Brevet FR2943367A1 — publié le 20100924

ELEMENT DE CONSTRUCTION DU TYPE LAMELLE, ET PROCEDE DE REALISATION DE CET ELEMENT La présente invention concerne un nouvel élément de construction, du type lamellé, destiné notamment à la réalisation de poutres, de charpentes ou autres structures porteuses. Elle concerne plus particulièrement un élément de construction lamellé, non collé et sans aucun système de fixation chimique ou métallique. Elle se rapporte également au procédé de fabrication de cet élément de construction. De nombreux éléments de construction sont réalisés à partir de lamelles de bois ou de matériau plastique, par exemple, fixées entre elles au moyen de colle, formant ainsi le matériau appelé communément le lamellé-collé. L'utilisation de colle nécessite un chauffage, qui doit être réalisé dans des conditions particulières. L'hygrométrie doit ainsi être contrôlée, de même que le temps entre le rabotage et le collage. Par ailleurs, l'aboutage, consistant en la mise bout à bout de plusieurs éléments, nécessite également une étape de collage. Le temps de séchage est de plus relativement long, à savoir de l'ordre de 18 heures, rendant peu rentable le procédé de fabrication du lamellé-collé. De plus, lorsque l'élément lamellé-collé est réalisé à partir de lamelles de bois, certaines essences de bois ne permettent pas un collage efficace, limitant ainsi le type d'élément qui peut être réalisé. L'étape de fixation des lamelles entre elles au moyen de colle est actuellement réalisée par pressage à partir de gabarits soudés, puis ultérieurement désoudés. Ce procédé de réalisation d'éléments lamellés collés fait que le produit fini a un prix de revient beaucoup plus élevé que celui du bois brut. D'autres procédés d'assemblage des lamelles ont été testés, telles que la fixation au moyen de chevilles ou de vis par exemple. Ce type de fixation présente cependant l'inconvénient majeur de ne pas joindre efficacement les lamelles, une fois la pression relâchée, ce qui a pour effet à la fois de faire glisser les lamelles les unes par rapport aux autres, et de leur donner une forme d'accordéon, inexploitable pour des éléments de construction. La présente invention entend remédier aux divers inconvénients décrits dans l'art antérieur au moyen d'un nouvel élément de construction, du type lamellé, ne nécessitant plus l'utilisation de colle ou autre système de fixation auxiliaire, coûteux et polluant. A cet effet, la présente invention a pour objet un élément de construction de construction ou d'ameublement constitué d'une pluralité de lamelles superposées entre elles, caractérisé en ce que chaque lamelle est munie sur sa face supérieure d'assemblage d'une rainure longitudinale, de longueur inférieure à celle de la lamelle, s'étendant jusqu'à l'une des extrémités transversales de la lamelle, appelée extrémité libre, et arrêtée avant l'autre extrémité transversale, appelée extrémité de blocage, chaque lamelle comportant en plus un tenon disposé sur la face opposée à celle de la rainure, s'étendant jusqu'à l'extrémité transversale libre de la lamelle. L'élément de construction lamellé selon l'invention se compose d'une pluralité de lamelles superposées et solidarisées entre elles. Leur fixation les unes par rapport aux autres est réalisée par coopération d'un élément femelle disposé sur une des lamelles avec un élément mâle, positionné sur une seconde lamelle, superposée à la première. Cette coopération est réalisée uniquement par des moyens mécaniques, par simple glissement de l'élément mâle dans l'élément femelle. Des moyens de fixation auxiliaires peuvent s'annexer au moyen de fixation mécanique, formés par les éléments femelle et mâle, afin de renforcer la solidarisation des lamelles entre elles, et améliorer ainsi la rigidité de l'élément de construction ainsi obtenu. On comprendra mieux l'invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une représentation éclatée de l'élément lamellé, avant la mise en place définitive des lamelles les unes sur les autres ; - la figure 2 est une représentation latérale longitudinale de l'élément lamellé ; la figure 3 est une représentation d'une lamelle constitutive de l'élément lamellé, vue de dessus ; - la figure 4 est une représentation latérale transversale de l'élément lamellé ; - la figure 5 est une représentation détaillée de la figure 2 selon la coupe 1-1 ; la figure 6 est une représentation détaillée de la figure 4, selon la coupe 1-1 ; - la figure 7 est une représentation de l'élément lamellé avec une variante de réalisation du système de fixation à l'extrémité libre