Brevet FR2925085A1 — publié le 20090619

-1- La présente invention concerne un système de construction complet permettant le montage rapide de bâtiments, comprenant un élément de construction avec ses accessoires et leurs procédés d'assemblage. La construction traditionnelle de bâtiment s'effectue soit en parpaing béton ou terre cuite, soit en bois, par la technique de l'ossature ou du madrier empilé. Le parpaing, matériau généralement lourd nécessite un mortier, et de surcroît une isolation complémentaire et/ou des revêtements de finition impliquant une main d'oeuvre importante. La construction en bois par la technique des madriers emploie des matériaux lourds faits sur mesure, qui se tassent avec le temps et ne permettent pas le passage aisé de conduites (électricité, plomberie) sans doublage ou pré-perçage contraignant. L'ossature bois implique soit un assemblage complet sur le chantier avec des matériaux à adapter sur place et une main d'oeuvre importante, soit une pré-construction de pans de mur entiers en atelier et leur assemblage sur le chantier avec des moyens importants de levage. Certaines de ces constructions ne sont pas modulaires et imposent des revêtements de finitions intrinsèques à leur technique sans variation possible. La présente invention permet de remédier aux inconvénients de ces différentes techniques de construction : poids, isolation, passage des réseaux, main d'ceuvre et moyens techniques de mise en oeuvre. Elle associe l'extrême modularité des matériaux de format parpaing à la rapide mise en oeuvre des constructions en ossature bois usinées. Elle permet de plus un choix illimité de revêtements de finition. L'invention est un système de construction complet avec ses accessoires pour traiter tous les points singuliers. L'élément de construction est un bloc parallélépipédique type parpaing, modulaire, ultra isolant, très léger, empilable et emboîtable, très facile à positionner par un homme seul, ne nécessitant ni mortier ni moyen de levage .11 est constitué d'une âme de matériau isolant rigide ou semi-rigide présentant sur ses tranches droite et gauche une coulisse, pièce solide parallélépipédique avec une rainure particulière. Au cas où la largeur de l'élément de construction dépasserait l'écartement maximum prévu par les normes de construction en ossature, des coulisses intermédiaires sont incluses dans l'âme isolante. Des contreforts verticaux, pièce solides parallélépipédiques, sont apposés sur chaque extrémité des faces externes du bloc et des rails horizontaux y sont fixés à intervalles réguliers, celui du haut pouvant être décalé pour venir chevaucher le bloc supérieur. L'intérêt de cette invention réside dans la conception du bloc et dans son système d'assemblage. Les coulisses rapprochées de deux blocs contigus, forment un fourreau dans lequel vient s'insérer une quille en quinconce qui aligne et solidarise quatre blocs contigus entre eux. Ainsi emboîtée, la quille vient constituer avec le fourreau l'ossature verticale du bâtiment. Les contreforts constituent eux aussi un complément d'ossature verticale. Les rails constituent une ossature -2- horizontale. De plus ils constituent un système d'accroche pour toute sorte de finition (clins, panneaux destinés à recevoir par exemple papier peint, peinture, carrelage ou enduit ...) et pour solidariser des murs. Soit les rails reçoivent simplement des panneaux vissés, soit on vient encastrer sur ces rails des rails inversés, fixés sur un panneau de finition ou sur un about d'élément pour adosser un mur. Les rails coulissant l'un sur l'autre permettent la mise en oeuvre aisée des clins et le remplacement d'un clin si nécessaire sans démonter toute la surface du mur. le rail le plus haut peut être positionné de manière à chevaucher l'élément supérieur, ainsi l'assemblage est renforcé par des vis à l'endroit du chevauchement. On pourrait inversement faire chevaucher le rail le plus bas avec l'élément inférieur. La conception des éléments permet de faire varier l'épaisseur de l'âme isolante selon la performance d'isolation souhaitée, leur mode d'assemblage permet une continuité d'isolation évitant les ponts thermiques. Le passage vertical des