Brevet FR2922567A1 — publié le 20090424

ACF 07/003 Panneau sandwich pour couverture de bâtiment L'invention concerne un panneau sandwich pour la réalisation de couvertures et de sous-couvertures de bâtiments, destiné à la fabrication ou à la rénovation de bâtiments industriels ou d'habitations, individuels comme collectifs. io La réalisation traditionnelle d'une couverture de bâtiment comprend la pose d'une charpente primaire composée généralement de fermes latérales triangulaires sur lesquelles viennent se fixer des madriers horizontaux régulièrement espacés, encore appelés pannes. Sur cette structure primaire sont ensuite fixés des rangées parallèles de 15 chevrons, perpendiculairement aux pannes. C'est ensuite sur ces chevrons que sont à leur tour fixés des séries de liteaux horizontaux qui permettront la fixation des éléments de couverture tels que les tuiles, les ardoises ou les tôles métalliques. La fabrication d'une telle couverture nécessite un temps de pose 20 conséquent, chaque élément étant préparé sur le chantier, sans préfabrication préalable. En outre, une telle couverture ne présente pas d'isolation thermique et/ou acoustique qu'il est ensuite nécessaire de poser sur la face intérieur de la charpente, ce qui réduit d'autant l'espace habitable et allonge le temps de chantier. 25 Pour améliorer l'isolation de telles couvertures, on a alors proposé des couvertures réalisées par fixation de couches d'isolant sur un platelage en bois, lui-même fixé sur les chevrons. Il est alors nécessaire de poser une nouvelle série de chevrons (appelés contre-chevrons) sur la couche d'isolant pour pouvoir fixer les liteaux devant recevoir les éléments de couverture. Un 30 tel système constructif ne permet cependant pas d'améliorer le temps de pose, car il nécessite l'ajout d'éléments de structure supplémentaires par rapport à une construction traditionnelle. On connaît également des systèrnes constructifs à base de panneaux sandwichs que l'on pose les uns en contact avec les autres et qui sont composés d'une couche d'isolant type laine de roche prise en sandwich entre des plaques de panneaux de particules hydrofugés. Ces panneaux sont fixés directement sur les pannes du toit et reçoivent ensuite les rangées de liteaux pour fixation des éléments de couverture. Ces panneaux améliorent l'isolation des bâtiments couverts mais on observe des problèmes d'étanchéité au cours du temps, en raison de déformations des panneaux sous le poids des éléments de couverture. i0 Le but de l'invention est donc de mettre à disposition un système constructif de couvertures ou sous-couvertures de bâtiments présentant un temps de pose réduit, une résistance mécanique améliorée, une bonne étanchéité à l'air et à l'eau et une bonne isolation thermique et acoustique. is Lorsqu'il est utilisé comme sous-couverture, le système constructif doit en outre permettre une fixation rapide et adaptable des éléments de couverture tels que tuiles ou ardoises sans changement des habitudes de pose de ces dernières. A cet effet, un premier objet de l'invention est constitué par un panneau 20 sandwich pour la réalisation de couvertures ou de sous-couvertures de bâtiments comprenant, de l'extérieur vers l'intérieur : - un parement métallique extérieur, une couche d'isolation interne, - une plaque de finition, 25 ledit parement extérieur étant muni d'au moins un élément de renfort longitudinal. Dans des modes de réalisations préférés, le panneau sandwich selon l'invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes, prises 30 seules ou en combinaison : - les éléments de renforts longitudinaux s'étendent sur toute la longueur du panneau sandwich, - le parement extérieur comprend au moins une nervure à l'intérieur de laquelle vient s'insérer l'élément de renfort longitudinal, les éléments de renforts longitudinaux sont en contact avec une partie du parement métallique extérieur, la partie en contact avec le parement métallique extérieur épousant au moins partiellement la forme de la nervure, - le panneau sandwich comprend au moins un élément de renfort longitudinal entièrement intégré dans la couche d'isolation, l'élément de renfort étant muni d'une série de perforations traversantes, io - les éléments de renforts longitudinaux sont des poutres massives en bois, - les éléments de renfort en bois sont des profilés métalliques dont la section est globalement en forme de C, le parement métallique extérieur comprend, le long d'une de ses 15 extrémités, une aile libre de fixation, dont la forme épouse au moins partiellement celle de l'autre extrémité du panneau, le parement métallique extérieur comprend une série de nervures identiques en forme d'oméga, dont la première est placée le long de l'extrémité opposée à celle portant ladite aile libre, qui présente au 20 moins partiellement la même forme que celle des nervures, - la plaque de finition est une plaque de plâtre, - le panneau