des lamelles ; - la figure 8 est une représentation latérale de la figure 7 ; - la figure 9 est une représentation latérale longitudinale d'un élément lamellé abouté horizontalement ; - la figure 10 est une représentation latérale transversale de l'élément lamellé abouté horizontalement ; - la figure 11 est une représentation latérale longitudinale des deux éléments lamellés à abouter horizontalement, avant leur assemblage ; - la figure 12 est une représentation latérale longitudinale d'un élément lamellé abouté verticalement ; la figure 13 est une représentation longitudinale de l'élément lamellé abouté verticalement, et vu de dessus ; - la figure 14 est une représentation latérale transversale de l'élément lamellé abouté verticalement ; la figure 15 est une représentation latérale longitudinale des deux éléments lamellés à abouter verticalement, avant leur assemblage. L'élément lamellé 1 selon l'invention sera appelé dans la suite de la description élément de construction pour des raisons de clarté. II peut cependant être utilisé dans les constructions navales ou dans l'ameublement par exemple. L'élément lamellé 1 selon l'invention est constitué d'une pluralité de lamelles 2, assemblées entre elles par superposition. Il comprend une lamelle 2a, 4 appelée intérieure ou lamelle de base pour des raisons de compréhension, sur laquelle est disposée une seconde lamelle 2b extérieure, avec le cas échéant une ou plusieurs lamelles intermédiaires 2c. Le nombre de lamelles intermédiaires 2c dépendra de la largeur ou de l'épaisseur recherchées de l'élément lamellé 1. Les lamelles intérieure 2a et extérieure 2b délimitent les extrémités de l'élément lamellé 1 selon l'invention, et en constituent généralement une des surfaces externes visibles. Elles peuvent constituer les faces inférieure et supérieure de l'élément lamellé, ou bien deux des faces latérales, selon le positionnement des lamelles. Les lamelles intermédiaires 2c constituent le centre de l'élément. Chaque lamelle intermédiaire 2c est munie sur une de ses faces d'un élément femelle, sous la forme d'une rainure longitudinale 3, et d'un élément mâle 4, sous la forme d'un tenon, disposé sur la face opposée à celle où est disposée la rainure 3. La rainure longitudinale 3 d'une des lamelles, intérieure 2a ou intermédiaire 2c, va coopérer avec un tenon 4 d'une lamelle 2 superposée à la précédente. Cette fixation mécanique à glissière peut par exemple être du type queue d'aronde, connu pour ses propriétés de résistance dans le temps et aux contraintes. Cependant, tout type de fixation faisant coopérer un élément mâle avec un élément femelle est également approprié. La rainure longitudinale 3 présente une longueur inférieure à celle de la lamelle 2a, 2c dans laquelle elle est disposée, pour permettre le blocage automatique du tenon, sans autre élément de fixation, comme on va le voir dans la suite de la description. Elle s'étend cependant jusqu'à l'une des extrémités latérales de la lamelle 2, appelée extrémité libre 3b. La rainure est arrêtée à une certaine distance de la seconde extrémité, appelée extrémité de blocage 3c, dans la mesure où sa longueur est inférieure. La rainure longitudinale 3 présente préférentiellement une forme trapézoïdale, particulièrement adaptée pour assurer une fixation mécanique efficace ainsi qu'une forte résistance des lamelles 2 entre elles, comme on va le voir dans la suite de la description. Cette fixation sera alors du type queue d'aronde. La rainure longitudinale 3 peut présenter une forme courbe (non représentée) ou toute autre forme adaptée pour recevoir un élément mâle. 5 La rainure longitudinale 3 est disposée sur une des faces de la lamelle 2, appelée dans la suite de la description, face supérieure d'assemblage 3a. Cette face 3a peut être la plus large de la lamelle 2, comme on peut le voir sur la figure 1. Mais elle peut cependant également être positionnée sur sa face la moins large, en fonction du type d'élément lamellé 1 que l'on souhaite. Le tenon 4, ou élément mâle, positionné sur chaque lamelle intermédiaire 2c et sur la lamelle extérieure 2b, se présente sur la face opposée à celle de la rainure dans le cas des lamelles intermédiaires 2c. Cette face sera appelée dans la suite de la description face inférieure d'assemblage 4a. Les dimensions sont identiques à celles de la rainure 3, dans la mesure où le tenon 4 est destiné à s'y insérer par glissement, et permettre ainsi le blocage de la lamelle supérieure par rapport à la lamelle inférieure. La forme du tenon 4 est trapézoïdale pour le cas où la forme de la rainure