Brevet FR2920844A1 — publié le 20090313

La présente invention concerne une pièce de fixation destinée à être utilisée avec une vis, comportant une tête de retenue, qui s'étend sensiblement radialement, par exemple circulaire ou rectangulaire, munie d'un orifice axial, solidaire d'un fût tubulaire débouchant coaxialement audit orifice. Le fût est 15 de forme généralement cylindrique et reçoit la vis utilisée, son diamètre intérieur est au moins égal à celui de la tête de la vis, avec une extrémité en forme de pointe de façon à percer une membrane d'étanchéité et à pénétrer dans une couche d'isolant thermique ou phonique ou autre. Sa surface extérieure et son extrémité pointue sont adaptées de façon à faciliter le perçage 20 de la membrane d'étanchéité et la pénétration de la couche d'isolant. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la fixation sur une structure support de panneaux isolants surmontés d'une membrane d'étanchéité, par exemple en vue de réaliser l'isolation et l'étanchéité d'un 25 toit. Les toits des bâtiments sont généralement réalisés à l'aide de bandes métalliques nervurées, appelées � bac acier �, ou d'autres supports, fixés à la structure du bâtiment, sur lesquelles sont posées une couche d'isolant et une 30 membrane d'étanchéité. La couche d'isolant peut être constituée de tout mauvais conducteur, tel que laine de verre, laine de roche, polystyrène ou 1 2920844 -2 autre. Son épaisseur varie selon les applications, elle est généralement comprise entre 40 et 300 mm voire plus. La membrane d'étanchéité peut être constituée d'une couche bitumineuse, d'un film de PVC renforcé ou autre. A cause du vent, il est nécessaire de fixer mécaniquement la couche d'isolant et la membrane d'étanchéité au support. Pour réaliser cette fixation on utilise des éléments de fixation en deux parties, d'une part une pièce de fixation, comportant une tête de retenue et un fût, et d'autre part une vis métallique qui prolonge le fût. Ceci présente l'avantage de limiter la longueur de la vis, mais également de réaliser une rupture de pont thermique car la pièce de fixation est en matériau non métallique, par exemple en matière plastique moulée. La pose de cette membrane ne doit présenter aucun défaut aussi léger soit-il, car la moindre fuite peut avoir à la longue des effets catastrophiques allant jusqu'au remplacement complet de la membrane et de la couche d'isolation, qui est une opération très onéreuse. La tête de ladite pièce comporte un orifice axial qui communique avec le fût tubulaire, par lequel on peut introduire ladite vis, et l'extrémité en forme de pointe du fût présente un orifice axial par lequel la vis peut sortir partiellement. Au voisinage de l'extrémité en forme de pointe dudit fût, un rétrécissement d'alésage de diamètre inférieur à celui de la tête de la vis forme chanfrein, la tête de ladite vis prenant appui à l'intérieur du fût sur cette partie chanfreinée. D'autre part la surface intérieure du fût comporte des protubérances ou godrons que la tête de la vis peut franchir lorsqu'elle est forcée à l'intérieur du fût mais qu'elle ne peut franchir en sens inverse. Ainsi la tête de la vis est prisonnière à l'intérieur du fût. La vis peut présenter une extrémité foreuse ou pointue pour percer le support, suivie d'une partie taraudeuse pour créer un filetage. L'ensemble constitue un élément d'appui et/ou de fixation pour la couche d'isolant et la membrane d'étanchéité.30 Les pièces de fixation de l'état de l'art ont un fût de forme cylindrique et leur surface extérieure est lisse. Elles présentent des inconvénients qui rendent délicat le processus de fixation de l'isolation et de la membrane d'étanchéité. Il existe donc un besoin d'apporter à l'opérateur un meilleur confort dans la pose de ces éléments de fixation et une meilleure garantie de qualité dans la fixation. Le processus de fixation sera détaillé ci-après. Quand la couche d'isolation et un lé de membrane d'étanchéité ont été posés, les éléments de fixation, composés chacun d'un ensemble pièce de fixation et vis pouvant être prémontée, sont tout d'abord appuyés fermement sur la membrane d'étanchéité, au voisinage du bord du lé, de façon à la percer ainsi que la couche d'isolant sous-jacente. La