Brevet FR2932829A1 — publié le 20091225

DISPOSITIF TEL QUE POTEAU OU POUTRE FORMANT DES ELEMENTS PORTEURS D'OSSATURE DE BATIMENTS Objet de l'invention: La présente invention concerne un dispositif formé d'un assemblage simple de poteaux ou des poutres porteuses destinées à être assemblées, pour former des dispositifs modulaires qui permettent de fabriquer l'ossature de bâtiment individuel, collectif, industriel ou agricole, poutre utilisé éventuellement pour construire des éléments d'une charpente. Art Antérieur : Un premier dispositif décrit et revendiqué dans le brevet FR0451971 concernait une poutre à section transversale en forme de I Comprenant deux membrures assemblées par un élément de couplage métallique cette demande de brevet avait été antériorisée par un certain nombre de brevets qui utilisaient également des poutres en I. cette forme étant connue depuis très longtemps Dans la plupart des inventions de l'art antérieur, la partie métallique est conséquente, lourde, difficilement maniable, chaque élément possède une masse et un encombrement élevés et est prévu pour longue portée. La mise en oeuvre par un seul individu était donc impossible, de plus le coût des matériaux était élevé, il en découlait pratiquement une impossibilité de monter la maison en � Kit � . Le document qui se rapproche le plus de l'invention est l'invention du brevet FR 2568613 (Travaux Bâtiment Industrialisé) qui date de 1986, il présente une certaine analogie avec la présente demande (voir figures 1 et 2 Art antérieur) La Revendication 1 de ce brevet ancien stipule : 1-Poutre à âme métallique et à montants en bois caractérisée en ce qu'elle comprend une poutrelle métallique complète ayant une âme qui réunit deux fers longitudinaux et deux bois, munis chacun d'une rainure qui règne de façon continue au moins sur une grande partie de leur longueur et dans laquelle viennent s'encastrer les fers respectifs. Dans cette invention une âme métallique en fer est donc insérée entre deux poutres en bois, elle est formée de plis en � zigzag � qui donne la rigidité à cette âme . L'âme métallique est collée en haut et en bas dans les rainures des embases (parties en bois). Ceci oblige à utiliser des colles performantes résistantes à l'environnement, ce qui complique la mise en place des éléments objet de l'invention antérieure. Ce dispositif ne résiste que dans le sens vertical et non dans le sens perpendiculaire aux plis, ce qui limite aussi ses applications. De plus cette technologie conduit à utiliser beaucoup de matière, La fabrication en est complexe, les éléments sont lourds et encombrants, et diffuseurs de ponts thermiques. Ils nécessitent des moyens de manutention importants surtout avec les technologies des constructions utilisant les matériaux existant à l'époque ( acier ou fer). Il existe aussi des dispositifs analogues plus récents tout en bois , pour essayer de contrer le poids des � fers � revendiqués dans cette antériorité, ce qui prouve que l'évolution des matériaux et des technologies de structuration ont permis d'évoluer vis à vis de celles mises en oeuvre dans cette antériorité qui date de 1986. La présente invention va résoudre les problèmes non résolus par l'antériorité FR2568613 en insérant une âme centrale faite en matériaux nouveaux légers et résistants tels que des composites fibreux ou alliages légers, avec également la mise en place de moyens nouveaux qui évitent le collage, source de dégradations dans le temps. Ces nouveaux moyens, mis en place, permettent à une seule personne à partir de la livraison d'un Kit d'assemblage de construire sa maison, ceci avec une panoplie d'outils communs indiqués sur une notice de construction fournie avec le kit. La résistance des panneaux mis en place, notamment l'âme ne nécessite aucune forme en � zigzag � ni collage , c'est donc une simplification de moyens par rapport