longitudinale 3 l'est également, de manière à ce qu'elle s'insère parfaitement et permettre une coopération efficace entre les lamelles à solidariser. Si la rainure longitudinale 3 présente une autre forme, le tenon 4 présentera une forme identique. La lamelle intérieure 2a est munie d'une rainure longitudinale 3 uniquement, et ne comporte pas de tenon 4. La lamelle extérieure 2b est au contraire réalisée avec seulement un tenon 4, et sans aucune rainure longitudinale 3. Ces formes particulières pour les lamelles intérieure 2a et extérieure 2c permettent d'obtenir un produit fini, présentant un aspect extérieur plan. 30 La réalisation de l'élément lamellé 1 selon l'invention est faite de la manière suivante. La lamelle intérieure 2a sert de base à l'élément. Une lamelle intermédiaire 2c se superpose à la lamelle intérieure 2a, de manière à ce que sa face d'assemblage inférieure 4a soit positionnée au-dessus de la face 6 d'assemblage supérieure 3a de la lamelle intérieure 2a. Ainsi, le tenon 4 de la lamelle intermédiaire 2c peut glisser dans la rainure longitudinale 3 de la lamelle intérieure 2a, par l'intermédiaire de l'extrémité libre de la lamelle intérieure 2a jusqu'à son extrémité de blocage 3c. La lamelle intermédiaire 2c vient alors en butée contre la rainure 3 de la lamelle intérieure 2a, empêchant ainsi son glissement au niveau de l'extrémité de blocage, correspondant à celle où la rainure ne s'étend pas, sans utilisation de moyen de fixation auxiliaire, tel que de la colle. Les lamelles intermédiaires 2c sont assemblées avec cet ensemble de la même manière, et autant de fois que l'élément contient de lamelles intermédiaires 2c. La lamelle extérieure 2b est insérée de la même manière, permettant la finition de l'élément lamellé. L'autre extrémité de la lamelle 2, par laquelle s'insère la lamelle supérieure, c'est-à-dire soit une lamelle intermédiaire 2c soit la lamelle extérieure 2b, est bloquée par un dispositif de verrouillage. Ce dispositif de verrouillage peut être du type taquet 5, comme il est représenté sur les figures 1 à 6. Ce taquet 5 se positionnera alors longitudinalement dans une encoche 5a prévue à cet effet dans la rainure longitudinale 3 et au niveau du tenon 4. D'autres modes de fixation peuvent être envisagés. Les figures 7 et 8 représentent un mode de fixation dans lequel l'élément de fixation est disposé transversalement par rapport à la lamelle 2 et par rapport à la rainure longitudinale 3. Cet élément de fixation 5b a une forme de taquet présentant en son centre une protubérance qui s'insère dans la rainure longitudinale 3. Des éléments de fixation, tels que des vis ou des chevilles (non représentées) par exemple peuvent également permettre le blocage de l'extrémité libre 3b des lamelles 2. Afin de faciliter la mise en place des lamelles 2 les unes sur les autres, la lamelle intérieure de base 2a est tout d'abord mise en place. Les lamelles intermédiaires 2c peuvent présenter une longueur identique à celle de la lamelle intérieure 2a. Elles peuvent également avoir une longueur sensiblement équivalente à la moitié de la lamelle intérieure 2a, de manière à favoriser leur blocage au niveau du taquet 5. Si les lamelles intermédiaires 2c ont une longueur 7 inférieure, leur mise en place est réalisée à ce qu'elles soient toutes positionnées du même côté ; les taquets 5, 5b sont ensuite mise en place et les lamelles restantes disposées à l'autre extrémité et destinées à recouvrir la totalité des lamelles inférieures sont mises en place. Cette variante de réalisation est particulièrement adaptée quand l'élément selon l'invention présente une forme non linéaire, du type courbe, lui permettant ainsi d'avoir une meilleure solidarisation des lamelles entre elles. Ceci permet également à l'élément lamellé de mieux résister aux contraintes qu'il pourrait subir. Un moyen de fixation auxiliaire, tel que des chevilles 6, peut être prévu afin d'améliorer la solidarisation des lamelles. Les chevilles 6 se positionnent préférentiellement transversalement par rapport à l'encoche où est disposé le taquet. Elles se glissent dans un orifice 6a prévu à cet effet sur le taquet 5, de manière à immobiliser celui-ci, et améliorer ainsi la coopération entre les différentes lamelles 2 constitutives. Ce type de fixation n'est pas indispensable, mais assure une solidarisation parfaite des lamelles, qui pourrait être perturbée par le travail du matériau constitutif de l'élément au cours du temps. L'emploi de colle, bien qu'il soit optionnel, peut être envisagé. Selon les dimensions souhaitées de l'élément de construction, il