réseaux (électricité, VDI, plomberie) entre deux blocs se fait dans l'espace libre laissé entre les contreforts. L'élément de construction est complété par des éléments accessoires : - un bloc renforcé servant de linteau ou de sablière, avec une pièce solide centrale rainurée à ses extrémités et un renfort continu sur toute la largeur du bloc, - un bloc d'angle renforcé comportant une pièce solide centrale en équerre rainurée à ses extrémités, - un bloc colonne technique dont l'âme est amputée d'un ou plusieurs espaces cylindriques pour passer des canalisations, -un bloc passage de réseaux dans lequel des tranchées sont ménagées à travers l'âme isolante entre les coulisses et les contreforts et les dépassant, pour permettre le passage horizontal des réseaux (électricité, VDI, plomberie) d'un bloc à l'autre. La fabrication en grande quantité de l'ensemble de ces éléments de construction et de leur système d'assemblage est effectuée d'une manière industrielle à partir d'un nombre réduit de pièces. Les dessins annexés illustrent l'invention : Les figures 1 et 2 de la planche 1/8 représentent l'élément de construction vu en 30 coupe du dessus, et en trois dimensions. Les figures 3, 4 et 5 de la planche 2/8 montrent le détail d'une pièce rainurée appelée coulisse, en coupe transversale, longitudinale et en trois dimensions. Les figures 6, 7 et 8 de la planche 3/8 montrent le détail d'une pièce profilée, appelée quille, en coupe transversale, longitudinale et en trois dimensions. 35 Les figures 9 et 10 de la planche 4/8 représentent deux éléments assemblés par une quille, vus en coupe du dessus et en trois dimensions. -3- La figure 11 de la planche 5/8 représente quatre éléments assemblés et fixés à la fondation. La figure 12 de la planche 6/8 montre la technique d'assemblage d'un élément d'un mur à un élément d'un autre mur. La figure 13 de la planche 6/8 montre en coupe comment fixer les revêtements de finition. La figure 14 de la planche 7/8 montre un accessoire de l'élément de construction en coupe vu du dessus, appelé linteau ou sablière. La figure 15 de la planche 7/8 montre un accessoire de l'élément de construction en 10 coupe vu du dessus, appelé bloc d'angle. La figure 16 de la planche 8/8 montre un accessoire de l'élément de construction en coupe vu du dessus, appelé bloc colonne technique. La figure 17 de la planche 8/8 montre un accessoire de l'élément de construction en trois dimensions, appelé bloc passage de réseaux. 15 L'élément de construction est un bloc parallélépipédique (1) constitué de : - une âme de matériau rigide ou semi-rigide (2), léger et très fortement isolant thermique et acoustique, pouvant intégrer sur ses parois externes un pare-pluie. Elle pourrait être par exemple en fibre de bois, élément 100% naturel et respirant, et pourrait 20 avoir les dimensions indicatives suivantes pour des murs extérieurs : épaisseur de 200 mm, hauteur de 250 mm et largeur de 500 mm. Cette épaisseur apporte une résistance thermique de l'ordre de R=5m2K/W. Cette âme aura une épaisseur bien moindre pour des murs de refend ou cloisons intérieurs. - deux pièces parallélépipédiques (3) en matériau solide, par exemple en bois, qui 25 pourraient avoir les dimensions indicatives suivantes : hauteur de 250 mm, largeur de 50 mm et épaisseur de 80 mm. Ces pièces sont rainurées sur toute leur hauteur. La rainure verticale (4) pourrait être centrée par rapport au côté de la pièce et pourrait être large de 30 mm et profonde de 25 mm. Cette rainure (4) est elle-même rainurée à droite et à gauche sur toute sa hauteur, ces deux petites rainures (5) pouvant être centrées par 30 rapport aux côtés pourraient être larges de 10 mm et profondes de 5 mm. Elles seront néanmoins suffisamment éloignés du bord extérieur pour permettre une solidité des languettes restantes (6). Ces rainures (4 et 5) dessinent ainsi une sorte de croix en creux sur les faces hautes des pièces parallélépipédiques. Les deux pièces rainurées forment des coulisses (3) et sont incluses verticalement aux extrémités droite et gauche de l'âme 35 isolante (2), faisant affleurer les rainures (4) sur les faces latérales du bloc (1). Les coulisses (3) peuvent être centrés