vis pénètre sans difficulté mais le fût de la pièce de fixation, d'un diamètre plus important, pénètre plus difficilement pour deux raisons : - la membrane d'étanchéité est résistante ; le fait de forcer la pièce de fixation au travers de la membrane provoque dans celle-ci de fortes déformations qui se traduisent par des plis ou ondulations permanents au voisinage du trou ainsi réalisé, les matériaux isolants utilisés, par exemple le polystyrène, sont de plus en plus denses. Puis la vis est actionnée à l'aide d'un outil (voir par exemple FR 2 820 668) de façon à engager la vis dans le support et à appliquer la tête de retenue de 25 l'élément de fixation sur la membrane d'étanchéité. Une fois tous les éléments de fixation fixés sur le bord d'un lé de membrane, l'étape suivante consiste à poser le lé suivant en recouvrement du lé précédent, puis à souder le bord du nouveau lé sur le lé précédent, de façon à recouvrir 30 les têtes des éléments de fixation et à les isoler des intempéries. Or les plis et ondulations générés par le forçage du fût au travers de la membrane rendent délicate et aléatoire cette étape de soudage. C'est l'objet de l'invention que de proposer une pièce de fixation qui facilite la pénétration des éléments de fixation, apporte plus de confort à l'opérateur et offre une meilleure garantie de qualité de la pose de la couche d'isolant et de la membrane d'étanchéité. A cet effet on utilise une pièce de fixation destinée à être utilisée avec une vis, comportant une tète de retenue qui s'étend sensiblement radialement et munie d'un orifice axial, ladite tête de retenue étant solidaire d'un fût tubulaire de forme sensiblement cylindrique débouchant coaxialement audit orifice, de diamètre intérieur au moins égal à celui de la tête de la vis utilisée, ledit fût présentant une extrémité en forme de pointe qui comprend à proximité de sa pointe un rétrécissement d'alésage de diamètre inférieur à celui de la tête de la vis formant chanfrein et comporte un orifice axial par lequel la vis peut sortir partiellement. Selon l'invention, ledit fût comporte sur sa paroi extérieure une nervure saillante principale, s'étendant depuis ladite tête de retenue jusqu'à l'extrémité de ladite pointe du fût, et en ce que l'extrémité en forme de pointe est taillée en forme de biseau et présente donc une surface biseautée bordée par deux arrêtes convergeant vers la pointe du fût. La surface extérieure du fût n'est plus lisse mais comporte une nervure saillante, appelée nervure principale, qui se prolonge jusqu'à la pointe en forme de biseau dudit fût. Les pièces de fixation selon l'invention peuvent comporter d'autres nervures saillantes, appelées nervures secondaires, en nombre différent selon le mode de réalisation, qui ne s'étendent pas jusqu'au voisinage de l'extrémité de la pointe du fût. L'effet des nervures de la pièce de fixation selon l'invention est de provoquer de petites déchirures dans la membrane d'étanchéité au bord du trou que réalise ladite pièce lorsqu'elle perce la membrane. Le perçage est ainsi facilité et on évite de provoquer dans 2920844 -5 la membrane des déformations ou des plis qui gêneraient la soudure du lé suivant. Il n'est plus nécessaire que la vis soit pré-montée dans la pièce de fixation et la précède dans le perçage de la membrane d'étanchéité. 5 Par ailleurs, un bénéfice supplémentaire obtenu grâce auxdites nervures est bien sûr une meilleure rigidité du fût, permettant par exemple de diminuer l'épaisseur de sa cloison. L'extrémité du fût de la pièce de fixation selon l'invention comporte une 10 surface oblique par rapport à l'axe dudit fût, formant un biseau et délimitant deux arrêtes qui se rejoignent à la pointe dudit fût. La forme de la surface peut être quelconque, pourvu qu'elle soit globalement suffisamment inclinée par rapport à l'axe du fût pour former un biseau. Les deux arrêtes qui délimitent ladite surface forment un taillant qui provoque une coupe franche dans la 15 membrane d'étanchéité lorsque ladite pièce est appliquée. Grâce à ces deux particularités, la pièce de fixation selon l'invention perce la membrane d'étanchéité et pénètre dans la couche d'isolant thermique sans difficulté. La pression à exercer par l'opérateur est