peut être nécessaire d'effectuer une opération d'aboutage, c'est-à-dire assembler deux éléments lamellés, réalisés tels que précédemment décrits, bout à bout, de manière à obtenir la longueur voulue. Ce type d'opération est nécessaire pour obtenir par exemple des poutres. L'aboutage des éléments lamellés 1 est réalisé par un système de fixation à glissière, du type queue d'aronde ou autre forme de fixation appropriée, tel qu'il a été décrit pour la réalisation de l'élément lamellé lui-même. L'un des éléments lamellés 1 est muni d'un élément femelle qui va coopérer avec une pièce mâle du second élément lamellé que l'on souhaite abouter. L'élément femelle peut se présenter sous la forme d'une rainure trapézoïdale 7, s'étendant sur toute l'épaisseur de l'élément lamellé 1. Cette rainure 7 est disposée à l'une des extrémités ou aux deux de l'élément lamellé 1, selon qu'il est nécessaire d'abouter un seul élément lamellé 1 supplémentaire ou une pluralité. Cette ou ces extrémités constituent la surface d'aboutage 7a. Le second élément lamellé 1 à assembler comporte sur sa surface d'aboutage un tenon 8, de forme et de dimensions identiques à celles de la rainure 7 dans laquelle il est destiné à s'insérer. Ce tenon 8 s'étend sur toute l'épaisseur de l'élément lamellé à abouter. La forme des éléments femelle et mâle peut être également courbe, ou autre. Le système de liaison des éléments femelle et mâle 7, 8 peut être disposé au niveau des extrémités latérales de l'élément lamellé 1, et plus particulièrement parallèlement à la face la plus large de l'élément, si l'aboutage est réalisé horizontalement, comme il est représenté sur les figures 9 à 11. Dans le cas où l'aboutage est effectué verticalement, le système de fixation à queue d'aronde est positionné à chacune des extrémités latérales des éléments à abouter, mais parallèlement à la face la moins large de l'élément lamellé 1. Ce type d'aboutage est représenté sur les figures 12 à 15. L'élément de construction selon l'invention peut ainsi être constitué d'un seul élément lamellé ou d'une pluralité. Il peut également présenter une forme plane. Dans ce cas, aucune étape supplémentaire que celles décrites précédemment n'est nécessaire pour sa réalisation. L'élément de construction peut cependant avoir une forme plus ou moins courbe, l'angle pouvant varier de quelques degrés jusquà former un demi-cercle. Dans ce cas, l'élément lamellé doit subir une étape supplémentaire de cintrage, destiné à lui assurer sa forme plus ou moins courbe. Cette étape de cintrage est réalisée avant que les lamelles 2 constitutives ne soient complètement solidaires les unes des autres. Elles sont en effet insérées les unes dans les autres, par coopération des rainures longitudinales 3 et des tenons 4. L'élément ainsi formé est alors bloqué à l'une de ses extrémités par le fait que la rainure 3 ne s'étend pas jusqu'aux deux extrémités de la lamelle 2. Il est inséré dans un tunnel comprenant des rouleaux verticaux par l'extrémité bloquée, c'est-à-dire l'extrémité opposée à l'extrémité libre. Les rouleaux sont disposés de 9 manière à former une courbe, correspondant à la forme recherchée de l'élément de construction. Les rouleaux sont fixés sur un dispositif hydraulique, commandé par un ordinateur, permettant de faire varier le rayon de courbure. Au fur et à mesure de l'avancée de l'élément lamellé entre les rouleaux, il acquiert sa forme courbe. Il est pressé en son centre et subit ainsi des contraintes qui vont lui donner l'angle de courbure voulu. Les lamelles constitutives de l'élément sont ensuite complètement solidarisées par mise en place des taquets, et éventuellement des chevilles. Ces dernières sont particulièrement utiles dans ce cas puisqu'elles assurent un blocage supplémentaire et indépendant des lamelles. L'élément de construction ne subit aucune pression verticale puisqu'il n'est pas pressé directement par les rouleaux. L'étape de cintrage est par conséquent beaucoup plus rapide et moins contraignante. L'élément obtenu selon la présente invention peut être réalisé en bois. Dans ce cas, les taquets, et éventuellement les chevilles annexes, sont réalisés préférentiellement en bois. II correspond ainsi à ce que l'on appelle communément le lamellé-collé, à la différence essentielle qu'il ne nécessite aucune fixation par collage. De plus, tout type d'essences de bois peut être utilisé, puisque la liaison entre les lamelles constitutives est entièrement mécanique. L'élément de construction peut également être réalisé en tout type de matériau, telles que des matières plastiques, des