sandwich comprend en outre au moins une gaine de passage de câbles, insérée dans la couche d'isolation, - le panneau sandwich comprend en outre des rupteurs de pont 25 thermique placés le long de chaque élément de renfort longitudinal, du côté opposé à celui en contact avec le parement métallique extérieur, - le parement métallique extérieur est en acier galvanisé et/ou pré-laqué. L'invention a pour deuxième objet une couverture ou sous-couverture de 30 bâtiment obtenue par assemblage de panneaux sandwich selon l'invention. Dans un mode de réalisation préféré, la couverture ou sous-couverture de bâtiment est obtenue par emboîtement de l'aile libre de chaque panneau sandwich avec l'extrémité opposée du panneau précédent, puis solidarisation des panneaux par un moyen de fixation traversant la zone d'emboîtement des extrémités concernées. L'invention a également pour troisième objet un bâtiment comprenant une sous-couverture selon l'invention, la sous-couverture étant munie d'une série de liteaux horizontaux, eux-mêmes munis d'éléments de couverture, tels que des tuiles ou des ardoises, par exemple. L'invention a enfin pour objet un bâtiment comprenant une couverture selon l'invention. lo Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées qui représentent : figure 1: vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un panneau sandwich selon l'invention, 15 figure 2 : vue en perspective éclatée des éléments du panneau de la figure 1, figure 3 : vue en perspective d'une sous-couverture en cours selon l'invention, pendant son installation, figure 4 : vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un 20 panneau sandwich selon l'invention. Si on considère tout d'abord les figures 1 et 2, on peut y voir un premier mode de réalisation d'un panneau sandwich 1 selon l'invention. Ce panneau comprend un parement métallique extérieur 2 en acier galvanisé, comprenant 25 trois nervures principales 3, 3' et 3" de forme identique, sensiblement en oméga et réparties régulièrement sur le panneau 1. A l'une de ses extrémités, le panneau 1 comprend une aile 4, qui dépasse librement de ce panneau 1 et dont la forme reprend celle des nervures 3, 3' et 3". A son autre extrémité, le panneau 1 comprend une 30 nervure 5 dont la forme reprend en partie celle des nervures 3, 3' et 3". Le deuxième élément du panneau 1 est constitué d'une couche d'isolant 6 dont l'épaisseur dépend du niveau d'isolation recherché. Cet isolant pourra de façon avantageuse être constitué de mousse polyuréthane, de préférence à haute densité, ce qui permet d'améliorer la rigidité du panneau sandwich. Cette couche d'isolant 6 englobe notamment un premier élément de renfort longitudinal 7, constitué d'une poutre en bois courant tout le long du panneau 1, placée sous une nervure 3' et dont la face en contact avec cette nervure présente une forme qui l'épouse en partie. Sous la face opposée de la poutre 7, a été placé une bande de rupteur thermique 8 en joint adhésif polyuréthane ou bande de liège, par exemple, qui permet de s'assurer de l'absence de pont thermique entre le parement io extérieur 2 et l'intérieur du bâtiment à couvrir. Le bois étant lui-même un bon isolant, un tel rupteur 8 n'est pas indispensable dans cette configuration. La couche d'isolant 6 englobe également un second élément de renfort longitudinal 7', constitué d'une poutre identique à la poutre 7, qui est placé au bord du panneau 1, sous l'aile 5. On a également ajouté une bande de rupteur 15 thermique 8' identique au rupteur 8. Deux derniers éléments sont englobés dans la couche d'isolant sous la forme de deux gaines 9 et 9' de passage de câbles. Ces gaines sont de préférence en PVC et peuvent être positionnées en fonction de l'aménagement futur du bâtiment à couvrir. Elles prennent ici une forme 20 partiellement arrondie mais peuvent bien sur être choisie de forme rectangulaire ou autre. Le dernier élément du panneau 1 est enfin une couche de plaque de plâtre 10, placée sous la couche d'isolant 6, au contact des gaines 9 et 9' et des rupteurs 8 et 8'. 25 Le panneau 1 peut notamment être fabriqué au moyen d'un moule dans lequel on disposera tout d'abord la plaque de finition 10, puis les éventuelles gaines de passages de câble 9 et 9' et les éventuels rupteurs thermiques 8 et 8'. On pourra ensuite placer les éléments de renfort longitudinaux 7 et 7', au droit des éventuels rupteurs 8 et 8', et enfin le parement métallique. 