moindre que pour les 20 pièces de fixation de l'état de l'art et la membrane d'étanchéité, ayant subi une moindre déformation, ne présente pas de pli ou de déformation permanente qui gênerait la soudure du lé suivant. Un mode de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre 25 d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un élément de fixation de l'état de l'art, avec la vis pré-montée ; 30 La figure 2 est une vue en coupe du même élément de fixation de l'état de l'art ; La figure 3 est une vue en perspective d'une pièce de fixation selon l'invention. ; La figure 4 représente une section transversale d'une pièce de fixation selon l'invention ; La figure 5 est une vue par l'extrémité de la pièce de fixation selon l'invention ; La figure 6 est une vue latérale montrant une variante de pièce de fixation selon l'invention ; La figure 7 est une vue latérale de l'extrémité en forme de pointe d'une 15 variante de pièce de fixation selon l'invention ; La figure 8 est une vue latérale de l'extrémité en forme de pointe d'une autre variante de pièce de fixation selon l'invention. 20 La figure 1 représente un élément de fixation 1 de l'état de l'art, composé d'une pièce de fixation 2 et d'une vis pré-montée 3. La pièce de fixation 2 comporte une tête de retenue 4 circulaire et un fût 5 cylindrique dont la surface extérieure est lisse. Sa longueur est comprise entre 50 et 150 mm et le fût 5 a un diamètre d'environ 12 mm. Elle comporte une extrémité 6 en forme de 25 pointe conique qui comporte une ouverture 8 par laquelle la vis de fixation 2 sort partiellement.. La figure 2 montre que la tête de la vis est prisonnière à l'intérieur du fût 5 à cause de la présence d'une part d'un chanfrein 10 situé au voisinage de 30 l'extrémité du fût en forme de pointe, d'autre part d'excroissances ou godrons 11 disposés sur la surface intérieur du fût.10 La figure 3 présente un mode de réalisation particulier de la pièce de fixation selon l'invention, sans vis. La tête de retenue 4 est de forme rectangulaire de grand axe A-A', à coins arrondis, mais elle peut être de forme circulaire ou de toute autre forme. Le fût 5 de forme cylindrique est solidaire de la tête 4 par l'intermédiaire d'un arrondi 12. La pièce de fixation existe selon plusieurs longueurs de fût, la pièce utilisée dépendant de l'épaisseur de la couche d'isolant à fixer. La vis (non représentée) destinée à être utilisée avec la pièce de fixation pénètre par une ouverture dans la tête de retenue (non visible) et sort partiellement du fût par l'ouverture 8 à l'extrémité 6 du fût. Les mêmes dispositifs que dans l'état de l'art représenté en figure 2 emprisonnent la tête de la vis à l'intérieur du fût, ce qui est utile quand on utilise la pièce de fixation avec une vis pré-montée pour percer la membrane d'étanchéité. Cependant la pièce de fixation selon l'invention peut percer la membrane d'étanchéité sans vis, celle-ci étant mise en place dans le fût et vissée ultérieurement. Le fût 5 présente sur sa surface extérieure cinq nervures saillantes, une nervure principale 13a et 4 nervures secondaires 13b, 13c, 13d et 13e dont seulement quatre sont visibles sur la figure 3. Elles sont mieux visibles sur la figure 4 qui représente une coupe du fût 5 selon un plan perpendiculaire à l'axe du fût. La nervure principale 13a se prolonge jusqu'à l'extrémité de la pièce de fixation en forme de biseau de façon à la rigidifier. D'autres variantes de réalisation de la pièce de fixation selon l'invention peuvent comporter un nombre total de nervures différent de cinq, par exemple trois, quatre, six ou plus. Dans un mode de réalisation préféré, le nombre de nervures est un nombre impair de façon à ce que chaque nervure ne soit pas à l'opposé d'une autre nervure par rapport à l'axe du fût.30 Les nervures représentées en figure 3 sont rectilignes et disposées selon les génératrices du fat, mais elles peuvent être d'une autre forme, par exemple hélicoïdales avec un pas suffisamment grand pour que la pièce de fixation puisse pénétrer facilement dans la couche d'isolant. Elles peuvent être disposées dans le sens de vissage de la vis ou dans le sens inverse. Les nervures de la figure 4 ont une section triangulaire, mais d'autres formes sont