par rapport à l'épaisseur du bloc (1) mais pas -4- forcément. Ces deux pièces (3) servent à accrocher deux blocs (1) entre eux et font partie des pièces maîtresse de l'ossature des murs. - quatre contreforts verticaux (7), pièces parallélépipédiques d'un matériau solide, par exemple en bois, assemblés à droite et à gauche des faces avant et arrière du bloc (1) et de la même hauteur que le bloc, fixés par des moyens usuels (vissage, boulonnage...) de manière à venir s'ancrer sur les coulisses (3) et à maintenir le matériau isolant (2). Ces contreforts (7) pourraient par exemple avoir une hauteur de 250 mm comme le bloc (1), une largeur de 50 mm et une épaisseur de 25 mm. Ces contreforts (7) contribuent à la solidité du bloc (1) et renforcent l'ossature de la construction. - des traverses horizontales (8), de 60 mm de hauteur et 25 mm d'épaisseur par exemple, amputées de leur angle supérieur (9) sur la moitié de l'épaisseur, soit par exemple 1,25 mm d'épaisseur et 15 mm de hauteur, formant ainsi des rails en L (8 et 8bis). On fixe aux précédents contreforts (7) un ou plusieurs rails (8) en regard du bloc (1) et sur toute sa largeur, soit par exemple 500 mm, par des moyens classiques (vissage,boulonnage...). On définit l'emplacement des rails (8) en fonction de l'espacement choisi entre deux traverses (8) et de la hauteur des blocs (1), soit par exemple tous les 125 mm pour un bloc (1) de 250 mm de haut. Le rail le plus haut (8bis) peut être positionné de manière à chevaucher le bloc (1) supérieur. On pourrait inversement faire chevaucher le rail le plus bas avec le bloc inférieur. Ces rails (8) permettent une préhension aisée lors de la mise en oeuvre et permettent de fixer des revêtements de finition ou d'adosser des murs. Ces éléments de construction (1), avec leur âme isolante (2), leurs deux coulisses (3), leurs quatre contreforts (7) et leurs rails (8 et 8bis), permettent d'édifier des murs très rapidement grâce à leur système d'assemblage particulier. Lorsqu'on juxtapose deux blocs (1), leurs coulisses (3) se retrouvent l'une en face de l'autre et forment un fourreau (10) dans lequel on insère en force par le haut une pièce solide appelée quille (11), en bois par exemple. Cette quille (11) a exactement le profil complémentaire de l'ensemble des rainures d'un fourreau (10), c'est à dire un haut bloc parallélépipédique (12) avec deux languettes (13) sur chacun des deux côtés opposés correspondant aux quatre petites rainures (5) du fourreau (10). Elle est dimensionnée de telle sorte qu'elle comble le fourreau (10) de deux ou plusieurs blocs (1) inférieurs et les dépasse. On place les blocs (1) de la ou les rangées supérieures en les emboîtant sur les quilles (11) en saillie, on insère de nouvelles quilles (11) et ainsi de suite. Chaque quille (11) ainsi en quinconce permet donc d'aligner et de solidariser deux ou plusieurs rangées de deux éléments (1) contigus. Cette quille est solidaire des blocs car les rainures internes (5) du fourreau (10) empêche tout arrachage horizontal, elle ne peut pas non plus s'arracher verticalement de par son étroite cohésion avec le fourreau (10). La structure des blocs (1) et leur -5- assemblage permettent d'obtenir une continuité d'isolation et d'éviter ainsi des ponts thermiques. On peut renforcer encore l'assemblage en mettant des vis à l'endroit du chevauchement des traverses (8bis) du bloc (1) inférieur sur les contreforts (7) du bloc (1) 5 supérieur. Au cas où la largeur de l'élément de construction dépasserait l'écartement maximum prévu par les normes de construction en ossature, il faudrait inclure des fourreaux (10) intermédiaires dans l'âme isolante (2). Pour ancrer le mur au sol, une fois la première rangée de blocs (1) posée sur une bande d'arase pour empêcher les remontées capillaires, il suffit de fixer les contreforts (7) 10 au radier (14) par des platines (15) ou équerres métalliques d'assemblage selon les méthodes traditionnelles (vissage, boulonnage...). L'ensemble des fourreaux (10) et des quilles (11) empilés constitue une ossature solide et porteuse, de section 80 mm par 100 mm à titre d'exemple non limitatif, renforcée par l'empilement des contreforts (7). Les murs