à l'art antérieur , ce qui est un indice important d'activité inventive, puisque les moyens mis en oeuvre sont légers, peu encombrants, et faciles à manipuler. Aucun de ces moyens avant assemblage qui ne peut peser plus de 10 kg. Cette fonctionnalité associée à des formes porteuses facilement empilables va permettre une livraison en kit à l'acquéreur ; ce qui est impossible à faire, et d'ailleurs non prévue dans l'art antérieur. Nous allons décrire quelques exemples illustratifs de cette invention en précisant qu'ils ne sont pas limitatifs dans leur forme de réalisation, et que tous les moyens de forme similaire qui permettraient d'arriver au résultat font partie de l'invention. Les dessins aidant à la compréhension de l'invention sont : Dans un premier mode de réalisation. Figure 1 et 2 planche 1/16 : dessins de l'antériorité correspondant au brevet FR2568613 se rapprochant au plus près de l'invention. Figures 3 et 4 planche 2/16 : vues en perspectives d'un poteau seul et io de deux poteaux assemblés . Figure 5 planche 3/16 : vue en perspective de deux membrures en bois équipées de rainures en queue d'aronde destinées à recevoir l'âme centrale porteuse Figure 6 : planche 4/16 : vue en perspective de l'âme porteuse 15 comportant des extrémités s'encastrant dans les membrures dessinées sur la figure 5. Figure 7 planche 5/16: vue en perspective d'un module en cours d'assemblage Figures 8, 9 et 10 planche 6/16 : vues en perspective des phases 20 d'assemblage d'un module. Figure 8 : âme en matériau structurant Figure 9 : Poteaux porteurs ou Membrures Figure 10 : Assemblage des éléments Figures 11, 12 , 13 et 14 planche 7/16 : vues en perspective des 25 phases de montage d'une partie d'un mur avec le positionnement de son chaînage. Figure 11 : Poteaux porteurs ou Membrures Figure 12 : Assemblage de 2 poteaux Figure 13 : Assemblage de deux modules 30 Figure 14 : Montage du chaînage. Dans un deuxième mode de réalisation. Figure 15 planche 8/16: vue du nouveau liteau support de clin en matériau rigide fabriqué de préférence en matériau composite fibreux. 35 Figure 16 planche 9/16 : vue d'un nouveau liteau support de clin ou d'un liteau support de tuiles fixé aux membrures ou poteau Figure 17 planche 10 /16 : vue de l'ensemble du mur au cours de sa fmition avec ses divers éléments ou moyens d'assemblage Figure 18 planche 11/16: vue d'ensemble formant un mur raccordé à une partie de la charpente, les poteaux faisant office de chevrons . Figure 19 planche 12/16 : vue d'ensemble de poteaux faisant office de poutres pour former un support de plancher relié à un chaînage mural. Figures 20, 20C, 20D planche 13 /16 : vues d'un liteau support de clin sur ossature et d'un liteau support de tuile sur chevrons. Figure 20Cdétail des liteaux support de tuile Figure 20D détail des liteaux support de clin io Figures 21, 22, planche 14 /16 :vue en coupe d'un liteau support de clins ou liteau support de tuiles, stocké par empilage . Figure 21 : empilage des liteaux. Figure 22 : Forme spécifique d'un liteau support de clins ou support de tuiles. 15 Figures 23, 24 : planche 15 /16 Vue en perspective de l'évolution de la construction de la maison Figure 23 : vue d'une maison avec les ossatures : murs et charpentes terminés sauf les finitions et parements 1' ancrage au sol s'effectuant par des contreventements. 