30 On peut alors, par exemple, injecter une mousse polyuréthane par des ouvertures latérales dans le moule. En séchant, la mousse peut ainsi solidariser les différents éléments du panneau sandwich 1 tout en garantissant leur bonne disposition au sein de ce panneau 1. Lorsque certains des éléments de renfort 7 doivent être totalement noyés dans la mousse injectée, on veillera à perforer régulièrement ces éléments de renfort interne 7 pour permettre un écoulement correct de la mousse. Il est bien entendu possible de fabriquer la couche d'isolant 6 au préalable, par moulage, puis d'assembler les différents éléments du panneau sandwich 1 par collage, par exemple. La figure 3 présente l'assemblage de deux panneaux 1 et 11 selon l'invention pour former une sous-couverture posée sur les pannes P d'une charpente primaire. On peut y voir un premier panneau 1 déjà posé et io comprenant une nervure 5 à une de ses extrémités. Un panneau 11 présentant une aile libre 14 est ajouté, cette aile libre 14 venant s'emboîter par recouvrement sur la nervure 5 du panneau 1. Des fixations adaptées sont ensuite plantés dans la zone d'emboîtement pour solidariser les deux panneaux 1 et 11. 15 On voit qu'on peut ensuite poser des rangées de liteaux L horizontaux qui serviront à leur tour de support pour recevoir les tuiles T. L'utilisation d'éléments de renforts en bois présente l'avantage de faciliter l'assemblage des panneaux et des liteaux L qui peuvent être simplement cloués, sans qu'il soit nécessaire d'aller rechercher une fixation au niveau des 20 pannes P. Si on considère à présent la figure 4, on peut y voir un deuxième mode de réalisation d'un panneau sandwich 21 selon l'invention. Ce panneau comprend un parement métallique extérieur 22 en acier galvanisé, comprenant deux nervures principales 23 et 23' de forme identique, sensiblement en 25 oméga et réparties régulièrement sur le panneau 21 A l'une de ses extrémités, le panneau 21 comprend une aile 24, qui dépasse librement de ce panneau 21 et dont la forme reprend celle des nervures 23 et 23'. A son autre extrémité, le panneau 21 comprend une nervure 25 dont la forme reprend en partie celle des nervures 23 et 23'. 30 Le deuxième élément du panneau 21 est constitué d'une couche d'isolant 26 dont l'épaisseur dépend du niveau d'isolation recherché. Cet isolant pourra de façon avantageuse être constitué de mousse polyuréthane, de préférence à haute densité, ce qui permet d'améliorer la rigidité du panneau sandwich. Cette couche d'isolant 26 englobe notamment un premier élément de renfort longitudinal 27, constitué d'un profilé métallique en forme de C courant tout le long du panneau 21, placé sous une nervure 25 et dont la face en contact avec cette nervure présente une forme qui l'épouse en partie. Sous la face opposée de la poutre 27, a été placé une bande de rupteur thermique 28, analogue au rupteur décrit précédemment. La couche d'isolant 26 englobe enfin une gaine 29 de passage de câbles, du même type que les gaines précédemment décrites. Le dernier élément du panneau :21 est enfin une couche de plaque de io plâtre 30, placée sous la couche d'isolant 26, au contact de la gaine 29 et du rupteur 28. Ce panneau pourrait bien sur comprendre d'autres éléments de renfort longitudinaux analogues au profilé 27, placé par exemple sous la nervure 23 et/ou sous la nervure 23', en fonction des besoins. On pourrait d'ailleurs is envisager de panacher les différents types d'éléments de renforts et combiner ainsi les renforts en bois et les renforts en métal afin de profiter des avantages respectifs de chaque solution. Cette combinaison pourrait également être appliquée au premier mode de réalisation décrit ou à toute autre forme de réalisation des panneaux selon l'invention. 20 Dans le cas de bâtiments industriels, il n'est pas forcément nécessaire d'ajouter une couverture supplémentaire aux panneaux selon l'invention et l'assemblage de ces panneaux peut être suffisant et constituer ainsi une couverture finie. En effet, l'emboîtement par recouvrement des panneaux permet d'obtenir une bonne étanchéité pour le bâtiment. Cette étanchéité est 25 conservée au cours du temps, les éléments de renfort apportant une bonne tenue des panneaux qui ne se déforment pas, même lorsqu'ils sont utilisés en sous-couvertures et qu'ils doivent donc supporter la charge des liteaux et des éléments de couverture. Dans le cas d'une utilisation en sous-couverture, l'aspect extérieur 30 obtenu est identique à celui d'une construction traditionnelle avec une isolation thermique et acoustique améliorée, saris perte d'espace habitable. En outre, il est possible de fixer sur cette sous-couverture tous les types de tuiles ou d'ardoises existants, aucune restriction n'étant imposée au niveau de la pose des liteaux et de leur espacement. Lorsqu'on utilise un parement métallique nervure, la présence de ces nervures permet en outre de créer un espace de ventilation en sous face des 5 éléments de couverture. Par ailleurs, lorsque la plaque de finition de la face intérieure du panneau est une plaque de plâtre, on bénéficie de la résistance au feu apportée par ce matériau et on réduit également les travaux de finition nécessaires, une simple couche d'enduit permettant de terminer la finition de l'intérieur du bâti. io Le panneau selon l'invention pourra être réalisé dans toutes les largeurs nécessaires et sera de préférence réalisé en largeur de 1200 mm qui correspond à la taille standard des plaques de plâtre du commerce et évite ainsi toute découpe supplémentaire de cet élément. Cependant, pour faciliter la manutention des panneaux par les ouvriers 15 sur le chantier, on pourra également préférer de réaliser le panneau dans des largeurs de 600 mm. REVENDICATIONS 1. Panneau sandwich (1, 21) pour la réalisation de couvertures ou de sous-couvertures de bâtiments comprenant, de l'extérieur vers l'intérieur : - un parement métallique extérieur (2, 22), - une couche d'isolation interne (6, 26), une plaque de finition (10, 30, to ledit parement extérieur (2, 22) étant muni d'au moins un élément de renfort longitudinal (7, 7', 27). 