Brevet FR2924451A1 — publié le 20090605

Description Domaine technique de l'invention. L'invention a pour objet un plancher préfabriqué limitant les ponts thermiques et adapté à des constructions situées en zones sismiques. L'invention a également pour objet un rupteur thermique pouvant être employé dans la conception d'un tel plancher. L'invention concerne le domaine technique des éléments de construction permettant de limiter les ponts thermiques dans des constructions, notamment au niveau de la jonction entre un plancher réalisé par l'intermédiaire de dalles alvéolées et un mur. L'invention concerne également le domaine technique des éléments de constructions utilisés pour la réalisation d'édifices situés en zone d'activité sismique. État de la technique. On connaît les planchers préfabriqués réalisés par la juxtaposition de dalles alvéolées. Ces dernières sont posées les unes contre les autres, de manière jointive, et liées entre elles par du béton. La mise en oeuvre des planchers préfabriqués est très rapide et s'effectue généralement sans étais ni échafaudage, les dalles alvéolées reposant seulement par leurs deux extrémités directement sur l'arase des murs ou sur des poutres préalablement mises en place. Diverses réglementations obligent les constructeurs à renforcer les exigences en matière d'isolation thermique dans le but de limiter les consommations énergétiques. En effet, on constate dans de nombreuses constructions l'existence de ponts thermiques qui réduisent l'isolation thermique et augmentent la consommation énergétique. Ces ponts thermiques sont notamment situés au niveau de la jonction entre les dalles alvéolées disposées à la périphérie du plancher et les murs. Les ponts thermiques constituent des zones de fortes déperditions thermiques qu'il faut s'efforcer de réduire. Pour ce faire, il est connu d'utiliser des éléments d'isolation thermique (ci-après dénommé � rupteur thermique �) que l'on cale entre les éléments périphériques du plancher et les murs. Ils sont conçus de manière à assurer la continuité de l'isolation thermique au niveau de jonction plancher/mur. En outre, pour des raisons évidentes de sécurité, il est important que les liaisons entre les dalles alvéolées périphériques du plancher et les murs puissent reprendre les sollicitations auxquelles ledit plancher est soumis, et en particulier les efforts provoqués par les secousses sismiques. C'est pour cette raison que les dalles alvéollées périphériques du plancher sont généralement reliées mécaniquement au chaînage prévu dans les murs du bâtiment de manière à ce que les efforts verticaux, les efforts horizontaux transversaux et les efforts horizontaux longitudinaux puissent être amortis. En général, la reprise des efforts est assurée par une dalle de compression coulée sur les différents éléments constitutifs du plancher. Ce type de construction nécessite une durée de mise en oeuvre importante provoquée par la mise en place et le retrait des coffrages. De plus, le poids élevé du plancher nécessite des fondations conséquentes, en particulier pour les immeubles comportant de nombreux étages. En outre, dans le cas où un rupteur thermique est utilisé, il est difficile d'assurer une telle reprise des efforts. En effet, par définition, le rupteur thermique crée une barrière physique entre les dalles alvéolées périphériques et les murs, de sorte qu'il est difficile de relier mécaniquement ces dits éléments périphériques au chaînage. Face à ces inconvénients, l'objectif principal que vise à atteindre l'invention est de proposer un plancher préfabriqué réalisé par la juxtaposition de dalles alvéolées, utilisant des rupteurs thermiques entre les dalles périphériques et les murs d"un bâtiment, ledit plancher étant conçu pour que la liaison entre lesdites dalles périphériques et les murs puisse reprendre les sollicitations auxquelles ledit plancher est soumis, mais sans avoir recours à une dalle de compression en béton. L'invention a également pour objectif de proposer un rupteur thermique de conception simple, peu onéreux, et pouvant être utilisé pour la conception de différents types de planchers. Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est un plancher préfabriqué réalisé par la juxtaposition de dalles alvéolées, des rupteurs thermiques étant disposés entre les dalles périphériques et les murs longitudinaux du bâtiment, remarquable en ce que : - la partie latérale intérieure des dalles périphériques comporte des crantages reliés mécaniquement aux chaînages prévus dans les murs transversaux du bâtiment, lesdits crantages étant configurés de manière à pouvoir reprendre des efforts horizontaux longitudinaux, - la partie latérale intérieure des dalles périphériques comporte une rainure longitudinale de clavetage reliée mécaniquement aux chaînages prévus dans les murs transversaux du bâtiment, ladite rainure étant configurée de manière à pouvoir reprendre des efforts verticaux, des armatures transversales relient mécaniquement les dalles périphériques à un chaînage prévu dans les murs longitudinaux du bâtiment, de manière à pouvoir reprendre des efforts horizontaux transversaux, lesdites armatures transversales passant par des échancrures transversales réalisées dans les rupteurs thermiques. Cette conception particulière permet non seulement de limiter les ponts thermiques, mais assure également une reprise de toutes les sollicitations auxquelles le plancher préfabriqué peut être soumis (efforts verticaux et efforts horizontaux), sans qu'il soit nécessaire de couler une dalle de compression en béton sur les différents éléments constitutifs du plancher. En effet, les crantages, la rainure longitudinale de clavetage et les armatures transversales permettent de reprendre toutes les sollicitations lorsqu'ils sont reliés aux chaînages disposés dans les murs du bâtiment. Au sens de la présente invention, les dalles périphériques sont les dalles situées aux extrémités du plancher. Également, on entend par � murs longitudinaux�, les murs qui sont parallèles au côté de plus grande longueur du rupteur thermique ou de la dalle périphérique. De même, on entend par � murs transversaux�, les murs qui sont perpendiculaires aux murs longitudinaux. Un autre aspect de l'invention concerne un rupteur thermique utilisé dans des ouvrages de maçonnerie, comportant un corps longitudinal délimité par : une partie inférieure équipée d'un rebord d'appui, une partie supérieure disposée en vis-à-vis de ladite partie inférieure, une partie latérale intérieure équipée d'au moins un rebord d'appui, une partie latérale extérieure disposée en vis-à-vis de ladite partie latérale intérieure, ledit rupteur étant remarquable en ce que ledit rebord d'appui disposé au niveau de ladite partie inférieure est réalisé par l'intermédiaire d'un décroché dont la profondeur est variable afin de modifier la surface d'appui. Etant donné que les dimensions du rebord d'appui peuvent évoluer, ce rupteur thermique est adaptable à divers types de constructions de plancher, 30 avec ou sans dalle de compression. Présentation des dessins. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un rupteur thermique conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe verticale d'un rupteur thermique conforme à l'invention, dans une variante de réalisation - la figure 3 est une vue en perspective du rupteur thermique représenté sur la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une dalle alvéolée conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective de la dalle alvéolée représentée sur la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe verticale montrant schématiquement le détail de la jonction entre le plancher objet de l'invention et un mur longitudinal, - la figure 7 est une vue en coupe selon A-A de l'installation représentée sur la figure 6. Modes de réalisation de l'invention. Le plancher préfabriqué objet de l'invention est réalisé par la juxtaposition de dalles alvéolées, des rupteurs thermiques étant disposés entre les dalles périphériques et les murs longitudinaux. Le plancher peut être utilisé dans des bâtiments du type d'habitations collectives ou individuelles, des bâtiments à usages professionnels tels qu'écoles, commerces, hôpitaux, hôtels, bureaux, etc. 5 2924451 -6 En se rapportant aux figures 1 et 2, le rupteur thermique 1 utilisé dans l'invention comporte un corps longitudinal de section sensiblement rectangulaire