possibles, l'important étant que lesdites nervures soient suffisamment en saillie par rapport à la surface extérieure du fût pour provoquer de petites déchirures dans la membrane d'étanchéité lorsque la pièce de fixation perce ladite membrane. Comme il est visible sur la figure 3, la hauteur de chaque nervure par rapport à l'axe du fût diminue graduellement à leur extrémité 14 située au voisinage de l'extrémité du fût 5 jusqu'à se fondre dans la surface extérieure du fût, ceci afin d'éviter d'exercer des efforts de déchirure trop importants sur la membrane d'étanchéité lors de la pénétration. A leur autre extrémité proche de la tête de retenue 4, les nervures 13 se prolongent par des renforts 15 qui prennent appui sur l'arrondi 12 et la tête de retenue 4. Dans une variante de l'invention, la hauteur de la nervure principale 13a par rapport à l'axe du fût reste constante ; celle-ci se prolonge donc vers l'extrémité en forme de biseau de la pièce de fixation jusqu'à intersecter la surface biseautée 16. Les nervures secondaires 13b, 13c, 13d et 13e peuvent avoir la même longueur mais dans un mode de réalisation préféré, leurs longueurs peuvent être toutes différentes, les écarts de longueur entre deux nervures secondaires étant par exemple de 2 mm. 30 2920844 9- Les nervures représentées en figure 3 sont réparties régulièrement le long de la circonférence du fût 5. Cependant cette régularité dans la disposition des nervures et donc dans les petites déchirures dans la membrane peut être source de difficultés. En effet, les membranes en PVC renforcé comportent 5 généralement une trame de fibres, qui elle-même peut être disposée selon les directions principales du lé de membrane, longueur et largeur, ou bien à 45° de ces directions. Or lorsque la tête de retenue 4 présente un grand axe A-A', comme représenté en figures 3 et 5, les pièces de fixation sont toutes posées avec leur grand axe A-A' parallèle au bord du lé. Dans ce cas, il faut éviter 10 que les petites déchirures provoquées par le perçage de la pièce de fixation dans la membrane soient systématiquement alignées par rapport à la trame de la membrane, se qui se traduirait potentiellement par une/des lignes de déchirure lorsqu'une pluralité de pièces sont posées côte à côte et dans la même orientation. Lorsqu'on utilise des pièces de fixation à tête ronde, ce 15 risque est moindre car leur orientation à la pose est aléatoire. Il convient donc, lorsque la tête de la pièce de fixation comporte un grand axe A-A', de disposer les nervures sur les fûts des pièces de fixation de façon qu'elles ne tombent pas dans le sens des fibres une fois les pièces de fixation 20 posées. En conséquence, dans le mode de réalisation préféré représenté en figure 5, lorsque la tête de retenue 4 présente un grand axe A-A', la nervure principale 13a est décalée d''un angle Z inférieur à 90°, de préférence environ 20°, par 25 rapport audit grand axe A-A' de la tête de retenue. Si on appelle N le nombre total de nervures saillantes, les N-1 nervures secondaires sont disposées à environ 2n/N, 4n/N... 2*(N-1) ir/N par rapport audit grand axe A-A'. Sur la figure 3, l'extrémité 6 du fût présente une portion en forme de biseau formé par une surface plane 16 intersectant la paroi du fût et délimitant deux arrêtes 17a et 17b formant tranchant. Ces arrêtes tranchantes contribuent à 2920844 - 10 - diminuer la pression à exercer par l'opérateur sur la pièce quand il cherche à percer la membrane d'étanchéité. La nervure principale 13a se trouve dans un plan axial perpendiculaire à ladite surface. 5 Selon d'autres variantes, la surface 16 peut être concave, comme représenté en figure 6, ou hélicoïdale comme représenté en figure 7, ou autre. L'extrémité pointue du fût 5 peut prendre différentes formes. Elle peut par exemple être conique, comme représenté en figure 8, ou présenter une portion 10 terminale cylindrique de fût de diamètre extérieur plus faible 18 et reliée au fût 5 par un épaulement 19, comme représenté en figure 9. Dans tous les cas, il est important que la nervure principale 13a se prolonge jusqu'à l'extrémité de la pointe 6 de façon à rigidifier cette dernière. 