Brevet FR2927339A1 — publié le 20090814

La présente invention concerne une ossature modulaire pour la construction de bâtiment. Dans le domaine général de la construction de bâtiment, les préoccupations actuelles sont généralement des préoccupations environnementales. En effet, compte tenu de la réfaction et de l'augmentation du prix de l'énergie, on recherche la construction de bâtiment qui, d'une part, au moment de leur construction font appel à des techniques exigeant peu de matériel et qui à l'usage demande peu d'énergie pour assurer leur chauffage. Dans ce contexte, l'invention a pour objet de proposer une ossature de bâtiment qui, lors de la construction du bâtiment, demande peu de matériel et qui assure une isolation importante à l'usage du bâtiment. L'invention concerne une ossature modulaire de construction caractérisée en ce que (i) deux éléments latéraux reliés, à leurs extrémités supérieures, par au moins une lisse supérieure et reliés à leurs extrémités inférieures par au moins une lisse inférieure, l'ossature étant dimensionnée pour recevoir un isolant notamment conditionné sous forme de bottes sensiblement parallélépipédiques disposées selon un empilement dans l'espace délimité par les éléments latéraux et les lisses inférieures et supérieures. L'invention fournit ainsi une ossature qui peut constituer par juxtaposition une paroi porteuse et qui peut recevoir des bottes d'isolant notamment de paille mais également d'isolant en vrac ou d'isolant amené par un flux d'air porteur. L'ossature peut être dimensionnée en fonction de la dimension des bottes de paille qui sont disponibles à proximité d'un chantier de construction. Par ailleurs, la mise en place de plusieurs ossatures selon l'invention, permet d'éviter de recourir à des engins de levage qui sont coûteux et qui alourdissent le bilan carbone du bâtiment au stade de sa construction. L'ossature selon l'invention peut être livrée sur un site de construction en pièces détachées pour être assemblée sur le site même. Le conditionnement en pièces détachées permet de transporter un grand nombre d'ossatures dans un faible volume. L'ossature permet de recevoir des bottes de largeur importante et par exemple supérieure à 160 mm ou un isolant conditionné en vrac. L'ossature peut en outre comprendre des moyens de mise en compression des bottes d'isolant. Selon une forme de réalisation, l'ossature peut comprendre un panneau de contreventement fixé sur les éléments latéraux et sur les lisses inférieures et supérieures de façon à délimiter un caisson dans lequel les bottes d'isolant fibreux sont empilées. Dans une forme de réalisation de l'invention, la profondeur de l'ossature correspond sensiblement à la largeur d'une botte d'isolant, de sorte qu'une série de bottes d'isolant est insérée dans la hauteur de l'ossature. Selon une possibilité, au moins l'un des éléments latéraux est constitué d'une échelle ayant deux montants reliés par au moins deux traverses horizontales. Pour empêcher la création de ponts thermiques, au moins l'une des traverses est constituée d'un matériau ayant un coefficient de conduction thermique inférieur à celui des montants. Dans le cas où l'ossature est utilisée en doublage d'un mur existant 15 pour une rénovation, l'ossature peut comprendre au moins une équerre de fixation sur un mur. Dans une autre forme de réalisation, l'ossature comprend au moins deux cadres placés à distance l'un de l'autre, la largeur de chaque cadre correspondant sensiblement à la largeur d'une botte d'isolant, de sorte qu'un 20 empilement de bottes d'isolant puissent être inséré dans l'ossature. Pour mettre en compression les bottes d'isolant, chacun des montants, au niveau de son chant, présente une rainure dans laquelle est insérée l'extrémité d'une ferrure ayant sensiblement la forme d'un U, la barre en U exerçant un effort de compression sur la botte d'isolant. 25 L'invention concerne également un kit pour la réalisation d'une ossature qui comprend au moins deux échelles et quatre lisses et éventuellement un montant médian. Le kit peut également comprendre en outre un panneau de contreventement. 