de refend ou les cloisons intérieures (17a) sont adossés aux murs 15 extérieurs (17b) ou entre eux et ancrés par leurs abouts sur les rails (8) des blocs (1). En regard des pièces solides des abouts (fourreaux (3), contreforts(7)) on fixe des rails horizontaux (18) amputés de leur angle inférieur sur la moitié de leur épaisseur et sur la même hauteur que les rails (8). Ces rails inversés (18) ayant le même espacement que celui des rails (8) viennent s'encastrer sur les rails (8) exactement complémentaires de la 20 face du bloc. Les rails (8) permettent également de fixer toute sorte de revêtement de finition intérieure et extérieure : soit des clins (19) verticaux ou horizontaux équipés sur leur envers de rails inversés (18) selon le même procédé, soit toute autre sorte de panneaux (20) vissés destinés à recevoir par exemple papier peint, peinture, carrelage ou enduit. On peut terminer les tableaux d'embrasure des fenêtres et des portes de la même 25 manière en fixant des rails (8) sur leurs pièces solides (3 et 7) pour recevoir des clins (19) ou tout autre revêtement de finition (20). Les rails coulissant l'un sur l'autre permettent la mise en oeuvre aisée des clins et le remplacement d'un clin si nécessaire sans démonter toute la surface du mur. Des éléments accessoires, conçus dans la continuité du système précédemment 30 décrit viennent compléter cette invention pour traiter tous les points singuliers de la construction : - Un élément de construction renforcé servant de linteau ou sablière (21) présente les caractéristiques suivantes : - Une pièce solide centrale (22), d'une hauteur variable en fonction du poids de 35 la structure qu'il doit supporter, traverse le bloc (21) sur toute sa largeur et présente à droite et à gauche des rainures verticales (4) sur toute sa hauteur, elles-mêmes rainurées à droite et à gauche sur toute leur hauteur par deux petites rainures (5) -6- suffisamment éloignés du bord extérieur pour permettre une solidité des languettes restantes (6); ces rainures (4 et 5) dessinent ainsi deux croix en creux sur la face haute de la pièce solide centrale et affleurent sur les faces latérales de l'élément (21); les deux extrémités rainurées formant des coulisses (3). Elle permet de supporter de nouvelles ossatures, des solives ou la charpente de toiture. - Deux lames rigides ou semi-rigides de matériau isolant (23) sont situées de part et d'autre de la pièce solide centrale (22). - Un renfort continu (24) sur toute la largeur remplace les contreforts verticaux (7) pour supporter les contreforts (7) des éléments supérieurs lorsqu'ils sont décalés 10 par rapport aux contreforts (7) des éléments inférieurs. - Une ou plusieurs traverses horizontales amputées de leur angle supérieur (9) sur la moitié de l'épaisseur, forment des rails en L (8) fixés au précédent renfort (24) en regard du bloc (21) et sur toute sa largeur. La face inférieure du linteau peut recevoir un volet roulant et/ou un revêtement 15 de finition fixés par des méthodes traditionnelles. - Un élément de construction renforcé pour servir de bloc d'angle (25) composé comme suit : - Une pièce solide centrale en équerre (26) présente à chaque extrémité des rainures verticales (4) sur toute sa hauteur, elles-mêmes rainurées à droite et à 20 gauche sur toute leur hauteur par deux petites rainures (5) suffisamment éloignées du bord extérieur pour permettre une solidité des languettes restantes (6), ces rainures (4 et 5) dessinent ainsi deux croix en creux sur la face haute de la pièce solide centrale et affleurent sur les faces latérales de l'élément (25), les deux extrémités rainurées formant des coulisses (3). 