Brevet FR2935721A1 — publié le 20100312

La présente invention consiste en un bloc isolant de construction, destiné à la réalisation de murs porteurs en béton à forte résistance thermique intégrée, pour immeubles de plusieurs niveaux d'étage, à forte performance énergétique. Les élévations d'immeubles sont traditionnellement effectuées en agglomérés de béton ou en béton armé, doublés d'isolant thermique, après réalisation du gros oeuvre. Ils sont aussi réalisés en panneaux sandwichs avec isolant intérieur, béton au centre du panneau et isolant extérieur. Ces deux procédés de'techniques actuelles conduisent à des murs de structures surdimensionnées en résistance mécanique, fastidieuses en mise en oeuvre et de forte épaisseur lorsque l'on souhaite allier une bonne résistance thermique à une bonne résistance mécanique du mur d'immeuble. Le bloc isolant de construction selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il s'obtient tout d'abord par collage des 2 plaques en isolant thermique rigide (1) et (2) : la plaque (2) est collée sur le réseau spécial d'entretoises intégrées (3) de la plaque (1) par mousse polyuréthane ou équivalent (5). Le bloc ainsi obtenu assure le coffrage perdu de la paroi à construire. En effet, les évidements (4) sont remplis du béton nécessaire à la réalisation .de la structure porteuse en béton de la construction. Les plaques (1) et (2) sont en isolant thermique rigide de masse volumique 25kg/m3 minimum et de conductivité thermique 0.033W/m.°K maximum. La plaque (1) est moulée monobloc en usine en raison de l'important réseau d'entretoises (3) qui la compose, séparées d'évidements verticaux et horizontaux (4) précisément dimensionnées. La surface minimum de la plaque (1) est d'1m2. L'épaisseur minimum de la p:.aque (1) au niveau des évidements verticaux et horizontaux (4) est de 9cm. L'épaisseur minimum de la plaque (2) est de 3cm 35 La surface minimum du réseau d'entretoises (3) de la plaque (1} est de 0.25m2 minimum par m2 de plaque (1). L'épaisseur minimum de la plaque (1) au niveau du réseau d'entretoises (3) est de 23cm. L'épaisseur minimum du réseau d'entretoises (3) est ainsi de 14cm. Elle correspond également à l'épaisseur minimum de 14cm de mur béton porteur obtenu par coulage de béton de remplissage dans les évidements (4). Ce réseau d'entretoises en isolant thermique se substitue, à 25% minimum, au volume béton du mur de construction en béton. Cela permet d'optimiser la quantité de béton propre à la stabilité de la structure et de maximiser la résistance thermique de la paroi. Les caractéristiques techniques et dimensionnelles informées ci-dessus des plaques assemblées (1) et (2), sont minimales et constituent la base du concept du bloc isolant de construction. Le concept sera donc évolutif au niveau des dimensions du bloc et de ses matériaux constitutifs d'isolation, en fonction des impératifs de calculs de stabilité de structure et du haut niveau de résistance thermique recherché. En effet, la plaque (1) avec son important réseau d'entretoises devient l'élément clé de la nouvelle invention. Le dimensionnement et l'implantation des entretoises de la plaque (1) du bloc isolant sont issus de calculs itératifs conduisant au compromis optimal de deux résistances de nature différente combinées : résistance thermique du bloc isolant de construction de bâtiments à basse consommation d'énergie et résistance mécanique et stabilité du mur béton obtenues par remplissage béton du bloc de base, pour la construction de bâtiments de l'ordre d'un rez de chaussée, 4 étages et terrasse en toiture. Ce bloc isolant permet donc de construire des parois composites d'immeubles à forte résistance thermique, par la grande densité d'entretoises isolantes traversant• le mur béton. Il procure une résistance thermique fortement accrue tout en assurant la stabilité optimisée du mur porteur en béton sous l'effet des descentes de charges. Parallèlement, ce bloc isolant de construction permet de construire des parois optimisées de structures béton d'immeubles la résistance mécanique propre au béton et la stabilité du mur sont optimisées pendant que les entretoises traversantes isolantes assurent à la paroi une résistance thermique fortement accrue. Ainsi, il n'y a ni nuisance, ni prédominance d'une performance technique au profit d'une autre, mais synergie isolant thermique/béton. Le bloc se définit comme bloc isolant thermique de construction, puisqu'il est réalisé en totalité en isolant thermique avec des entretoises traversantes maximisées pour mettre à profit le maximum du volume du mur en efficacité thermique. Prenons l'exemple d'1m2 de mur de 26cm d'épaisseur, construit avec le bloc isolant de base, composé de la plaque (1) de 9cm d'isolant, avec 14 cm de 75% de béton et 25% d'entretoises isolantes, et de la plaque (2) de 3cm d'isolant. Ce mur possède une résistance thermique supérieure à 13% de celle d' 1m2 de mur composé de 9cm d'isolant, 14 cm de béton seul et 3cm d'isolant. Ceci vient en impact direct sur un gain de consommation globale d'énergie de la construction obtenue, et sur les objectifs de limitation d'émission de