ou trapézoïdale. Le corps du rupteur thermique 1 est délimité par : une partie 5 inférieure 10 équipée d'un rebord d'appui 10a, une partie supérieure 11 disposée en vis-à-vis de ladite partie inférieure, une partie latérale intérieure 12 équipée d'au moins un rebord d'appui 12a, une partie latérale extérieure 13 disposée en vis-à-vis de ladite partie latérale intérieure. La partie latérale intérieure 12 est destinée à être positionnée en vis-à-vis de la partie latérale 10 intérieure 22 de la dalle 2 (figure 6). La hauteur du rupteur thermique 1 est préférentiellement comprise entre 10 cm et 30 cm et sa largeur préférentiellement comprise entre 10 cm et 20 cm. Ces dimensions pourront varier selon le type de matériau isolant utilisé. La 15 longueur du rupteur thermique 1 est préférentiellement comprise entre 1 m et 2 m. Lorsque les dalles alvéolées ont une longueur supérieure ou inférieure, il est possible d'accoler plusieurs rupteurs thermiques ou au contraire de les découper de manière à atteindre la longueur désirée. 20 Le rupteur thermique 1 est réalisé dans un matériau isolant, préférentiellement en polystyrène expansé afin de faciliter sa manipulation. Toutefois, d'autres matériaux équivalents convenant à l'homme du métier pourront être utilisés. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention permettant de stopper la propagation d'un feu, la partie supérieure 11 du 25 rupteur thermique 1 peut être réalisée dans un matériau coupe-feu, par exemple en laine de roche ou en tout autre matériau équivalent. Les deux couches de matériaux pourront être reliées mécaniquement ou chimiquement par collage, soudage, etc. 30 En se rapportant à la figure 6, le rebord d'appui 10a disposé au niveau de la partie inférieure 11 du rupteur thermique 1 est configuré pour se positionner sur l'arase d'un mur longitudinal 4a du bâtiment. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le rebord d'appui 10a est réalisé par l'intermédiaire d'un décroché dont la profondeur est variable. Sans altérer la résistance thermique de l'ensemble, il est ainsi possible de modifier la longueur de la surface d'appui. Pour ce faire, et comme représenté sur la figure 2, la partie inférieure 10 pourra comporter une succession de languettes longitudinales 100a agencées au niveau du décroché, lesdites languettes étant configurées pour être découpées afin de faire varier la profondeur dudit décroché. En pratique, les languettes sont formées par des entailles verticales réalisées manuellement (à la scie) ou directement par moulage au niveau du rebord 10a. Ces entailles sont ensuite simplement découpées manuellement au moment de la pose pour modifier la longueur de la surface d'appui. Notons ici que cette caractéristique peut être adaptée à d'autres types de rupteur thermique, dont la conception est différente de celle exposée dans la présente description. En se référant à la figure 3, la partie supérieure 11 du rupteur thermique 1 comporte avantageusement une série d'échancrures transversales 11 a. Ces échancrures 11 a sont conçues de manière à laisser passer les armatures transversales 61 décrites plus loin dans la description. En pratique, ces échancrures ont une section sensiblement rectangulaire de longueur environ 10 cm et de hauteur environ 5 cm. Ces dimensions pourront varier en fonction de l'encombrement des armatures transversales 61. Les échancrures 11 a sont préférentiellement réalisées au moment du moulage du rupteur thermique 1. Toutefois, elles pourront être réalisées manuellement (à la scie) directement sur site. Conformément à l'invention et en se rapportant à la figure 6, le rebord d'appui 12a disposé au niveau de la partie latérale intérieure 12 du rupteur thermique 1 est avantageusement configuré pour se positionner sur une zone d'appui 22a agencée sur la partie latérale intérieure 22 des dalles périphériques 2924451 -8 2. Toutefois, le rebord d'appui 12a peut être configuré pour se positionner contre tout autre élément périphérique constitutif d'un plancher. En particulier, ce rupteur thermique pourra être utilisé pour la conception d'un plancher comprenant une dalle en béton coffré sur une structure à poutrelles et 5 entrevous prenant appui sur