20 Figure 24 : vue d'une maison terminée Figure 25 planche 16/16 : Phases de construction La description détaillée d'un exemple illustratif est donnée ci-après : Dans une première forme de réalisation 25 Le moyen essentiel de l'invention qui va permettre de construire la maison par module est un poteau mural de soutènement 1 (figure 3 et 4) qui comprend lui-même : Deux membrures de forme parallélépipédiques 11 portant chacune une rainure longitudinale 110, de préférence en forme de 30 queue d'aronde 112 qui suit les membrures 11 en leur milieu et sur toute leur longueur. Une structure composite fibreux 21 dont les extrémités 212 identiques de chaque coté, ont la forme d'une queue d'aronde 112 pour pouvoir être glissées dans les rainures 110 et devenir 35 prisonnières, (figure7),ceci grâce à un léger jeu fonctionnel permettant l'assemblage . L'âme de la structure est formée d'un caisson rectiligne 210 dont les extrémités 112 ont des formes trapézoïdales (figure 6 ). La longueur L (figure 3) de cette structure 21 est inférieure à celle des membrures 11, elle est donc d'une longueur égale à la longueur des membrures, diminuée des épaisseurs du rail 3 situé sur la chape et diminuée également de l'épaisseur du chaînage 4 situé en haut du poteau 1. Les poteaux muraux 1 vont venir s'encastrer à la base dans le rail d'encrage 3 et en son sommet dans un chaînage 4 pour former une structure modulaire 5 du mur en construction (figure 17). Les dimensions de ces éléments peuvent varier en fonction du type de construction, ils peuvent même se superposer pour des constructions à étages. Dans un deuxième mode de réalisation Le poteau ou la membrure 1 restent identiques, afin de fixer sur la membrure 11 le parement extérieur 31 et le pare vapeur 27 (figure 17) Un support de clins 30 est positionné ( figure 15) sur lequel on fixe le clin extérieur 31 (figure 17) ; de ce fait on réalise naturellement un vide d'air 35 (figure 17) supplémentaire améliorant ainsi l'isolation de la structure. La forme F (figure 22) de ce support de clin 30, fabriqué de préférence en matériau composite consiste en un profilé dont la coupe transversale est constituée d'un profil en troncature qui permet au support de clin 30 de s'emboîter avec un autre support de clin 30. Le support de clin 30 peut à la fois : - supporter les clins 31 (parement extérieur) - et jouer le rôle d'un liteau support de tuiles St La forme F (figure 22) en coupe transversale du support de clin 30 grâce à son profil en troncature permet un empilement, avec les autres support de clin identiques,(figure 21) , cet empilage est destiné à optimiser l'encombrement lors du transport et du stockage . Cette forme F en troncature dans la coupe transversale du profilé fabriqué de préférence en composite comporte dans sa partie supérieure un renfort 33 pour le passage des moyens de fixation des clins, la forme de ce renfort 33 favorise l'emboîtage pour obtenir un empilage avec celui d'un autre support de clin. Cet élément 30 jouant ainsi le rôle d'un arc boutant, qui permet à la fois de supporter un maximum d'effort et de pouvoir s'empiler facilement. Dans cette coupe il existe une symétrie par rapport à un axe X X' passant en son milieu. Ainsi ce support de clin 30 fixé sur les membrures est léger , facilement manipulable , résistant et imputrécible La construction des murs Mu Plancher PL ou Charpente CH se fait par assemblage des divers modules 5 dans lesquels, on place 5 l'isolation I (figure 17) . Le procédé P de construction permet l'assemblage de parois : - verticales SV (figure 18) servant de murs - horizontales SP servant de plancher (figure 19) - obliques CH servant de charpentes (figure20), 10 ceci permettent un assemblage aussi bien à l' intérieur qu'à l'extérieure d'un bâtiment en construction, dont l'assemblage complet aboutit à des ossatures de murs, planchers et charpentes (voir la figure 23) . 