30 Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence au dessin ci annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes de réalisation d'ossature selon celle-ci. Figure 1 montre, en vue de côté, un exemple de réalisation d'ossature modulaire intégré dans une habitation de plein pied, 35 Figure 2 est une vue de face de l'ossature représentée à la figure 1, Figures 3, 4 et 5 montrent respectivement de face, de dessus et de côté une forme de réalisation d'une ossature, Figure 6 est une vue en perspective avec éclatement d'un exemple de réalisation d'une ossature selon l'invention, Figure 7 montre cette ossature assemblée, Figure 8 est une vue en perspective avec éclatement d'une ossature dépourvue de plaque de contreventement, Figure 9 est une vue de côté d'une échelle latérale qui est intégrée à l'ossature, Figure 10 montre, en coupe à une échelle agrandie, deux ossatures selon l'invention prises au niveau d'un plancher d'un bâtiment, Figures 11 et 12 montrent la gestion d'une ouverture dans une ossature selon l'invention, Figure 13 est une vue en coupe d'une ossature selon l'invention 15 utilisée pour la rénovation d'un bâtiment existant, Figure 14 est une vue en coupe d'une ossature sur un mur existant comprenant une ouverture, Figure 15 montre, en perspective, une deuxième mise en oeuvre d'une ossature selon l'invention, 20 Figures 16 et 17 montrent respectivement en vue de face et en vue de côté l'ossature intégrée à un mur, Figures 18 et 19 sont des vues en coupe respectivement selon XVIII ù XVIII et XIX-XIX de figure 16. Figure 20 est une vue d'une autre forme de réalisation de 25 l'invention dans laquelle l'ossature est intégrée à une charpente d'un bâtiment. Comme on peut le voir, par exemple sur la figure 1, l'ossature 1 selon l'invention est notamment destinée à être interposée entre une dalle 2 formant plancher et une super structure qui peut être soit une charpente dans le cas d'un bâtiment de plain pied (cas de la figure 1), soit le plancher d'un 30 premier étage d'un bâtiment en étage. En se reportant à la figure 6, on peut voir que l'ossature modulaire est constituée essentiellement de plusieurs sous ensembles. II s'agit : - d'éléments verticaux latéraux qui sont, dans l'exemple représenté à la figure 6, constitués d'échelles 3 c'est-à-dire de deux montants latéraux 35 parallèles 3a et 3b reliés par des traverses 4, - aux niveaux supérieur et inférieur, chacun des montants 3a, 3b des échelles est relié par des lisses 5 et 6 respectivement supérieure et inférieure. Comme on peut le voir sur la Figure 8, l'âme des échelles 3 qui est 5 constituée par les traverses 4 se situe dans le prolongement des montants 3a et 3b. Le cadre ainsi formé par les échelles 3 et les lisses 5 et 6 peut être renforcé par un panneau de contreventement 7. Ce panneau de contreventement 7 est fixé sur chacune des échelles 3. L'assemblage des 10 différents éléments peut être réalisé de manière classique par vissage (voir Figure 6) ou par collage. On note également la présence d'une montant central 8 de renfort qui est positionné dans le plan médian du panneau de contreventement 7. La grande particularité de l'ossature 1 selon l'invention est qu'elle 15 est destinée à recevoir un isolant conditionné sous forme de bottes d'un matériau isolant fibreux. De préférence, cet isolant est de la paille. La paille est un matériau qui est en effet disponible en grande quantité et à faible coût. La structure de l'ossature 1 fait qu'elle peut être dimensionnée en fonction de la dimension des bottes de paille qui seront à la disposition du 20 constructeur. En effet, il peut exister des dispersions importantes dans les dimensions des bottes de paille en fonction de l'équipement utilisé pour presser les bottes de paille ; ainsi, l'invention permet de dimensionner l'ossature 1 en fonction des bottes de paille localement disponibles ou d'adapter la profondeur 25 de l'ossature en fonction de l'isolant. En revenant à la figure 1 qui montre une ossature 1 modulaire selon l'invention intégrée dans un