25 - Des panneaux isolants rigides ou semi-rigides en équerre (27) entourent cette pièce centrale (26) et laissent affleurer les rainures (4). - Ces panneaux isolants (27) sont maintenus par deux contreforts verticaux (7) sur chaque face externe et un contrefort en équerre (28) dans l'intérieur de l'angle, contreforts (7,28) ancrés dans la pièce solide (26) par des moyens usuels (vissage, 30 boulonnage...). - Une ou plusieurs traverses horizontales amputées de leur angle supérieur (9) sur la moitié de l'épaisseur, forment des rails en L (8) fixés sur les contreforts externes (7) en regard du bloc (25) et sur toute sa largeur. Les rails (8) des deux faces externes s'effleurent mais ne se chevauchent pas, ce qui permet de faire 35 coulisser par l'extérieur les rails inversés (18) servant d'accroche au revêtement de finition. L'espace restant dans l'angle reçoit une finition amovible fixée par des moyens traditionnels. -7- - Un élément colonne technique (29) est un bloc dont l'âme isolante (2) est amputée d'un ou plusieurs espaces cylindriques verticaux (30) pour passer les canalisations, par exemple de diamètre 100 mm (30a) pour recevoir un tuyau de PVC d'évacuation sanitaire, de diamètre 40 mm (30b) pour un évacuation sanitaire de salle d'eau, ou de diamètre encore inférieur (30c) pour des tuyaux eau chaude, eau froide ou chauffage...Ce bloc (29) a la particularité d'isoler de fait les tuyauteries d'un point de vue thermique et acoustique. - Un élément passage de réseaux dans lequel des tranchées horizontales (31) sont ménagées à travers l'âme isolante (2) entre les coulisses (3) ou la pièce centrale solide (22,26) et les contreforts (7,24,28) et les dépassant, permet le passage horizontal des réseaux (électricité, VDI, plomberie) d'un bloc (1,21,25,29) à l'autre. Le passage vertical des réseaux se fait dans l'espace libre (16) laissé entre les contreforts (7) des blocs. Les appuis de fenêtre sont de facture traditionnelle avec rejingots arrière et latéraux pouvant être recouverts par le revêtement final et assurant une étanchéité parfaite. Les portes et fenêtres sont montées de façon traditionnelle, leurs embrasures sont finies en fixant des rails sur leurs pièces solides et un revêtement de finition. Les planchers sont montés de façon traditionnelle en se reposant sur les sablières prévues à cet effet. Les toitures sont montées de façon traditionnelle en se reposant sur les sablières prévues à cet effet. Cette invention est particulièrement adaptée à la construction d'habitations, de bâtiments tertiaires, industriels et agricoles, ainsi que de leurs annexes. Sa mise en oeuvre présente de grands avantages de rapidité, facilité, modularité, légèreté, robustesse, performance thermique et acoustique, propreté. Cette invention permet d'orienter les constructeurs de bâtiment dans une démarche volontaire de haute qualité environnementale en valorisant leur savoir-faire et en les faisant gagner en performance. En effet, par ce système de construction, il est possible d'utiliser des matériaux 100% naturels, avec des performances très importantes au niveau énergétique.30 REVENDICATIONS 1) Elément de construction destiné à être assemblé pour l'édification de bâtiments caractérisé en ce qu'il est un bloc parallélépipédique (1,21,25) constitué : - d'une âme (2) ou de deux lames (23,27) de matériau rigide ou semi-rigide, léger et très fortement isolant thermique et acoustique, -d'une ou deux pièces en matériau solide (3,22,26), incluses verticalement dans l'âme isolante (2) ou entre les lames isolantes (23,27), faisant affleurer sur chaque face latérale du bloc (1,21,25) et sur toute la hauteur du bloc une rainure verticale (4), elle- même rainurée à droite et à gauche sur toute sa hauteur par deux petites rainures (5) suffisamment éloignés du bord extérieur pour permettre une solidité des languettes restantes (6) ; ces rainures (4 et 5) dessinant ainsi une sorte de croix en creux sur la face haute des pièces solides (3,22,26) et les extrémités rainurées formant des coulisses (3), - de deux ou plusieurs contreforts verticaux en matériau solide (7,24,28), assemblés sur les faces avant et arrière du bloc (1,21,25) et de la même hauteur que le bloc, fixés par des moyens usuels (vissage, boulonnage...) de manière à venir s'ancrer sur les pièces solides rainurées (3,22,26), maintenant le matériau isolant (2,23,27) et contribuant à la solidité de l'ossature, - d'une ou plusieurs traverses horizontales amputées de leur angle supérieur (9) sur 20 la moitié de l'épaisseur, formant ainsi des rails en L (8) fixés aux précédents contreforts (7) en regard du bloc (1,21,25) et sur toute sa largeur. 