des murs d'un bâtiment, le rebord d'appui 12a prenant appui sur une poutrelle périphérique. En pratique, les rupteurs thermiques 1 sont fixés sur les dalles périphériques 2 par collage, par coincement, ou tout autre méthode de fixation 10 similaire convenant à l'homme du métier. En se rapportant aux figures 1 à 3, la partie latérale intérieure 12 du rupteur 1 est droite en partant de la partie supérieure 11 puis va en s'évasant de manière à former un élément en saillie 15 juste au dessus du rebord d'appui 12a. En se rapportant à la figure 6, l'élément en saillie 15 est configuré pour se positionner contre un élément de 15 forme complémentaire 25 agencé sur la partie latérale intérieure 22 des dalles périphériques 2, juste au dessus de la zone d'appui 22a. L'élément en saillie 15 est légèrement incliné vers l'avant de manière à améliorer la fixation du rupteur thermique 1 sur la dalle périphérique 2. 20 Les dalles alvéolées 2 utilisées dans l'invention sont posées les unes contre les autres, de manière jointive et clavetée entre elles par du béton. La mise en oeuvre est très rapide et s'effectue sans étais ni échafaudage, les dalles reposant seulement par leurs extrémités directement sur les murs ou des poutres préalablement mises en place. 25 En se rapportant aux figures 4 et 5, les dalles alvéolées sont fabriquées en béton armé ou précontraint. Elles sont du type connu de l'homme du métier et comportent un corps longitudinal de section sensiblement trapézoïdale. Le corps comporte des alvéoles 24 constituées de parties creuses cylindriques. Le 30 corps de la dalle est délimité par : une partie inférieure 20, une partie supérieure 21 disposée en vis-à-vis de ladite partie inférieure, une partie 2924451 -9 latérale intérieure 22 équipée d'au moins une zone d'appui 22a configurée pour recevoir le rebord d'appui 12a du rupteur thermique 1, une partie latérale extérieure 23 disposée en vis-à-vis de ladite partie latérale intérieure. La partie latérale intérieure 22 est destinée à être positionnée en vis-à-vis de la partie 5 latérale intérieure 12 du rupteur thermique 1. Pour simplifier la conception, la partie latérale extérieure 23 a une forme identique à celle de la partie latérale intérieure 22, mais on peut prévoir une autre forme convenant à l'homme du métier. 10 La hauteur de la dalle 2 est sensiblement égale à celle du rupteur thermique 1. Sa largeur est comprise entre 30 cm et 120 cm. La longueur des dalles 2 est préférentiellement comprise entre 2 m et 10 m. Toutefois, ces dimensions ne sont pas limitatives et peuvent varier selon le type de plancher à concevoir. 15 Comme représenté sur les figures 6 et 7, un chaînage 50a, 50b, est prévu en périphérie du plancher, dans les murs longitudinaux 4a et transversaux 4b du bâtiment. La présence de ce chaînage est classique et bien connue de l'homme du métier. 20 En se rapportant à la figure 5, la partie latérale intérieure 22 des dalles périphériques 2 comporte une rainure longitudinale de clavetage 27. En se rapportant à la figure 7, cette rainure 27 est destinée à être reliée mécaniquement aux chaînages 50a prévus dans les murs transversaux 4b du 25 bâtiment. La rainure 27 est configurée de manière à pouvoir reprendre des efforts verticaux. En pratique, il s'agit d'une rainure en forme de demi-cylindre disposée sous les crantages 26. Pour réaliser la liaison mécanique entre les chaînages 50b et la rainure 27, on peut agencer une armature longitudinale dans ladite rainure. Les 30 extrémités de l'armature longitudinale sont reliées aux chaînages 50b. Il suffit alors de couler du béton dans la rainure 27 de sorte que l'armature 2924451 -10- longitudinale, ladite rainure et le chaînage 50a soient reliés mécaniquement entre eux. Si le plancher est soumis à des efforts verticaux, la rainure 27 peut les reprendre et les transmettre, via l'armature longitudinale, aux chaînages 50b. 5 En pratique, l'armature longitudinale est une armature métallique de section circulaire du type utilisé pour le ferraillage des constructions. Les dimensions de cette armature seront définies selon l'intensité des efforts à reprendre. 