Brevet FR2931492A1 — publié le 20091127

La présente invention a pour objet une structure porteuse pouvant servir notamment à la réalisation de maisons d'habitation ou similaires. Plus précisément, la présente invention concerne une telle 5 structure porteuse de type modulaire et réalisable à partir d'éléments standards. On connaît des panneaux de construction qui sont constitués par deux feuilles externes métalliques entre lesquelles est réalisé un remplissage en matériau plastique et le plus souvent en polyuréthane 10 expansé. De tels panneaux sont connus notamment par la demande de brevet européen EP 595 777, le brevet américain US 4,104,840 ou la demande de brevet PCT WO 96/41925. Dans tous les cas, le panneau est utilisé pour réaliser soit une structure de remplissage dans le cadre d'une structure porteuse, 15 soit un panneau de parement d'une structure porteuse, soit encore un élément de poids pour une structure porteuse. En outre, on connaît un panneau de ce type commercialisé par la société ISOCAB qui sert à réaliser des parements ou des remplissages de structure porteuse. 20 Sur les figures 1A et 1B, on a représenté la structure d'un tel panneau. Ce panneau comporte deux feuilles externes métalliques 10 et 12 entre lesquelles est interposé un remplissage de matériau plastique 14 qui est de préférence un polyuréthane expansé ou un polyisocyanurate. Dans certains modes de réalisation tel que celui qui 25 est représenté sur la figure 1B, le panneau comporte en outre deux profilés d'encastrement sur ces bords longitudinaux respectivement référencés 16 pour le profilé mâle et 18 pour le profilé femelle. Les profilés 16 et 18 sont réalisés avec une tôle de la même nature que celle qui sert à réaliser les feuilles 10 et 12. 30 L'épaisseur totale H du panneau est comprise entre 40 et 240 mm et de préférence entre 60 et 125 mm. L'épaisseur des feuilles métalliques 10 et 12 est de préférence comprise entre 4/10e et 16/10e de millimètre. En outre, le remplissage 14 est constitué par de la mousse de 35 polyuréthane expansée haute densité comprise entre 28 kg/m3 et 45 kg/m3. On peut également utiliser un polyisocyanurate. La mousse expansée 14 sert à la fois à réaliser la liaison mécanique entre les deux feuilles 10 et 12 et le maintien relatif de ces deux feuilles en position parallèle. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué, ces mêmes panneaux qui peuvent avoir des dimensions standard sont utilisés notamment pour constituer des éléments de remplissage ou de parement de structures porteuses de bâtiments. Un objet de la présente invention est de fournir une structure porteuse permettant l'utilisation de panneaux standard, notamment du 10 type décrit ci-dessus. Plus précisément, l'invention propose un mode d'assemblage de tels panneaux qui permet de réaliser ainsi une structure porteuse servant à la réalisation d'une maison, d'un bâtiment ou de toutes autres structures analogues. 15 L'invention telle qu'elle va être définie ci-après est basée sur les observations faites par les inventeurs que des panneaux du type connu mentionné ci-dessus assemblés de manière particulière peuvent permettre de réaliser par eux-mêmes une structure porteuse d'une maison, d'un bâtiment ou analogue. 20 Plus précisément, cet objet de l'invention est atteint par une structure porteuse qui se caractérise en ce qu'elle comprend : - une pluralité de panneaux verticaux sensiblement plans, chaque panneau comportant : - deux feuilles métalliques externes parallèles entre elles d'épaisseur comprise entre 4/10ème et 16/10ème de mm ; et - un remplissage en mousse d'un matériau plastique assurant la liaison entre lesdites feuilles, ledit panneau ayant une épaisseur comprise entre 40 mm et 240 mm, lesdits panneaux définissant un contour polygonal fermé, chaque panneau formant toute la hauteur de la structure pour la partie de la structure qu'il constitue ; - des éléments de liaison fixés au moins en partie inférieure et en partie supérieure des panneaux ; et - des moyens non verticaux d'interconnexion entre au moins 25 30 35 certains panneaux non alignés, lesdits moyens d'interconnexion étant fixés auxdits panneaux au dessus de leur extrémité inférieure ; par quoi la combinaison des panneaux verticaux liés entre eux et des moyens d'interconnexion forment un ensemble travaillant comme une coque, lesdits panneaux supportant intégralement les composantes verticales des charges appliquées à la structure. On comprend que, grâce à l'assemblage selon l'invention des panneaux standard en soi connu pour servir de parement de remplissage pour une structure, il est possible de constituer, à l'aide de ces panneaux, une structure porteuse notamment utilisable pour fabriquer un bâtiment. En particulier, grâce à la coopération d'une structure verticale constituée par l'assemblage de panneaux verticaux avec des moyens d'interconnexion d'au moins certains de ces panneaux verticaux non