15 Revendications 1. Pièce de fixation destinée à être utilisée avec une vis, comportant une tête de retenue (4) qui s'étend sensiblement radialement et munie d'un orifice axial, ladite tête de retenue (4) étant solidaire d'un fût tubulaire (5) de forme sensiblement cylindrique débouchant coaxialement audit orifice, de diamètre intérieur au moins égal à celui de la tête de la vis utilisée, ledit fût (5) présentant une extrémité (6) en forme de pointe qui comprend à proximité de sa pointe un rétrécissement d'alésage de diamètre inférieur à celui de la tête de la vis formant chanfrein et comporte un orifice axial (8) par lequel la vis peut sortir partiellement, caractérisée en ce que ledit fût comporte sur sa paroi extérieure une nervure saillante principale (13a), s'étendant depuis ladite tête de retenue (4) jusqu'à l'extrémité (6) de ladite pointe du fût, et en ce que l'extrémité en forme de pointe est taillée en forme de biseau et présente donc une surface (16) biseautée bordée par deux arrêtes (17a, 17b) convergeant vers la pointe du fût (5)- 2. Pièce de fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre sur sa paroi extérieure au moins une nervure saillante secondaire (13b, 13c, 13d, 13e) s'étendant depuis ladite tête de retenue (4) jusqu'au voisinage de l'extrémité (6) de ladite pointe du fût (5). 3. Pièce de fixation selon la revendication 2, caractérisée en ce que qu'elle comporte deux nervures saillantes secondaires (13a, 13b) situées dans le prolongement desdites arrêtes (17a, 17b). 2920844 - 12 - 4. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la hauteur desdites nervures saillantes (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) par rapport à l'axe du fût (5) diminue graduellement à leur extrémité (14) située au voisinage de l'extrémité (6) du fût en forme de pointe jusqu'à se 5 fondre dans la surface extérieure du fût (5). 5. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la hauteur des nervures saillantes secondaires (13b, 13c, 13d, 13e) par rapport à l'axe du fût (5) diminue graduellement à leur extrémité 10 (14) située au voisinage de l'extrémité (6) du fût en forme de pointe jusqu'à se fondre dans la surface extérieure du fût (5), la hauteur de la nervure principale (13a) par rapport à l'axe du fût (5) restant constante. 6. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisée en ce qu'elle comporte un nombre total impair de nervures saillantes. 7. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que lesdites nervures saillantes secondaires (13b, 13c, 13d, 20 13e) sont réparties symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du fût (5) et la nervure principale (13a). 8. Pièce de fixation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la tête de retenue (4) de la pièce de fixation comporte un 25 grand axe (A-A') et en ce que ladite nervure principale (13a) est décalée angulairement selon un angle au centre prédéterminé (Z) inférieur à 90° par rapport audit grand axe, dans un plan de section droite du fût (5). 9. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, 30 caractérisée en ce que les nervures saillantes secondaires présentent des longueurs différentes les une des autres.- 13 - 10. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nervures saillantes sont rectilignes et disposées le long de génératrices du fût. 11. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les nervures saillantes sont hélicoïdales. 12. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisée en ce que les nervures saillantes ont une section sensiblement triangulaire. 13. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisée en ce que ladite surface biseautée (16) est une surface plane. 14. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ladite surface (16) formant biseau est une surface 20 concave. 15. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la surface formant (16) biseau est une surface hélicoïdale. 16. Pièce de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité (6) en forme de pointe du fût a la forme d'un cône. 25 30 2920844 -14- 17. Pièce de fixation selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que l'extrémité (6) en forme de pointe du fût comprend une portion terminale de fût (18) de diamètre extérieur plus faible et reliée au fût (5) par un épaulement (19). 5