gaz à effet de serre. De plus, le mur de 26cm d'épaisseur construit avec le bloc isolant de base, possède la même résistance thermique qu'une paroi composée de 9cm d'isolant + 14 cm de béton seul + 5cm d'isolant, soit 2cm d'épaisseur de paroi économisés qui viennent en impact direct sur un gain ou une économie de surface habitable de la construction obtenue, et sur les objectifs d'économie de matériaux de construction. Enfin, le dimensionnement du bloc isolant de base présente la quantité minimale de béton qui est nécessaire, dans la paroi, pour obtenir une inertie thermique au moins équivalente à celle d'une paroi en agglomérés de béton plein. Effectivement, le gradient thermique produit, au travers de la paroi, concourt à l'optimisation des effets de l'inertie thermique apportée par le béton et de la résistance thermique des isolants thermiques. Cette combinaison isolant thermique/béton confère à l'habitation un confort ressenti par les occupants été comme hiver. Le béton en quantité suffisante dans la paroi accumule suffisamment d'énergie le jour pour la restituer la nuit. Ainsi, on linéarise la courbe des échanges thermiques au travers de la paroi obtenue, entre l'intérieur et l'extérieur de la construction. En plus de ses caractéristiques précédemment décrites, ce bloc isolant de construction propose en outre un mode optimal et astucieux de mise en oeuvre sur chantiers,, dans le montage de ces blocs en élévation de murs. Le réseau spécial d'entretoises pré-dimensionnées et pré-disposées (3) de la plaque en polystyrène (1) moulée monobloc en usine, intègre un pré-découpage judicieux (10) des entretoises (3), pour rendre le bloc isolant compatible et suffisant à toutes les formes de découpes et d'assemblage sur chantier. Pour une meilleure compréhension de la nouveauté du pré-découpage (10) des entretoises (3) de la plaque (1) du bloc isolant, l'invention se réfère maintenant aux figures qui suivent et qui représentent le bloc isolant et son mode d'emploi : La figure 1 représente la vue en perspective du bloc isolant de construction selon l'invention. La plaque en isolant thermique figurant en (1) est moulée monobloc en usine. Elle comporte un réseau spécial d'entretoises prédisposées (3) et prédécoupées (10) pour le pré assemblage des angles des murs, la réservation des ouvertures et la réception des planchers. La figure 2 représente le bloc isolant en vue de face. Le pré-découpage (10) est représenté en pointillés sur les entretoises (3) de la plaque (1). La figure 3 représente le bloc isolant en coupe verticale. La figure 4 représente le bloc isolant en coupe horizontale. La figure 5 représente en perspective, 3 hauteurs de blocs isolants construits correspondant ici à une hauteur d'élévation de mur courant de construction. La figure 6 est une coupe horizontale d'élévations sur angles saillants. La figure 7 est une coupe horizontale d'élévations sur angles rentrants. La figure 8 représente une coupe verticale d'élévation en partie courante et une coupe verticale d'élévation sur ouverture. Cette figure correspond au cas de construction avec vide technique et couverture en charpente fermette ou traditionnelle. La figure 9 représente une coupe verticale d'élévation en partie courante et une coupe verticale d'élévation sur ouverture. Cette figure correspond au cas de construction avec rez-de-chaussée sur dallage simple et plancher sur niveau courant en dalle coulée en place ou poutrelles hourdis. 25 Confer la représentation en figure 6 : par simple retrait manuel de la série verticale des morceaux d'entretoises (11) pré-découpées d'une première plaque (1) et de la série verticale dès morceaux d'entretoises (17) 30 prédécoupées d'une seconde plaque (1), on obtient le pré-assemblage des blocs isolants à monter en angles saillants des murs. Egalement, confer la représentation en figure 7 : pour un angle rentrant, par retrait manuel de la série verticale 35 des morceaux d'entretoises (17) et sciage manuel vertical de la plaque (1) d'un premier bloc isolant, on obtient le pré-assemblage des blocs isolants à monter en angles rentrants des 20 murs, consolidés par récupération et recyclage des précédentes entretoises (17) qui sont collées verticalement en écarteur et renfort d'assemblage d'angle. D'autre part, confer les représentations en figures 6 et 7 : des armatures de chaînages verticaux et de potelets incorporés aux élévations pourront être glissées dans le béton de remplissage entre les séries verticales d'entretoises en élévation. Ici, les plaques (2) complètent à mesure les plaques préparées (1) pour former les blocs d'isolation d'angles qui sont préparés à la demande. Confer la représentation en figure 8 : par simple retrait manuel de la série horizontale d'entretoises prédécoupées (23) d'une série de plaques (1), on obtient la réservation pour passage du chaînage périphérique de l'élévation pour réception du plancher sur vide technique. Confer la représentation en figure 8 : par simple retrait manuel des deux séries horizontales d'entretoises pré-découpées (22) et (23) d'une série de plaques (1), on obtient la réservation pour passage