alignés, on obtient une structure travaillant comme une coque qui permet ainsi de satisfaire aux différentes normes en vigueur lors de la réalisation de maisons et notamment de maisons individuelles aussi bien pour ce qui concerne les contraintes liées à la masse propre des éléments de construction ou à l'utilisation normale du bâtiment qu'aux contraintes externes qui peuvent être appliquées au bâtiment telles que les vents définis dans les normes ou une charge constituée par l'accumulation de neige sur le toit ou sur les structures. De préférence, le contour défini par les panneaux est tel que deux panneaux adjacents font entre eux un angle compris entre 90 et 180 degrés. En d'autres termes, la structure résultant de l'assemblage des panneaux juxtaposés ne comporte pas d'angle rentrant. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, les éléments de liaison inférieurs comprennent des profilés en forme de U ancrés dans le sol, les bords inférieurs des panneaux étant encastrés et fixés dans lesdits profilés. Selon une variante de réalisation, les bords longitudinaux des panneaux sont équipés de profilés conjugués d'encastrement des panneaux. Cette solution permet d'améliorer la liaison mécanique entre les différents panneaux constituant la partie verticale de la structure porteuse. Cependant, ces profilés verticaux ne participent en aucun cas de façon significative à l'absorption des contraintes appliquées à la structure porteuse. Selon une variante de réalisation, lesdits éléments de liaison sont métalliques. Ils peuvent être reliés entre eux pour former une ceinture métallique continue sur tout le contour polygonal de la structure. Selon un premier mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, les moyens d'interconnexion des panneaux comportent au moins un plancher constitué par : - une pluralité de panneaux horizontaux semblables à ceux de la structure porteuse ; et - des moyens de fixation des extrémités des panneaux formant le plancher sur une partie intermédiaire d'au moins certains des panneaux formant la structure porteuse verticale. On comprend que dans ce mode de réalisation préféré, c'est la structure formant un plancher intermédiaire non confondu avec le plancher inférieur du bâtiment qui constitue les moyens d'interconnexion des panneaux de la structure verticale porteuse pour obtenir l'effet de coque. Cependant, il faut noter qu'il n'est pas nécessaire que ces moyens d'interconnexion des panneaux verticaux couvrent, comme c'est le cas avec un plancher, l'intégralité de la surface délimitée par les parois verticales de la structure. Il suffit qu'un nombre suffisant de panneaux verticaux non alignés entre eux soient reliés par ces moyens d'interconnexion pour assurer le fonctionnement en "coque" ou la structure porteuse. En particulier, dans le cas d'un plancher, ce plancher pourra ne recouvrir qu'une partie de la surface totale limitée par les parois verticales par exemple dans le cas d'une mezzanine. Selon un autre mode préféré de mise en oeuvre, les moyens d'interconnexion comprennent un toit, ledit toit comprenant : - une pluralité de panneaux non verticaux similaires aux panneaux verticaux de la structure porteuse ; et - des moyens de fixation métalliques des panneaux formant le toit sur l'extrémité supérieure d'au moins certains des panneaux de ladite structure porteuse. On comprend que selon l'un ou l'autre de ces modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, les moyens d'interconnexion non verticaux entre les panneaux non alignés verticaux constituant la partie verticale de la structure porteuse sont constitués avantageusement soit par le toit dans le cas d'une construction dépourvue d'étages, soit par le toit et par un plancher intermédiaire dans le cas d'une construction à plusieurs étages et que de préférence le toit ou le plancher intermédiaire sont réalisés à partir de panneaux similaires, c'est-à-dire extrêmement semblables aux panneaux constituant la partie verticale de la structure porteuse. Par panneaux similaires, il faut entendre des panneaux qui sont également constitués par deux feuilles métalliques externes reliées entre elles par un remplissage en matériaux plastiques. Le terme similaire étant utilisé pour indiquer que l'épaisseur des feuilles métalliques constituant les panneaux pour le toit ou pour le plancher et l'épaisseur totale de ces panneaux peuvent être différente de ceux qu'on utilise pour réaliser la partie verticale de la structure porteuse. Un deuxième objet de l'invention est de fournir un panneau destiné à être monté dans une structure porteuse du type défini ci-dessus et qui se caractérise en ce qu'il comprend : - deux feuilles métalliques sensiblement planes d'épaisseur comprise entre 4/10ème et 16/10ème de mm ; et - un remplissage de mousse de polyuréthanne expansée haute densité comprise entre 28 kg/m3 et 45 kg/m3, interposé entre lesdites feuilles pour les relier mécaniquement et les maintenir parallèles l'une à l'autre ; l'épaisseur totale du panneau étant comprise entre 40 et 240 mm. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A et 1B, déjà décrites, représentent un panneau unitaire déjà connu, notamment du type fabriqué par la société ISOCAB. - la figure 2A est une vue simplifiée de principe de dessus de la structure porteuse conforme à l'invention ; - la figure 2B est une vue simplifiée de principe en élévation de la structure porteuse conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue simplifiée en coupe partielle verticale d'une structure porteuse conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue plus détaillée partielle, en coupe verticale, d'un mode de réalisation, de la structure porteuse ; - la figure 5 est une vue détaillée en coupe horizontale de la liaison entre deux panneaux formant un angle de la structure ; - la figure 6 est une vue partielle en coupe horizontale d'une paroi verticale de la structure montrant la liaison entre deux panneaux adjacents ; et - la figure 7 est une vue de détail de la figure 4 montrant la liaison entre les panneaux formant la paroi verticale, la toiture et le plancher. En se référant tout d'abord aux figures 2A et 2B, on va décrire l'organisation générale de la structure porteuse conforme à l'invention. La structure porteuse comporte une partie verticale référencée 20 qui est, dans l'exemple considéré, constituée par quatre parois à angle droit 22, 24, 26 et 28. Cette structure porteuse verticale 20 pourrait avoir une forme différente dès lors qu'elle constitue un contour ne présentant pas d'angle rentrant. Chaque paroi 22 à 28 est constituée par des panneaux verticaux standards portant la référence générique P;. Dans l'exemple considéré, les grands côtés de la structure verticale 24 et 28 sont constitués par cinq panneaux sensiblement identiques juxtaposés alors que les deux petits côtés 22 ou 26 de la structure ou pignons sont constitués chacun par trois panneaux juxtaposés P. Chaque panneau fait toute la hauteur de paroi verticale. Comme le montre mieux la figure 2B, les panneaux P; sont reliés entre eux à leur partie inférieure portant la référence générique 30 par des éléments de liaison constitués de préférence par des profilés 32 en forme de U par ailleurs ancrés dans le sol S sur lequel est réalisée la structure porteuse. Les éléments de liaison inférieurs 32 permettent d'assembler entre elles les extrémités inférieures 30 des panneaux P;. Les extrémités supérieures 34 des panneaux P; sont également reliées entre elles par exemple par des platines de liaison, par exemple métalliques, telles que 36 qui sont vissées, boulonnées, rivetées ou collées sur les panneaux P;. Ainsi, les panneaux verticaux P; sont solidarisés entre eux à leurs extrémités supérieures et inférieures. Ils peuvent également être solidarisés entre eux par des platines de liaison telles que 38 disposées à une hauteur intermédiaire. Il va de soi que dans la description du mode particulier de réalisation considéré, les quatre parois 22 à 28 sont réalisées de la même manière. Les panneaux d'extrémité des différentes parois sont reliés entre eux par des systèmes de cornières verticales en forme de L telles que 40 qui sont également vissées, boulonnées, rivetées ou collées sur les panneaux verticaux des deux parois verticales à angle droit. Sur la figure 2A, on a représenté l'autre élément constitutif de la structure porteuse qui vient s'ajouter à la structure porteuse verticale décrite précédemment et qui est constitué par des moyens d'interconnexion des éléments de structure verticale représentée symboliquement sur cette figure par la référence 42. La fonction de ces moyens d'interconnexion est de relier entre eux au moins certains des panneaux P; non alignés, c'est-à-dire appartenant à des parois 22 à 28 différentes de telle manière que la combinaison de la structure porteuse verticale avec ces moyens d'interconnexion 42 constitue globalement une structure travaillant en coque. Les moyens d'interconnexion sont solidaires des panneaux verticaux à un niveau qui se situe nettement au-dessus de leurs extrémités inférieures. Dans la description qui suit, on précisera différents modes de réalisation de ces moyens d'interconnexion 42. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué précédemment, les moyens d'interconnexion des panneaux verticaux 42 pour constituer l'ensemble de la structure en forme de coque sont, de préférence, constitués soit par un plancher intermédiaire disposé sensiblement au-dessus du niveau du sol, et/ou par un toit reliant bien sûr les extrémités supérieures des panneaux constituant les parois latérales 22 à 28. Dans ces deux modes préférés de réalisation des moyens d'interconnexion, des panneaux verticaux, qu'il s'agisse du plancher ou du toit, sont de préférence réalisés à l'aide de panneaux qui sont très similaires à ceux qui sont utilisés pour réaliser la structure verticale. Cependant, il va de soi que l'on ne sortirait pas de l'invention si les éléments constitutifs servant à réaliser les moyens d'interconnexion du panneau vertical n'étaient pas réalisés à l'aide de panneaux du même type que ceux qui sont utilisés pour réaliser les structures verticales. En effet, dans ce cas encore, on réaliserait bien à partir des éléments de panneaux verticaux une structure porteuse travaillant comme une coque. Bien entendu, les différentes parois verticales 22 à 28, sont reliées entre elles par des cornières d'angle représentées globalement par la référence 44. Ces cornières seront décrites plus en détail ultérieurement. Sur la figure 3, on a représenté de façon simplifiée deux possibilités de réalisation des moyens d'interconnexion des panneaux verticaux qui peuvent consister soit dans la réalisation d'un plancher intermédiaire référencé 46, soit dans la réalisation d'une toiture 48 ou le plus souvent dans la réalisation de ces deux structures. Sur la figure 3, le toit 48 est représenté avec une pente. Il va de soi cependant que le toit pourrait être horizontal. Ainsi qu'on l'a indiqué schématiquement précédemment, de préférence, le plancher 46 ou le toit 48 ou bien les deux sont de préférence mais non exclusivement réalisés à partir de panneaux P; similaires ou identiques aux panneaux verticaux représentés sur les figures 2A et 2B. Pour réaliser le plancher, les panneaux P; sont disposés selon leur longueur parallèlement au plus petit côté de la structure verticale, c'est-à-dire dans le mode de réalisation particulier considéré parallèlement aux parois 22 et 26 constituant les pignons de la construction. Les extrémités 50 et 52 des panneaux P; sont supportées par des cornières telles que 54 et 56 fixées sur les faces internes des panneaux P; constituant les parois verticales à un niveau intermédiaire entre le sol et la toiture 48. On décrira ultérieurement un mode de réalisation préféré du plancher 46. Pour ce qui concerne le toit 48, il est également de préférence réalisé par des panneaux Ti similaires à ceux qui constituent les parois verticales. Les extrémités inférieures des panneaux Ti constituant le toit 48 et qui sont référencées 58 sont fixées sur l'extrémité supérieure 34 des panneaux verticaux P; par des profilés tels que 60. Qu'il s'agisse des cornières 54 supportant les extrémités des panneaux formant le plancher 46 ou les extrémités inférieures des panneaux constituant le toit 48, les profilés ou ferrures qui permettent de les fixer sur les panneaux verticaux sont reliés aux panneaux par tout moyen convenable, par exemple par rivetage en profitant du fait que les faces externes des panneaux P; sont constituées elles-mêmes par des feuilles métalliques par vissage, par boulonnage ou éventuellement également par collage. En se référant maintenant aux figures 4 à 7, on va décrire 10 plus en détails certaines parties de la structure porteuse. La figure 4 est une vue en coupe verticale d'une partie de la structure porteuse complète. On a représenté un panneau P; qui s'étend sur toute la hauteur de la façade de la structure verticale porteuse. L'extrémité inférieure 30 du panneau est encastrée et fixée dans un 15 profilé en U 32 qui fait tout le contour de la structure. Le profilé 32 est ancré dans le sol. L'extrémité supérieure 34 du panneau P; est raccordée à un panneau incliné Ti qui constitue, de préférence, une partie de la toiture 48. Le panneau Ti de toiture est fixé sur l'extrémité supérieure 20 du panneau P; par des vis 60 par l'intermédiaire d'une pièce 62 en mousse expansée. La toiture 48 constituée par les panneaux Ti forme à la fois des éléments de solidarisation en partie supérieure des panneaux P; entre eux et des moyens d'interconnexion des panneaux verticaux. Dans ce cas, les moyens d'interconnexion recouvrent toute la surface 25 au sol de la structure. Sur la figure 4, on a également montré le montage du plancher 46. Ce plancher est de préférence constitué par des panneaux P; dont les extrémités sont supportées par des cornières 54 vissées sur la face interne des panneaux P; à un niveau intermédiaire. 30 De préférence également, le plancher 46 est complété par des plaques 70, par exemple en bois ou en matériau composite. Ces plaques 70 sont fixées sur des surépaisseurs 72 des panneaux P; formant le plancher. Les panneaux font toute la longueur de la partie entre les deux parois verticales. Les plaques 70 s'étendent 35 perpendiculairement aux panneaux P; pour améliorer la résistance mécanique du plancher. Dans cet exemple, le plancher 46 constitue une partie des moyens d'interconnexion des panneaux non-alignés. Dans ce cas, ces moyens sont fixés aux panneaux à une hauteur intermédiaire 76 entre leur extrémité inférieure 30 et leur extrémité supérieure 34. Sur la figure 6, on a représenté un exemple de réalisation de la liaison entre deux panneaux P; et P;+1 adjacents d'une