ces rebords, dans ces pinces élastiques les extrémités des pattes 19 et 23 peuvent être incurvées vers l'extérieur. La mise en place de la pièce d'ancrage sur l'aile latérale 5 du poteau 2 s'effectue comme illustré sur les figures 2 et 3 selon les étapes suivantes : - Une première étape au cours de laquelle on applique l'aile 8 de la pièce d'ancrage contre la face extérieure de l'aile latérale 5 du poteau 2.A cet effet, la pièce d'ancrage est maintenue obliquement par rapport à la verticale pour que l'aile 5 du poteau 2 puisse s'engager entre les pattes de fixation 19, 23 et, plus particulièrement, entre les bords des angles abattus parallèles 21, 25 prévus sur ces pattes (qui se trouvent en regard l'une de l' autre). - Une deuxième étape dans laquelle, à partir de la position obtenue en fin de la première étape, on effectue une rotation de la pièce d'ancrage dans le sens de la flèche F1, pour ramener l'aile 7 dans un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal du poteau 2. Au cours de cette rotation, les bords latéraux de l'aile 5 du poteau 2 s'engagent dans les espaces compris entre les pattes 20, 24, 22 et le plan de l'aile 8. La patte 22 sert alors de contre appui, de manière à assurer un équilibrage des efforts. Elle permet notamment d'éviter toute possibilité d'arrachage de la pièce d'ancrage sous l'effet d'un couple transversal exercé sur l'aile 7 en direction de la patte 19. La pièce d'ancrage précédemment décrite présente les avantages suivants : Réversibilité de l'encliquetage du rail 18 sur l'aile 7: pour désassembler le rail 18, il suffit de le faire pivoter parallèlement au plan de l'aile 8 jusqu'à ce que les retours 14, 15 se désengagent des encoches 12, 13. Facilité d'embrochage de la matière thermiquement isolante à travers une seule aile 7. Possibilité de réglage longitudinal de la pièce d'ancrage le long du poteau IPE, IPN en exerçant un effort orienté parallèlement à l'axe de ce poteau, soit manuellement, soit en tapant sur les bords latéraux de l'aile 8. A cet effet, deux petits rebords sont placés en deux emplacements opposés de l'aile 7. Ces rebords sont disposés de manière à éviter tout basculement susceptible d'engendrer un coincement ou un désassemblage de la pièce d'ancrage sous l'effet des chocs. Dans l'exemple représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif d'ancrage 30 comprend une aile de fixation 37 d'un type similaire à l'aile 7 précédemment décrite, qui présente une forme sensiblement rectangulaire se terminant d'un côté par une portion P allant en se rétrécissant, à bords latéraux incurvés 32, 33. A la base de la portion P sont réalisées deux encoches 34, 35 dans lesquelles peut venir s'encliqueter un rail profilé en C servant à la fixation d'un panneau. L'aile de fixation 31 est prolongée du côté opposé à la portion P par un dispositif de liaison comprenant deux bandes 36, 37 qui s'étendent, à l'opposé l'une de l'autre, perpendiculairement à l'aile 31, à partir d'un même axe de pliage XX'. Ces deux bandes 36, 37 sont elles-mêmes prolongées, en deux emplacements opposés par deux pattes respectives 38, 39 repliées qui viennent en retour l'une vers l'autre, à une distance des deux bandes 36, 37 légèrement inférieure à l'épaisseur de l'aile 41 du poteau 42 de manière à constituer des pinces élastiques aptes à s'engager sur les bordures en saillie de l'aile 41, de la façon précédemment indiquée. Les parties en retour 43, 44 des pattes 38 présentent deux angles abattus respectifs 45, 46 en regard et séparés l'un de l'autre d'une distance sensiblement égale à la largeur de l'aile 41 latérale du poteau 42. Il apparaît donc que les deux bandes 36, 37 de l'élément de liaison sont symétriques par rapport à un axe de symétrie YY' passant par l'axe médian longitudinal de l'aile de fixation 31. Elles définissent un élément de liaison sensiblement en forme de Z. Comme précédemment mentionné, la réalisation de ce dispositif d'ancrage peut être obtenue à partir d'une bande de tôle de largeur sensiblement égale à celle de l'aile de fixation 31, les deux bandes 36, 37 servant à la réalisation de l'élément de liaison étant séparées par une fente qui s'étend le long du susdit axe médian YY'. Néanmoins, dans cet exemple, dans le but d'obtenir une meilleure stabilité, ces deux bandes 36, 37 se terminent par une portion trapézoïdale s'évasant transversalement de sorte que les pattes 38, 39 se trouvent déportées axialement et que l'écart entre ces deux pattes 38, 39 est augmenté. Comme dans l'exemple précédent, des languettes repliées 49 sont réalisées sur la bordure des bandes 36, 37 de manière à pouvoir déplacer axialement le dispositif à l'aide d'un marteau. En outre, des bossages sont prévus dans l'aile 31, dans les bandes 36, 37 et dans les pattes 38, 39 pour accroître la rigidité de l'aile et des bandes notamment au niveau des pliages. Grâce à ces