du chaînage périphérique de l'élévation pour réception de la charpente. Confer la représentation en figure 9 : par simple retrait manuel de la série horizontale d'entretoises pré-découpées (23) d'une série de demi-plaques (1) coupées à la scie, on obtient la réservation pour passage du chaînage périphérique de pied d'élévation au niveau du dallage. Confer la représentation en figure 9 : par simple retrait manuel des deux séries horizontales d'entretoises prédécoupées (22) et (23) d'une série de plaques (1), on obtient la réservation pour passage du chaînage périphérique de l'élévation pour réception du plancher sur niveau rez de chaussée ou étage courant à venir. Confer les représentations en figures 8 et 9 : par simple sciage manuel au droit de la série horizontale d'entretoises prédécoupées (23) d'une série de plaques (1), on obtient la réservation pour passage du chaînage d'allège de fenêtre dans l'élévation. Confer les représentations en figures 8 et 9 : par simple retrait manuel des séries horizontales d'entretoises prédécoupées (18) et (19) et sciage horizontal au droit de leurs pré-découpages pour une série de plaques (1), on obtient la réservation haute pour réception d'ouvertures. L'armature du linteau correspondant sera glissée entre les séries d'entretoises restantes du bloc isolant. Enfin, les blocs isolant de construction sont montés entre eux par emboîtement de calages périphériques sur tranche des plaques (1) en demi queues d'aronde, avec gorge à remplir de mousse polyuréthane ou équivalent, pour assurer la 'liaison et l'étanchéité des joints entre blocs montés en paroi, pour le coulage du béton dans les évidements (4) et la suppression des ponts thermiques au travers de la paroi construite au niveau des joints d'assemblages. De fait, le bloc isolant de construction selon l'invention devient standard et multi utilisation, couvrant tous les cas de pré-assemblages possibles pour montages précis, augmentant la facilité, la rapidité et la qualité d'exécution du chantier. Le pré-découpage (10) des entretoises permet aussi une meilleure gestion des chutes, des plaques du bloc isolant sur chantier pour récupération, réutilisation et recyclage. Ce bloc isolant selon l'invention est de conception, fabrication et utilisation industrielle. Sa standardisation d'utilisation permet de le rendre unique. I1 est particulièrement destiné à la construction de murs' à forte résistance thermique, pour immeubles à basse consommation d'énergie.35 REVENDICATIONS1) Bloc isolant thermique pour la construction de murs porteurs de structures béton, caractérisé en ce qu'il comporte la plaque (1) moulée monobloc en isolant thermique rigide, présentant un réseau spécifique d'entretoises (3) pré découpées (10), séparées d'évidements intégrés (4) et de liaison avec la plaque (2). 2) Bloc isolant thermique de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (1) comporte des entretoises (4) maximisées en dimensionnement, traversantes de mur, de formes et d'implantations spécifiques, pour se substituer, à 25% minimum, au volume de béton porteur de mur de structure béton, pour considérablement augmenter la résistance thermique de la paroi. 3) Bloc isolant thermique de construction selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque (1) comporte des évidements (4) minimisés en dimensionnement entre entretoises (3), de formes et d'implantations suffisantes, pour optimiser le volume de béton de remplissage propre à la résistance et à la stabilité du mur de structure béton. 4) Bloc isolant thermique de construction selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dimensionnement maximisé des entretoises (3) en isolant thermique et le dimensionnement minimisé des évidements (4) remplis de béton, produisent une synergie de performances techniques, entre résistance thermique maximale de la paroi, résistance mécanique optimale du béton utilisé en volume réduit et inertie thermique de confort du mur de structure à construire.REVENDICATIONS 5) Bloc isolant thermique de construction selon les revendications 1 à 4 caractérisé par le pré-découpage (10) et la pré-disposition conjuguée des entretoises (3), ce qui permet d'obtenir tout type de pré-assemblages de' blocs à monter sur chantier par simple retrait manuel des morceaux d'entretoises (3) pré-découpés (10) et placés à cet effet. 6) Bloc isolant thermique de construction selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la plaque (1) comporte des emboîtements de calage périphériques sur tranche en demi queues d'aronde avec gorge à remplir de colle, pour assurer la liaison et l'étanchéité des joints entre blocs montés en paroi, pour le coulage du béton dans les évidements (4) et la suppression des ponts thermiques au travers de la paroi construite au niveau des joints d'assemblage. 7) Bloc d'isolation thermique de construction selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les évidements (4) de remplissage du béton de structure entre les entretoises (3) permettent la mise en place des armatures minimales et complémentaires pour la résistance et la stabilité du mur de structure en béton armé.