paroi verticale. Dans ce mode de réalisation, les panneaux comportent des profilés d'encastrement, mais cela n'est pas obligatoire. Les panneaux sont liés entre eux par des platines 78, de préférence métalliques, et par des rivets 80, des vis ou des boulons. La figure 5 illustre la liaison entre deux panneaux d'angle P; et P;+1. Une pièce en mousse 82, de préférence injectée au montage, assure la continuité des panneaux. Les panneaux sont de préférence liés entre eux par des platines d'angle respectivement intérieure 84 et extérieure 86. Ces platines, de préférence métalliques, sont de préférence également fixées sur les panneaux par des rivets tels que 90. On pourrait bien sûr utiliser des vis ou des boulons. La figure 7 est une vue partielle de la figure 4 qui montre plus en détails la liaison entre le plancher 46, la toiture 48 et les panneaux verticaux P. REVENDICATIONS1. Structure porteuse verticale caractérisée en ce qu'elle comprend : - une pluralité de panneaux verticaux sensiblement plans, chaque panneau comportant : - deux feuilles métalliques externes parallèles entre elles d'épaisseur comprise entre 4/10ème et 16/10ème de mm ; et - un remplissage en mousse d'un matériau plastique assurant la liaison entre lesdites feuilles, ledit panneau ayant une épaisseur comprise entre 40 mm et 240 mm, lesdits panneaux définissant un contour polygonal fermé, chaque panneau formant toute la hauteur de la structure pour la partie de la structure qu'il constitue ; - des éléments de liaison fixés au moins en partie inférieure et en partie supérieure des panneaux ; et - des moyens non verticaux d'interconnexion entre au moins certains panneaux non alignés, lesdits moyens d'interconnexion étant fixés auxdits panneaux au dessus de leur extrémité inférieure ; par quoi la combinaison des panneaux verticaux liés entre eux et des moyens d'interconnexion forment un ensemble travaillant comme une coque, lesdits panneaux supportant intégralement les composantes verticales des charges appliquées à la structure. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux panneaux adjacents font entre eux un angle compris entre 90 et 180 degrés. 3. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments de liaison inférieurs comprennent des profilés en forme de U ancrés dans le sol, les bords inférieurs des panneaux étant encastrés et fixés dans lesdits profilés. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 35 caractérisée en ce que lesdits panneaux présentent un parement externe et/ou interne. 5. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les bords verticaux des panneaux sont équipés de profilés verticaux conjugués d'encastrement et non significativement porteurs. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits éléments métalliques de liaison sont reliés entre eux pour former une ceinture métallique continue sur tout le contenu polygonal de la structure. 7. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 10 caractérisée en ce que lesdits moyens d'interconnexion comportent au moins un plancher constitué par : - une pluralité de panneaux horizontaux semblables à ceux de la structure porteuse ; et - des moyens de fixation des extrémités des panneaux 15 formant le plancher sur une partie intermédiaire d'au moins certains des panneaux formant la structure porteuse verticale. 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit plancher comprend en outre des plaques fixées sur la face 20 supérieure des panneaux formant le plancher. 9. Structure selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation du plancher forment une liaison continue intermédiaire entre au moins certains desdits panneaux verticaux. 25 10. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens d'interconnexion comprennent : - un toit, ledit toit comprenant une pluralité de panneaux non verticaux similaires aux panneaux verticaux de la 30 structure porteuse ; et - des moyens de fixation métalliques des panneaux formant le toit sur l'extrémité supérieure d'au moins certains des panneaux de ladite structure porteuse. 11. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 35 10, caractérisée en ce que les éléments de liaison sont métalliques. 12. Panneau destiné à être monté dans une structure porteuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend : - deux feuilles métalliques sensiblement planes d'épaisseur comprise entre 4/10ème et 16/10ème de mm ; et - un remplissage de mousse de polyuréthanne expansée haute densité comprise entre 28 kg/m3 et 45 kg/m3, interposé entre lesdites feuilles pour les relier mécaniquement et les maintenir parallèles l'une à l'autre ; l'épaisseur totale du panneau étant comprise entre 40 et 240 mm. 13. Panneau selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre sur les deux bords longitudinaux un profilé s'étendant sur toute la longueur dudit bord, les profilés d'un même panneau ayant des formes conjuguées d'encastrement.15