10 En se rapportant à la figure 5, la partie latérale intérieure 22 des dalles périphériques 2 comporte des crantages 26 formant des biellettes. En se rapportant à la figure 7, ces crantages 26 sont destinés à être reliés mécaniquement aux chaînages 50b prévus dans les murs transversaux 4b du bâtiment. Les crantages 26 sont configurés de manière à pouvoir reprendre des 15 efforts horizontaux longitudinaux. En pratique, il s'agit de crantages verticaux disposés dans la zone haute de la partie latérale intérieure 22. Les crantages 26 ont une forme sensiblement rectangulaire ou trapézoïdale, ont une hauteur d'environ 10 cm et une profondeur supérieure ou égale à 8 mm. Le pas de crantage est variable, par exemple compris entre 10 cm et 20 cm. Toutefois, les 20 dimensions des crantages 26 et le pas de crantage peuvent varier selon le type de sollicitations subies par le plancher. Pour réaliser la liaison mécanique entre les chaînages 50b et les crantages 26 on peut, comme décrit précédemment, agencer une armature longitudinale au niveau desdits crantages, les extrémités de ladite armature 25 étant reliées audit chaînage. Cette armature longitudinale est du même type que celle décrite précédemment. Il suffit alors de couler du béton dans les crantages de manière à enrober l'armature longitudinale. Si le plancher est soumis à des efforts horizontaux longitudinaux, les crantages 26 les reprennent et les transmettent, via l'armature longitudinale, aux chaînages 50b. 30 En se rapportant aux figures 6 et 7, des armatures transversales 61 relient mécaniquement les dalles périphériques 2 au chaînage 50a prévu dans les murs longitudinaux 4a du bâtiment. De cette manière, les armatures 61 peuvent reprendre des efforts horizontaux transversaux auxquels est soumis le plancher. Ces armatures transversales 61 passant par les échancrures transversales 11a réalisées dans les rupteurs thermiques 1. En pratique, les armatures transversales 61 sont des armatures métalliques de section circulaire du type utilisé pour le ferraillage des constructions. Les dimensions de ces armatures transversales seront définies selon l'intensité des efforts à reprendre. Pour réaliser la liaison mécanique entre le chaînage 50a et les armatures transversales 61 on peut agencer une armature longitudinale entre le rupteur thermique 1 et la dalle périphérique 2, les extrémités de ladite armature longitudinale étant reliées aux chaînages 50b prévus dans les murs transversaux 4b du bâtiment. Cette armature longitudinale est du même type que celles décrites précédemment. Les armatures transversales 61 ont une extrémité reliée à l'armature longitudinale et l'autre extrémité reliée au chaînage 50a prévu dans les murs longitudinaux 4a. Il suffit alors de couler du béton entre le rupteur thermique 1 et la dalle périphérique 2 de manière à enrober l'armature longitudinale et les armatures transversales 61. Si le plancher est soumis à des efforts horizontaux transversaux, les armatures transversales 61 les reprennent et les transmettent directement au chaînage 50a. En se référant aux figures 6 et 7, la partie latérale intérieure 22 des dalles périphériques 2 et la partie latérale intérieure 12 des rupteurs thermiques 1 sont configurées de manière à former un canal longitudinal 28 dans lequel sont agencés la rainure longitudinale de clavetage 27 et les crantages 26. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures annexées, on peut obtenir ce canal longitudinal 28 en utilisant des rupteurs thermiques 1 dont la partie latérale intérieure 12 est droite en partant de la partie supérieure 11 puis va en s'évasant de manière à former un élément en saillie 15 juste au dessus 2924451 -12- du rebord d'appui 12a, et en utilisant des dalles 2 dont la partie latérale intérieure est légèrement inclinée vers la partie supérieure 21. De cette manière, on obtient un canal longitudinal 28 ayant une section générale en forme de 'U' ou de `V'. 