bâtiment, on peut voir que l'ossature 1 repose sur une dalle de béton 2 sur lequel un feutre bitumeux 10 peut être déposé. De préférence, une couche d'isolant 11 de type, par exemple, liège ou 30 mortier de paille et de chaux est inséré entre les lisses inférieures 6. Un empilement de bottes 9 d'isolant de type paille vient prendre place dans l'espace qui est délimité par les montant latéraux 3a, 3b et le panneau de contreventement 7 comme on peut le voir à la figure 2. La figure 2 montre également la juxtaposition d'ossatures unitaires 1 qui forme un mur 35 complet. Les sections des échelles 3 et du panneau de contreventement 7 sont dimensionnées pour pouvoir supporter les charges que le bâtiment est susceptible de recevoir. On peut donc noter que les matériaux qui sont utilisés pour l'ossature modulaire 1 selon l'invention sont des matériaux naturels, puisqu'on trouve du bois pour réaliser l'ossature 1 elle-même et de la paille pour réaliser l'isolant de forte épaisseur. Le bilan écologique d'un bâtiment fabriqué avec l'ossature 1 selon l'invention est également favorable puisque l'invention permet d'utiliser des bottes de paille qui sont produites localement. Ainsi le transport générateur de rejet carboné est limité. D'autre part, lors de la construction, l'ossature selon l'invention permet d'éviter de recourir à des engins de levage de type grue puisque le procédé dé construction est sensiblement le suivant : Deux échelles 3 sont fixées à un panneau de contreventement 7 ; les lisses inférieures 6 et les lisses supérieures 5 sont rapportées à chaque extrémité des montants latéraux 3a, 3b et sont fixées par exemple par vissage ; l'ossature 1 ainsi formée est positionnée sur la dalle 2 et est fixée sur celle-ci. Des ossatures 1 qui sont montées sur le chantier sont ensuite juxtaposées pour former un mur puis les bottes de paille sont mises en place. Enfin, bien que cela ne soit pas illustré sur les figures, un bardage ou un enduit vient obturer la face (ou les faces) de la construction qui laisse apparente les bottes de paille. Figure 8 montre une possibilité d'exécution de l'ossature sans 25 plaque de contreventement. La figure 10 montre plus précisément la gestion par une ossature 1 selon l'invention d'un plancher haut. De part et d'autre, d'un plancher constitué de deux dalles 12 et 13 entre lesquelles est interposé un isolant en vrac 15, paille ou autre, on trouve 30 donc l'extrémité supérieure d'une ossature 1 du niveau inférieur et la partie basse une ossature 1 qui constitue le niveau supérieur. Sur la face extérieure du bâtiment, est rapporté soit un bardage 16, soit un enduit de type chaux ou chaux sur toile de verre qui fait également office de contreventement. 35 Bien entendu, pour ce qui est de la finition extérieure, tout comme de la finition intérieure, de nombreuses possibilités peuvent être envisagées de type panneau avec bardage en bois, panneau de plâtre, pierre, ardoise, brique, etc. On peut préciser qu'au niveau des échelles latérales 3, il peut être envisagé de réaliser les traverses 4 dans un matériau ayant un coefficient 5 d'isolation élevé. En effet, les traverses 4 constituent des ponts thermiques qu'il est possible de neutraliser en les réalisant avec des matériaux présentant une très faible conduction thermique. Ainsi, on peut envisager de rapporter soit un panneau isolant sur 10 toute la hauteur de l'échelle 3 qui vient s'engager dans une rainure formée dans les montants 3a et 3b, soit par des traverses discontinues qui sont réalisées dans un matériau, par exemple, constitué de fibres de bois cellulosique. En se reportant aux figures 11 et 12, on peut voir la manière avec 15 laquelle l'invention gère des ouvertures réalisées au niveau de parois de bâtiment. II est prévu alors de réaliser des ouvertures dans une ou plusieurs ossatures juxtaposées et de disposer des précadres 18 dans lesquelles vont être réceptionnés des châssis de fenêtre ou de porte. 