15 La maison MA, mis à part la chape et les tuiles, peut donc être construite à partir des poteaux porteur 1 et de leur structure interne 21 alors assemblés en modules 5 puis raccordés entre eux pour former soit un mur MU une charpente CH 20 un plancher PL Ces éléments porteurs d'ossature MU CH et PL peuvent être facilement raccordés ,(figures 19 20 20C ,20D) , et ancrés au sol par des contreventements CV. 25 Pour réaliser une Maison MA ( figures 23 et 24 ) de plusieurs étages on positionne sur la chape en ciment de l'ouvrage un rail d'ancrage périphérique 3, (dont une partie est montrée sur la figure 17) on place les éléments modulaire 5 assemblés séparément puis raccordés ensemble en laissant les emplacements nécessaires pour les 30 ouvertures fixées en même temps, ou ultérieurement . On place ensuite le chaînage supérieur 4 sur toute la périphérie, puis on place et on fixe les contreventements CV (figure 23) on a ainsi réalisé un mur MU d'un rez- de- chaussée de la maison MA Pour l'étage, on fixe le plancher sur le mur du rez-de-chaussé, 35 puis sur ce dernier, on replace un rail périphérique 3 qui supporte les poteaux 1 assemblés en éléments modulaires 5 qui vont ceinturer la maison , en laissant toujours l'encombrement nécessaire pour venir positionner et fixer les ouvertures. L'étage est ensuite fixé à la structure du rez-de-chaussée . Ensuite le toit est posé, puis fixé au mur porteur pour assembler le maison MA On ferme l'extérieur des murs (figure 17) par des clins de préférence en bois 31 en laissant des lames d'air pour l'isolation dans les parties creuses, (ne comportant pas d'éléments solides) , et en plaçant un pare vapeur ou pare pluie suivant l'utilisation que l'on fait des éléments modulaire ; ce qui permet de récupérer l'humidité de l'air dû aux différences de température du jour et de la nuit , ceci pour lo éviter les problèmes de condensation. On positionne l'isolation à l'intérieur du mur, et coté intérieur on place le parement intérieur adaptée, exemple : du placoplâtre, des clin en matériau composite ou bois , et de préférence ignifugés ... 15 Tous ces assemblages sont réalisables manuellement, ils ne nécessitent ni grue ni échafaudage, puisque chacun des éléments d'environ 2,50 mètres pèsent moins de 10kg. Donc, un seul individu peut construire cette maison ,avec des outils communs, en se servant de perceuses visseuses même 20 portatives, de marteau , de pointes et de vis , ceci en suivant le plan de montage fourni avec le kit . La maison MA peut être construite soit sur chape, ou sur une cave ou même sur pilotis en respectant les règles de l'art. Phases de construction P 25 La réalisation de la maison MA livrée en kit d'assemblage, elle comprend huit Phases : Phase 1 Positionnement du rail sur la chape et mise en place de la protection anti-nuisible Phase 2 Réalisation et pose des éléments modulaires 5 décrits précédemment pour former : murs , plancher et charpentes Phase 3 Assemblage de ces éléments et poses des menuiseries Phase 4 raccordement des chaînages supérieur et inférieur 30 35 Phase 5 Mise en place des Contreventements CV et mise en perpendicularité des structures (équerrage) pour assurer la stabilité de l'édifice Phase 6 Pose du plancher ou du toit, suivant la hauteur du bâtiment ou du type de construction Phase 7 Mise en place des isolations io Phase 8 Finitions. REVENDICATIONS1- Poteau mural (1) destiné à construire un mur soutènement 5 comprenant deux membrures(11) et une structure centrale rigide (21) assemblée entre les membrures, caractérisé en ce que : les deux membrures (11) portant chacune une rainure longitudinale (110), en forme de queue d'aronde (112) qui suit lesdites membrures (11) en leur milieu et sur toute la longueur l0 la structure rigide (21) ayant des extrémités (212) identiques de chaque coté et une forme en coupe transversale (112) adaptée à celles des membrures (11) , et telle qu'elle puisse être glissée dans la rainure (110) de ces membrures (11), grâce à un jeu fonctionnel, la structure rigide (21) devenant ainsi prisonnière entre les deux 15 membrures (11), pour former le poteau(1) 2- Poteau mural (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'âme de la structure (21) est formée d'un caisson rectiligne (210 ) dont les extrémités (112) ont des formes trapézoïdales , et 20 en ce que la longueur (L) de cette structure (21) est inférieure à celle des membrures (11), diminuée des épaisseurs du rail (3) situé sur la chape et de l'épaisseur du chaînage (4) situé en haut du poteau (1) 25 3- Poteau mural (1) suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lesdits poteaux muraux (1) en s'encastrant en bas dans le rail (3) et en haut dans le chaînage (4) pour former un élément modulaire (5) manipulable par un seul individu pour construire un mur de bâtiment, dont les dimensions sont variables et adaptables à 30 chaque type de construction. 