5 La présence de ce canal 28 simplifie la conception du plancher, notamment pour la reprise des efforts verticaux et des efforts horizontaux. En effet, et comme représenté sur les figures 6 et 7, on n'emploie qu'une seule armature longitudinale 60 reliée aux chaînages 50b prévus dans les murs 10 transversaux 4b du bâtiment, cette armature étant disposée dans le canal 28. Les armatures transversales 61 ont une extrémité reliée à l'armature longitudinale 60 et l'autre extrémité reliée au chaînage 50a prévu dans les murs longitudinaux 4a. Il suffit alors de couler du béton dans le canal 28 de manière à lier ensemble l'armature longitudinale 60, les armatures transversales 61, la 15 rainure longitudinale 27 et les crantages 26. Si le plancher est soumis à des efforts verticaux, la rainure 27 les reprend et les transmets, via l'armature longitudinale 60, aux chaînages 50b prévus dans les murs transversaux 4b. Si le plancher est soumis à des efforts horizontaux longitudinaux, les crantages 26 les reprennent et les transmettent, via l'armature longitudinale 60, aux 20 chaînages 50b prévus dans les murs transversaux 4b. Et si le plancher est soumis à des efforts horizontaux transversaux, les armatures transversales 61 les reprennent et les transmettent directement au chaînage 50a prévu dans les murs longitudinaux 4a. Revendications 1. Plancher préfabriqué réalisé par la juxtaposition de dalles alvéolées (2), des rupteurs thermiques (1) étant disposés entre les dalles périphériques et les murs longitudinaux du bâtiment, caractérisé en ce que : - la partie latérale intérieure (22) des dalles périphériques (2) comporte des crantages (26) reliés mécaniquement aux chaînages (50b) prévus dans les murs transversaux (4b) du bâtiment, lesdits crantages étant configurés de manière à pouvoir reprendre des efforts horizontaux longitudinaux, - la partie latérale intérieure (22) des dalles périphériques (2) comporte une rainure longitudinale de clavetage (27) reliée mécaniquement aux chaînages (50b) prévus dans les murs transversaux (4b) du bâtiment, ladite rainure étant configurée de manière à pouvoir reprendre des efforts verticaux, - des armatures transversales (61) relient mécaniquement les dalles périphériques (2) à un chaînage (50a) prévu dans les murs longitudinaux (4a) du bâtiment, de manière à pouvoir reprendre des efforts horizontaux transversaux, lesdites armatures transversales passant par des échancrures transversales (11a) réalisées dans les rupteurs thermiques (1). 2. Plancher selon la revendication 1, dans lequel la partie latérale intérieure (22) des dalles périphériques (2) et la partie latérale intérieure (12) des rupteurs thermiques (1) sont configurées de manière à former un canal longitudinal (28) dans lequel sont agencés la rainure longitudinale de clavetage (27) et les crantages (26). 3. Plancher selon la revendication 2, dans lequel une armature longitudinale (60) est disposée dans le canal longitudinal (28), les extrémités 2924451 - 14 - de ladite armature longitudinale étant reliés aux chaînages (50b) prévus dans les murs transversaux (4b) du bâtiment, les armatures transversales (61) ayant une extrémité reliée à ladite armature longitudinale et l'autre extrémité reliée au chaînage (50a) prévu dans les murs longitudinaux (4a), 5 du béton étant coulé dans ledit canal de manière à lier ladite armature longitudinale, lesdites armatures transversales, la rainure longitudinale (27) et les crantages (26). 4. Plancher selon l'une des revendications précédentes, dans lequel 10 les rupteurs thermiques (1) comprennent un rebord d'appui (10a) configuré pour se positionner sur l'arase d'un mur longitudinal (4a) et un rebord d'appui (12a) configuré pour se positionner sur une zone d'appui (22a) agencée sur la partie latérale intérieure (22) des dalles périphériques (2). 15 5. Plancher selon la revendication 4, dans lequel le rebord d'appui (10a) configuré pour se positionner sur l'arase d'un mur longitudinal (4a) est réalisé par l'intermédiaire d'un décroché dont la profondeur est variable afin de modifier la longueur de la surface d'appui. 20 6. Plancher selon la revendication 5, dans lequel la partie inférieure (10) des rupteurs thermiques (1) comporte une succession de languettes longitudinales (100a) agencées au niveau du décroché, lesdites languettes étant configurées pour être découpées afin de faire varier la profondeur dudit décroché. 25 7. Plancher selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie supérieure (11) des rupteurs thermiques (1) est réalisée dans un matériau coupe-feu.