composites, à titre d'exemple. Ce type d'élément peut ainsi être utilisé pour réaliser des poutres, planes ou courbes, des marches d'escalier, des charpentes, par exemple, quand il s'agit du domaine de la construction. Il peut également s'appliquer à la construction navale, pour la réalisation de coques, ou pour l'ameublement, pour la réalisation de tenants d'armoires par exemple. L'élément selon l'invention présente la particularité de ne pas utiliser de système de fixation chimique, comme les colles. II a ainsi un impact positif sur l'environnement, puisqu'il ne nécessite aucune zone d'encollage, et ne rejette aucun constituant polluant. Il ne nécessite pas l'utilisation de systèmes de fixation métalliques, plus longs et plus coûteux à mettre en oeuvre. Io L'élément selon l'invention présente en outre l'avantage d'être simple à réaliser, à la fois au niveau de ses lamelles constitutives et de leur assemblage entre elles. Il est de ce fait particulièrement économique puisqu'il est rapide à construire. L'élément de construction présente une forte résistance, lui permettant de supporter d'énormes contraintes. 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Elément 1 de construction ou d'ameublement constitué d'une pluralité de lamelles 2 superposées entre elles, caractérisé en ce que chaque lamelle 2 est munie sur sa face supérieure d'assemblage d'une rainure longitudinale 3, de longueur inférieure à celle de la lamelle 2, s'étendant jusqu'à l'une des extrémités transversales de la lamelle 2, appelée extrémité libre 3b, et arrêtée avant l'autre extrémité transversale, appelée extrémité de blocage 3c, chaque lamelle 2 comportant en plus un tenon 4 disposé sur la face opposée à celle de la rainure 3, s'étendant jusqu'à l'extrémité transversale libre de la lamelle 2. 2. Elément 1 de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure longitudinale 3 et le tenon 4 ont une forme trapézoïdale. 3. Procédé de réalisation d'un élément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'insertion du tenon 4 d'une lamelle supérieure dans l'extrémité libre 3b de la rainure 3 d'une lamelle 2 disposée en dessous, le mouvement du tenon 4 étant bloqué par les dimensions de la rainure 3, l'insertion du tenon 4 étant réalisée jusqu'à ce que les extrémités transversales 3b, 3c de chaque lamelle 2 soient superposées. 4. Procédé de réalisation d'un élément selon l'une des revendications 1 et 2, ou obtenu selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'insertion d'un système de fixation au niveau de l'extrémité libre 3b de la lamelle 2, après insertion d'une lamelle supérieure, afin de verrouiller l'extrémité libre 3b des lamelles 2. 5. Procédé de réalisation d'un élément selon l'une des revendication 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'insertion sur chaque lamelle 2 d'une encoche 5a, disposée à la fois au niveau de la rainure 3 et du tenon 4, du côté de l'extrémité libre 3b de la lamelle 2, et une étape d'insertion d'un taquet 5 longitudinal dans ces encoches 5a afin de verrouiller l'extrémité libre 3b des lamelles 2. 6. Procédé de réalisation d'un élément selon l'une des revendication 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il 12 comporte une étape d'insertion d'un taquet 5b transversal, positionné en son centre dans la rainure longitudinale 3, afin de verrouiller l'extrémité libre 3b des lamelles. 7. Procédé de réalisation d'un élément selon la revendication 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à abouter une pluralité de ces éléments 1 entre eux, par mise en place à l'une des extrémités transversales 3b, 3c d'un des éléments d'une rainure transversale 7 coopérant avec un tenon 8 disposé sur une des extrémités transversales 3b, 3c d'un autre élément. 8. Procédé de réalisation d'un élément selon l'une des revendications 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'insertion dudit élément 1 au niveau d'abord de son extrémité transversale de blocage 3c entre des rouleaux verticaux, formant une zone courbe, de manière à courber ledit élément 1, et une étape d'insertion de l'élément de fixation au niveau de l'extrémité transversale libre 3b. 9. Procédé de réalisation d'un élément 1 selon l'une des revendications 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à insérer des vis ou des chevilles aux extrémités transversales 3a, 3b des lamelles 2. 10. Procédé de réalisation d'un élément 1 selon l'une des revendications 1 et 2, ou obtenu selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à munir les lamelles 2 sur leur face supérieure d'assemblage de colle . 30