20 L'invention n'est bien entendu pas limitée à la construction de bâtiments nouveaux mais peut être mis en oeuvre pour la rénovation de bâtiments existants. Ainsi, comme le montre la figure 13, il est possible de rapporter sur un mur 20 existant une ossature 1 selon l'invention. 25 Comme on peut le voir sur la figure 10, des équerres 22 de fixation sont disposées sur un mur 20 existant, ces équerres 22 vont permettre la réception de plusieurs ossatures 1 modulaires qui vont, par juxtaposition, venir recouvrir le mur existant. L'ossature 1 peut alors se dispenser d'un panneau de 30 contreventement puisqu'elle est en appui contre un mur qui normalement présente toute les garanties de tenue à la charge. On retrouve les mêmes avantages de l'ossature 1 c'est-à-dire l'utilisation de matériaux naturels, l'absence de matériel de levage pour assurer la mise en place des ossatures 1, la possibilité de dimensionner l'ossature 1 en 35 fonction des dimensions des bottes d'isolant disponibles localement. De manière spécifique à la rénovation, il est prévu de disposer l'ossature 1 sur des ferrures métalliques 23 qui permettront d'isoler du sol la partie inférieure de l'ossature 1. La figure 13 montre, en coupe verticale, une isolation réalisée sur 5 un mur existant. Dans l'exemple montré à la figure 14, un parement extérieur 24 en bois est rapporté sur les ossatures modulaires selon l'invention. Bien entendu, il ne s'agit là que d'un exemple illustratif sachant qu'un enduit pourrait tout aussi bien être rapporté. 10 La figure 14 montre la manière avec laquelle il est possible de mettre en oeuvre l'invention au niveau d'une ouverture qui serait préexistante dans un mur. Compte tenu de l'épaisseur importante qui va constituer l'isolation, il doit être prévu un élément de couverture 26 supplémentaire qui vient agrandir 15 le déport du toit de manière à couvrir la surépaisseur constituée par l'ossature selon l'invention. La figure 20 montre la manière avec laquelle l'ossature 1 selon l'invention peut être utilisée pour assurer l'isolation d'une charpente d'un bâtiment. 20 Dans ce cas de figure, les ossatures 1 sont disposées de manière à former deux plans inclinés. Pour cela les montants latéraux 3a, 3b sont fixés de manière oblique sur une surface formant plancher qui lui-même peut être constitué d'ossature selon l'invention. Les extrémités des montants latéraux 3a, 3b peuvent être 25 découpées de manière oblique ; il est prévu des panneaux d'assemblage 27 pour fixer les montants latéraux des ossatures 1. Les panneaux d'assemblage 27 sont insérés dans les rainures prévues dans les échelles 3. Des plaques de contreventement sont disposées de part et d'autre des ossatures 1. Un isolant sous forme de bottes de paille 9 par exemple ou un isolant en vrac est disposé 30 à l'intérieur des ossatures 1. La figure 15 montre une autre forme de mise en oeuvre de l'ossature selon l'invention. Toujours en gardant le principe d'une ossature 1 formant un cadre par des échelles latérales 3 et les lisses supérieure et inférieure 5 et 6, 35 l'ossature 1 selon l'invention peut être mise en oeuvre de façon à constituer une série de cadres dans lesquels les bottes d'isolant vont être placées selon leur largeur. En cela, le mode de réalisation montré à la figure 12 se distingue de ceux montrés aux figures 1 à 14 qui prévoient que les bottes d'isolant 9 sont 5 insérées dans l'ossature selon leur longueur. Comme le montre la figure 14, il est prévu de faire reposer une série d'ossatures sur deux traverses 28. La mise en place de ces ossatures présente les mêmes avantages que ceux précédemment décrits, c'est-à-dire facilité de mise en oeuvre, 10 adaptabilité à des bottes d'isolant produites localement, matériaux naturels. La figure 16 montre la manière avec laquelle l'empilement des bottes 9 peut être fait. De préférence, l'empilement se fait en quinconce. Le pas avec lequel les ossatures 1 sont disposées pour former un mur est indépendant de la longueur d'une botte 9 d'isolant de façon à ce que la 15 tenue des bottes soit effective. On peut voir sur la figure 19 une disposition tout à fait intéressante de l'invention puisqu'il est prévu une rainure 30 dans le chant des montants latéraux 3a, 