dispositions, on obtient un centrage de l'aile 31 sur l'aile latérale 41 du poteau 42 et une symétrie mécanique permettant d'obtenir une répartition optimale des contraintes. En particulier, cette symétrie permet d'éviter la déformation asymétrique des deux pattes 36 et 37 et des pinces élastiques susceptible d'entraîner une rotation du dispositif et son désengagement du poteau 42. Le fait que l'aile 31 soit centrée, une traction effectuée sur cette aile 31 provoque un autoserrage des pinces élastiques sur le poteau 42. Revendications 1. Dispositif d'ancrage d'un élément structural (1) sur un élément métallique profilé (2) du type comprenant une âme centrale (3) bordée par au moins une aile latérale (5) qui s'étend perpendiculairement à ladite âme (3), de part et d'autre de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend :- d'une part, un élément de liaison formé d'une ou plusieurs parties, et qui présente une face d'appui sensiblement plane destinée à venir s'appliquer contre la face extérieur de l'aile latérale (5) de l'élément profilé de support (2), cet élément de liaison comprenant deux conformations diamétralement opposées (19, 23) qui constituent au moins partiellement des pinces élastiques aptes à venir s'engager sur les bordures en saillie de ladite aile latérale (5), et - d'autre part, une aile de fixation (7) qui s'étend perpendiculairement audit élément de liaison, cette aile de fixation (7) présentant à son extrémité libre une portion allant en se rétrécissant, à la base de laquelle sont disposées deux encoches (12, 13) servant à assurer une fixation par clipsage d'un rail de fixation (18) de section en forme de C. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une section en forme de cornière, et en ce qu'il comprend deux ailes (7, 8) reliées l'une à l'autre par une zone de pliage (9), l'une de ces ailes (7) présentant à son extrémité libre un profil d'encliquetage (10 à 13) servant à assurer la fixation d'un rail profilé (18) de forme appropriée et étant prolongée au-delà de la zone de pliage (9) par deux pattes repliées à angle droit, à savoir : une première patte présentant une plage d'appui (22) qui s'étend sensiblement dans le plan de la deuxième aile (8), une deuxième patte (19) présentant une plage d'appui (20) qui s'étend parallèlement au plan de la deuxième aile (8), à une distance sensiblement égale, voire légèrement inférieure à l'épaisseur de l'aile latérale (5) du poteau, de manière à réaliser avec la première patte et avec la deuxième aile (8) une première pince élastique, - la deuxième aile (8) de cette pièce d'ancrage étant prolongée, à l'opposé de la zone de pliage (9), par une patte repliée à angle droit qui comprend une plage (24) sensiblement parallèle à la deuxième aile (8) et venant en retour en direction de la zone de pliage (9), de manière à constituer avec la deuxième aile une deuxième pince élastique, - les deux pinces élastiques étant respectivement destinées à venir s'engager sur les deux bords latéraux de l'aile latérale (5) du poteau (2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les susdites pinces élastiques sont disposées en deux emplacements opposés situés sur une diagonale de la deuxième aile (8). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdites pattes présentent deux angles abattus respectifs (21, 25) en regard l'un de l'autre. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance des deux droites parallèles passant par les deux bords des angles abattus (21, 25) est légèrement supérieure à la largeur de l'aile latérale (5) du poteau (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des susdites pattes sont incurvées. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit élément de liaison est réalisé par pliage de deux bandes de tôle (36, 37) qui prolongent la susdite aile de fixation (31), à l'opposé de sa portion rétrécie (P), de part et d'autre d'un plan médian longitudinal de symétrie, en ce que ces deux bandes (36, 37) sont repliées à angle droit de manière à ce qu'elles s'étendent, à l'opposé l'une de l'autre, sensiblement selon un même plan d'appui perpendiculaire à l'aile de fixation (31), et en ce que ces deux bandes (36, 37) sont en outre prolongées, en deux emplacements opposés, par deux pattes respectives (38, 39) repliées de manière à présenter une plage sensiblement parallèle au plan d'appui et venant en retour en direction dudit plan de symétrie de manière à constituer les susdites pinces élastiques. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux bandes (36, 37) de l'élément de liaison sont symétriques par rapport à un axe de symétrie YY' passant par l'axe médian longitudinal de l'aile de fixation (31). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les susdits bandes (36, 37) se terminent par une portion s'évasant transversalement de sorte que l'écart entre les pattes (38, 39) est augmenté.