2) Elément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que : - la pièce solide rainurée est une unique pièce (22) d'une hauteur variable en 25 fonction du poids de la structure qu'il doit supporter, permettant de supporter des ossatures, des solives ou la charpente de toiture, - les contreforts forment des renforts continus (24) sur toute la largeur du bloc pour supporter les contreforts (7) des éléments supérieurs lorsqu'ils sont décalés par rapport aux contreforts (7) des éléments inférieurs, 30 - cet élément renforcé peut servir de linteau ou de sablière (21). 3) Elément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que : - la pièce solide rainurée est une unique pièce en équerre (26), - les lames de matériau isolant (27) situées de part et d'autre de la pièce rainurée 35 (26) sont en équerre,-9- - deux contreforts verticaux (7) sur chaque face externe et un contrefort en équerre (28) dans l'intérieur de l'angle, ancrés dans la pièce solide rainurée (26) maintiennent les lames isolantes (27), - les traverses horizontales (8) s'effleurent à l'angle sans se chevaucher, 5 - cet élément renforcé peut servir de bloc d'angle (25). 4) Elément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que son âme isolante (2) est amputée d'un ou plusieurs espaces cylindriques verticaux (30) pour servir de bloc colonne technique (29) et passer les canalisations qui sont ainsi isolées de fait 10 d'un point de vue thermique et acoustique. 5) Elément de construction selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que des tranchées (31) sont ménagées à travers l'âme isolante entre les coulisses (3) ou la pièce solide rainurée (22,26) et les contreforts (7,24,28) et les dépassant, pour 15 permettre le passage horizontal des réseaux (électricité, VDI, plomberie) d'un bloc (1,21,25,29) à l'autre. 6) Système d'assemblage permettant d'édifier très rapidement des murs solides à partir des éléments selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en 20 juxtaposant deux éléments (1,21, 25 ou 29) on obtient un fourreau par le rapprochement des coulisses (3) et qu'on introduit une quille (11) ayant exactement le profil complémentaire de l'ensemble des rainures (4 et 5) du fourreau (10), c'est-à-dire un haut bloc parallélépipédique (12) avec deux languettes (13) sur chacun des deux côtés opposés correspondant aux quatre petites rainures (5) du fourreau (10), alignant et 25 solidarisant ainsi les éléments (1,21,25 ou 29). 7) Système d'assemblage selon la revendication 6 caractérisé en ce que la quille (11) est placée en quinconce par rapport au fourreau (10), de telle sorte qu'elle solidarise deux ou plusieurs rangées de deux éléments (1,21,25 ou 29) contigus, qu'on puisse 30 placer les éléments (1,21,25 ou 29) d'une ou plusieurs rangées supérieures en les emboîtant sur les quilles (11) en saillie, et ainsi de suite, l'ensemble des fourreaux (10) et des quilles (11) empilés constituant une ossature solide et porteuse. 8) Elément de construction selon les revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce 35 que le rail le plus haut (8bis) est positionné de manière à chevaucher l'élément (1,21,25 ou 29) supérieur, l'assemblage étant renforcé par des vis à l'endroit du chevauchement des rails (8bis) de l'élément (1,21,25 ou 29) inférieur sur les contreforts (7) ou renforts (24)-10- de l'élément (1,21,25 ou 29) supérieur, on pourrait inversement faire chevaucher le rail le plus bas avec l'élément inférieur. 9) Elément de construction selon la revendication 1 ou la revendication 5 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs fourreaux (10) intermédiaires sont inclus dans son âme isolante (2) afin que l'écartement des fourreaux ne dépasse pas l'écartement maximum prévu par les normes de construction en ossature. 10) Procédé d'assemblage permettant de se fixer sur le rail (8) d'un élément selon les revendications 1,2,3,4,5,8 ou 9, caractérisé en ce que l'on encastre sur le rail (8) une traverse horizontale (18) exactement complémentaire, amputée de son angle inférieur sur la moitié de son épaisseur et sur la même hauteur que pour le rail (8), ce rail inversé (18) étant fixé en regard d'un about de mur (17a), de l'envers d'un panneau (20) ou d'un clin vertical ou horizontal (19).