4- Poteau mural (1) suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lesdits poteaux muraux (1) permettent de fixer sur l'élément modulaire (5) un parement extérieur (31) , un pare vapeur (27) et un 35 support de clins (30) sur lequel on fixe le clin extérieur (31), ce qui permet de réaliser naturellement un vide d'air (35) améliorant ainsi l'isolation de la structure. 5- Poteau mural (1) suivant les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que la forme (F) du support de clins (30), fabriqué de préférence en matériau composite, consiste en un profilé dont la coupe transversale est constituée d'un profil en troncature , qui permet au support de clin (30) de : - s'emboîter avec un autre support de clin (30) - supporter les clins (31) - jouer le rôle d'un liteau support de tuiles (St) 6-Poteau mural (1) suivant les revendications 1 4 et 5 caractérisé en ce que la forme (F) du support de clin (30) dont le profil en coupe transversale en forme de troncature permet un empilement, afin d'optimiser l'encombrement lors du transport et du stockage des supports de clin (30), pour aboutir à un kit d'assemblage, par emboîtage des uns sur les autres des supports de clin (30), ladite forme (F) de cet élément (30) autorisant cette fonction et jouant aussi le rôle d'arc boutant, pour supporter un maximum d'effort. 7- Poteau mural (1) suivant l'une quelconque de précédentes revendications caractérisé, en ce qu'il permet la construction de murs (Mu) de plancher (Pl) ou d'une Charpente (Ch), par assemblage des divers modules (5) dans lesquels, on peut placer une isolation (I), le procédé (P) de construction permettant l'assemblage de parois qui peuvent être le raccordement de ces dites parois permettant la construction des divers ossatures d'un bâtiment ou d'une maison (Ma) aussi bien à 1' intérieure qu'à 1' extérieure, ces ossatures , murs , planchers ou charpentes, pouvant facilement se raccorder. 8-Poteau mural (1) suivant l'une quelconque de précédentes revendications caractérisé en ce qu'il permet de réaliser tous ces assemblages manuellement, sans nécessiter ni grue ni échafaudage, puisque chacun des éléments ne dépasse pas 2,50 mètres et pèsent moins de 10kg. soit :verticales (Sv) soit :horizontales (Sp) soit :obliques (Ch) 9-Poteau mural (1) suivant les revendications 1 et 6 caractérisé le support de clin ou de tuile comporte un renfort (33) pour le passage des moyens de fixation des clins , la forme de ce renfort (33) favorise l'emboîtage pour un empilage optimisé avec d'autres supports de clin . Procédé de construction de maison (Ma) comportant au moins un poteau mural (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant les étapes suivantes : 10 Phase 1 Positionnement du rail sur la chape et mise en place de la protection anti-nuisible Phase 2 Réalisation et pose des éléments modulaires (5) réalisés à partir des poteaux (1) pour former : murs , plancher et charpentes Phase 3 Assemblage de ces éléments et poses des menuiseries Phase 4 raccordement des chaînages supérieur et inférieur Phase 5 Mise en place des Contreventements (Cv) et mise en perpendicularité des structures pour assurer la stabilité de l'édifice Phase 6 Pose du plancher ou du toit, suivant la hauteur du bâtiment ou du type de construction Phase 7 Mise en place des isolations Phase 8 Finitions.30