3b qui forment l'ossature. Cette disposition est tout à fait intéressante pour mettre en 20 compression les bottes 9 d'isolants de façon tout à fait simple puisqu'il est prévu d'insérer dans ces rainures 30, une ferrure 31 rectiligne recourbée à ses extrémités en forme de U. De manière concrète, un opérateur insère l'une des extrémités de la ferrure 31 dans une rainure 30 puis en faisant pivoter la ferrure 31, vient 25 l'insérer dans une rainure correspondante pratiquée dans le second montant, tout en exerçant une pression sur la botte 9 d'isolant. La figure 18, qui montre en coupe horizontale une série d'ossatures, fait apparaître la manière avec laquelle les ferrures 31 sont disposées dans les ossatures. 30 Il est également envisagé de disposer une ferrure 31 au niveau de deux traverses 4. Dans ses différents modes de réalisation, l'ossature selon l'invention permet de réaliser dans l'outil de levage une paroi portante ou non portante qui peut intégrer un isolant sous forme de bottes notamment de paille. 35 L'invention fournit ainsi un principe de construction extrêmement polyvalent puisque l'ossature peut être mise en oeuvre de façon verticale comme poteau, de façon horizontale comme plancher ou poutre, de façon inclinée comme rampant dans une charpente. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites à titre d'exemple non limitatif mais elle en embrasse au contraire 5 toutes les formes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Ossature (1) modulaire de construction caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments latéraux reliés, à leurs extrémités supérieures, par au moins une lisse supérieure (5) et reliés à leurs extrémités inférieures par au moins une lisse inférieure (6), l'ossature (1) étant dimensionnée pour recevoir un isolant notamment conditionné sur forme de bottes sensiblement parallélépipédiques disposées selon un empilement dans l'espace délimité par les éléments latéraux et les lisses inférieure et supérieure. 2. Ossature selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ossature comprend des moyens de mise en compression des bottes d'isolant. 3. Ossature modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ossature comprend un panneau de contreventement (7) fixé sur les éléments latéraux et sur les lisses inférieure (6) et supérieure (5) de façon à délimiter un caisson dans lequel les bottes (9) d'isolant fibreux sont empilées. 4. Ossature modulaire selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la profondeur de l'ossature correspond sensiblement à la largeur d'une botte d'isolant, de sorte qu'une série de bottes d'isolant est insérée dans la hauteur de l'ossature. 5. Ossature modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins l'un des éléments latéraux est constitué d'une échelle (3) ayant deux montants (3a, 3b) reliés par au moins deux traverses (4) horizontales. 6. Ossature modulaire selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'au moins l'une des traverses (4) est constituée d'un matériau ayant un coefficient de conduction thermique inférieur à celui des montants. 7. Ossature modulaire selon l'un des revendications 1 à 5, 35 caractérisée en ce que l'ossature comprend au moins une équerre (22) de fixation sur un mur. 30 8. Ossature modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ossature présente une largeur correspondant sensiblement à la largeur d'une botte d'isolant. 9. Ossature modulaire selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que chacun des montants (3a,3b), au niveau de son chant, présente une rainure (30) dans laquelle est insérée l'extrémité d'une ferrure (31) ayant sensiblement la forme d'un U, la barre en U exerçant un effort de compression sur la botte d'isolant. 10. Kit pour la réalisation d'une ossature selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend : - deux échelles (3), - quatre lisses (5,6). 11. Kit selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un montant médian (8). 12. Kit selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un panneau de contreventement (7).