Brevet FR2897882A1 — publié le 20070831

La présente invention concerne une structure de bâtiment conçue pour permettre une fabrication modulaire, donc réalisable par éléments, en usine de n'importe quel projet de bâtiments comportant un plusieurs planchers. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La recherche d'une diminution des coûts de fabrication, d'une garantie de qualité et surtout, d'une permanence de cette qualité au travers de tous les produits d'une entreprise de construction, ainsi que de meilleures conditions de travail pour les ouvriers affectés à la construction des bâtiments, requiert l'utilisation de la préfabrication. L'inconvénient principal de la préfabrication réside dans l'uniformité des éléments de base. Cette uniformité est l'une des conditions de standardisa- tion, donc de réduction des coûts, de la fabrication et elle est maximale quand on peut réduire une construction à un assemblage de modules identiques, intégrant le plus grand nombre possible d'équipements. Cette modularité limite considérablement la fan-taisie de la création et, de ce fait, n'est pas employée pour les constructions qui se veulent, sinon originales, du moins uniques. En outre, les éléments modulaires connus ne satisfont pas par nature aux exigences de stabilité au feu ou de durée coupe-feu imposées à certains bâtiments. On est donc parti du constat de l'incapacité intrinsèque pour une construction modulaire à satisfaire certains besoins, tant esthétiques que fonctionnels notamment en ce qui concerne le comportement au feu (stabi- lité et durée coupe-feu) dans le domaine des bâtiments d'habitation, industriels ou commerciaux. OBJET DE L'INVENTION Par l'invention, il est possible de décomposer n'importe quel bâtiment en une pluralité de modules (mo- dularisation), chaque module étant d'une structure telle qu'elle peut à la fois permettre une préfabrication poussée en usine et un montage aisé et rapide sur chantier, les exigences relatives à l'incendie notamment pour les bâtiments à plusieurs planchers étant respectées. RESUME DE L'INVENTION A cet effet donc, l'invention pour objet une structure pour l'élévation d'un bâtiment comportant au moins un plancher, qui comporte : - un élément de plancher préfabriqué comprenant une ceinture métallique dont le profil est en forme de C pour définir un chant périphérique et deux ailes parallèles et perpendiculaires au chant et une dalle en béton armé de remplissage de l'espace entouré par la ceinture et - au moins trois poteaux comportant un profilé métallique usuel pourvu à chaque extrémité d'une platine de sa fixation à la ceinture métallique de l'élément de plancher susdit, - et au moins un cadre métallique fixé auxdits poteaux à la partie supérieure de ceux-ci pour former un moyen d'installation de parois verticales et d'éléments de plafond dans la structure avant sa mise en place définitive sur chantier. La structure de l'invention est obtenue avec des produits métalliques présents de manière courante sur le marché tels que des profils en forme de C, de différentes dimensions, les tubes carrés par exemple de 200 mm par 200 mm de section et les plaques destinées à la réalisa- tion des platines. En outre, la ceinture de chaque élément de plan-cher, constitue l'armature de référence grâce à laquelle l'assemblage sur chantier peut être réalisé de manière précise et rapide. De manière préférée, le poteau est rempli de béton armé, ce qui permet de satisfaire une exigence plus rigoureuse de tenue au feu et de durée coupe-feu. Les platines seront, de manière avantageuse, la- téralement débordantes aux extrémités de chaque poteau. Les poteaux peuvent être ainsi logés à l'intérieur du volume vertical défini par le périmètre des ceintures des éléments de plancher, ce qui permet une grande liberté d'exécution des façades notamment par usage de systèmes de montage tel que les rails Halfen (marque commerciale). Par ailleurs, la dalle de remplissage du plancher est d'épaisseur plus faible au centre qu'au niveau de la ceinture. Cette variante de réalisation permet d'alléger les éléments de plancher tout en conservant une bonne ap- titude à satisfaire aux exigences de résistance au feu notamment plus sévères que celles satisfaites par un élément de plancher d'épaisseur uniforme par exemple égale à celle du centre de la dalle. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après à titre non limitatif d'un exemple de sa réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait références aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation schématique d'une structure élémentaire selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la figure précédente, - la figure 3 illustre par une vue partielle une variante de réalisation un élément de plancher. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La structure élémentaire représentée aux figures comporte un plancher 1 sur lequel sont dressés des po- teaux - au moins au nombre de trois - tels que 2 et 3. Ce 4 plancher comporte une ceinture 5 réalisée en profilés métalliques communs dont la section est en C. Il présente ainsi deux ailes horizontales 5a et 5b tournées vers l'intérieur d'un flanc vertical 5c formant le chant du plancher. Dans une autre réalisation, le profilé 5 peut présenter des ailes tournées vers l'extérieur. Le cadre de la ceinture 5 ainsi réalisé comporte une dalle de remplissage 7 en béton 8 armé 9. Des semelles 6 peuvent être prévues à chaque angle d'un élément de plancher comme représenté aux figures annexées. Chacun des poteaux 2,3, comporte un tube carré 11 contenant un béton 12 armé 13 et pourvus de deux platines d'extrémité 10. Il est possible, pour des raisons de construction, de placer la platine 10 de manière non cen- trée par rapport au poteau 2 de sorte que son débord latéral ne soit pas uniforme autour de l'extrémité du poteau 2. Quand le poteau est ainsi réalisé, avec un rem-plissage en béton, la tenue au feu du bâtiment est la plus élevée. Dans d'autres constructions, les exigences de sécurité incendie peuvent être satisfaites par des poteaux réalisés en profilés différents. Tout moyen de fixation peut être utilisé pour lier les platines 10 aux semelles 6 présentes aux angles de chaque élément de plancher ou, le cas échéant, direc- terrent aux ailes 5a et 5b de la ceinture 5 de chaque élément de plancher. En général, la platine supérieure de chaque poteau reçoit un plancher supérieur identique par exemple au plancher 1, lui-même appartenant à un module de structure conforme à l'invention. Au sommet du bâti- ment, les derniers poteaux tels que 2 et 3 sont équipés de platines ou autres moyens capables d'accueillir les éléments d'une charpente, métallique ou non. La variante d'élément de plancher représenté partiellement à la figure 3 illustre le fait que la dalle de remplissage 7 logée à l'intérieur de la ceinture 5, pos- sède, au droit de cette ceinture, une partie formant chaînage avec son armature 9a d'épaisseur E supérieure à son épaisseur courante au centre de l'élément notée e sur la figure. On comprend que cette disposition renforce 5 l'inertie de la structure et notamment sa résistance à la déformation sous l'effet du feu, sans pour autant augmenter de manière correspondant le poids d'un élément de plancher. En outre l'espace 14 libéré sous la partie de petite épaisseur de la dalle constitue avantageusement une réserve pour une garniture par exemple d'insonorisation du plancher, lorsque ce dernier forme le plafond d'un niveau inférieur. On notera sur la figure 1 la présence d'un cadre 4, au voisinage du sommet des poteaux 2 et 3, fixé à ces poteaux notamment au moyen de corbeaux de soutien 4a, qui forme le moyen de maintenir dans la structure à leur sommet, tous les éléments verticaux (parois, cloisons, revêtement de plafond, goulottes techniques...) qui interviennent dans la structure et qui sont mis en place en usine. Ce cadre ne participe en rien à la tenue du bâtiment qui sera érigé par juxtaposition plane et/ou verticale d'une pluralité de structures selon l'invention. Ce cadre pourra comporter, bien entendu, des traverses constituant au-tant d'éléments d'appui, d'attache ou de suspension pour des organes à intégrer dans l'ossature porteuse de la structure (planchers et poteaux). Grâce à l'invention, un bâtiment dessiné par un architecte peut être décomposé en éléments de plancher sur chacun desquels trois poteaux au moins peuvent être dressés dont les dimensions sont calculées pour satisfaire le cahier des charges du bâtiment conçu par l'architecte notamment du point de vue de la résistance au feu, les parois verticales étant ensuite disposées entre le plancher et le cadre supérieur ou en façade de la structure aux moyens de différents dispositifs connus, disposés en attente sur les parties métalliques de la structure selon l'invention (ceintures, poteaux, cadre, armatures...). L'invention permet de décomposer un bâti-ment en éléments aisés à fabriquer en usine avec un degré important d'intégration et à assembler sur chantier. Elle permet donc une modularisation de n'importe quel bâtiment grâce à laquelle une préfabrication optimisée du point de vue du prix et des délais est réalisée en usine, seul le montage côte à côte ou l'un au-dessus de l'autre des en- sembles préfabriqués étant réalisé sur chantier sur une structure de fondation préalablement construite. REVENDICATIONS 1. Structure pour l'élévation d'un bâtiment comportant au moins un plancher, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un élément (1) de plancher préfabriqué comprenant une ceinture métallique (5) dont le profil est en forme de C pour définir un chant périphérique (5c) et deux ailes parallèles (5a ; 5b), perpendiculaires au chant (5c) et une dalle (7) en béton (8) armé (9) de rem-plissage de l'espace entouré par la ceinture, -au moins trois poteaux (2, 3) dressés sur l'élément de plancher et chacun comportant un profilé métallique usuel {11) pourvu à chaque extrémité d'une pla- tine (10) de sa fixation à la ceinture métallique (5) de l'élément de plancher susdit, - et au moins un cadre métallique (14) fixé aux-dits poteaux à la partie supérieure de ceux-ci pour for-mer un moyen d'installation de parois verticales et d'éléments de plafond dans la structure avant sa mise en place définitive sur chantier. 2. Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque poteau est un tube métallique (11) rempli de béton armé (12 ; 13). 3. Structure selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les platines (10) sont latéralement débordantes aux extrémités de chaque poteau (2 ; 3). 4. Structure selon l'une des revendications pré- cédentes caractérisée en ce que la dalle (7) de remplis- sage de l'élément de plancher est d'épaisseur plus faible (e) au centre qu'au niveau de la ceinture.