2. Panneau sandwich (1, 21) selon la revendication 1, pour lequel lesdits éléments de renforts longitudinaux (7, 7', 27) s'étendent sur toute la is longueur du panneau sandwich (1, 21). 3. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, pour lequel ledit parement extérieur (2, 22) comprend au moins une nervure (3, 3', 3", 5, 23, 23', 25) à l'intérieur de laquelle vient s'insérer 20 ledit élément de renfort longitudinal (7, 7', 27). 4. Panneau sandwich (1, 21) selon la revendication 3, pour lequel lesdits éléments de renforts longitudinaux (7, 7', 27) sont en contact avec une partie dudit parement métallique extérieur (2, 22), la partie en contact 25 avec ledit parement métallique extérieur (2, 22) épousant au moins partiellement la forme de ladite nervure (3, 3', 3", 5, 23, 23', 25). 5. Panneau sandwich (1) selon l'une ou l'autre des revendications 3 ou 4, comprenant au moins un élément de renfort longitudinal (7) entièrement 30 intégré dans ladite couche d'isolation (6), ledit élément de renfort (7) étant muni d'une série de perforations traversantes. 6. Panneau sandwich (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour lequel lesdits éléments de renforts longitudinaux (7, 7') sont des poutres massives en bois. 7. Panneau sandwich (21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour lequel lesdits éléments de renfort (27) sont des profilés métalliques dont la section est globalement en forme de C. 8. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour lequel ledit parement métallique extérieur (2, 22) comprend, le long d'une de ses extrémités, une aile libre de fixation (4, 24), dont la forme épouse au moins partiellement celle de l'autre extrémité dudit panneau (1, 21). 9. Panneau sandwich (1, 21) selon la revendication 8, pour lequel ledit parement métallique extérieur (2, 22) comprend une série de nervures identiques en forme d'oméga (3, 3', 3", 5, 23, 23', 25), dont la première (5, 25) est placée le long de l'extrémité opposée à celle portant ladite aile libre (4, 24), qui présente au moins partiellement la même forme que celle desdites nervures (3, 3', 3", 5, 23, 23', 25). 10. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour lequel ladite plaque de finition (10, 30) est une plaque de plâtre. 11. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre au moins une gaine de passage de câbles (9, 9', 29), insérée dans ladite couche d'isolation (6, 26). 12. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, comprenant en outre des rupteurs de pont thermique (8, 8', 28) placés le long de chaque élément de renfort longitudinal (7, 7', 27), du côté opposé à celui en contact avec ledit parement métallique extérieur (2, 22). 5 13. Panneau sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, pour lequel ledit parement métallique extérieur (2, 22) est en acier galvanisé et/ou pré-laqué. 14. Couverture de bâtiment obtenue par assemblage de panneaux sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15. Sous-couverture de bâtiment obtenue par assemblage de panneaux to sandwich (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 16. Couverture de bâtiment selon la revendication 14, obtenue par assemblage de panneaux (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, pour laquelle on emboîte l'aile libre (4, 24) de 15 chaque panneau sandwich (1, 21) avec l'extrémité opposée du panneau précédent, puis on solidarise lesdits panneaux par un moyen de fixation traversant la zone d'emboîtement desdites extrémités. 17.Sous-couverture de bâtiment selon la revendication 15, obtenue par 20 assemblage de panneaux (1, 21) selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, pour laquelle on emboîte l'aile libre (4, 24) de chaque panneau sandwich (1, 21) avec l'extrémité opposée du panneau précédent, puis on solidarise lesdits panneaux par un moyen de fixation traversant la zone d'emboîtement desdites extrémités. 25 18. Bâtiment comprenant une sous-couverture selon l'une ou l'autre des revendications 15 ou 17, ladite sous-couverture étant munie d'une série de liteaux horizontaux, eux-mêmes munis d'éléments de couverture. 3o 19. Bâtiment comprenant une couverture selon l'une ou l'autre des revendications 14 ou 16.