Brevet FR2961225A1 — publié le 20111216

BATIMENT A USAGE PROFESSIONNEL OU D'HABITATION ET PROCEDE DE CONSTRUCTION D'UN TEL BATIMENT L'invention concerne un bâtiment à usage professionnel ou d'habitation comprenant une charpente définissant des espaces de réception de caissons contenant des pièces aménagées. L'invention concerne également un procédé de construction d'un tel bâtiment. Dans le domaine de la construction de bâtiments, il est connu d'utiliser des structures modulaires permettant d'intégrer dans une charpente des caissons définissant différentes pièces d'habitation de façon interchangeable, afin d'adapter le bâtiment à divers usages. De telles structures présentent des logements de réception des caissons, ces logements étant identiques afin de pouvoir y installer des caissons de dimensions identiques mais aménagés de façons différentes. Les caissons contenant notamment des chambres à coucher, des salles de bains, des cuisines ou des bureaux peuvent notamment être installées de façon libre dans la structure. De tels bâtiments peuvent éventuellement comporter un système de circulation d'air, une alimentation en eau et/ou des connexions électriques pour certains caissons intégrés à la structure. La modularité et l'adaptabilité des caissons intégrés à la structure imposent d'adapter les systèmes de circulation d'air, d'eau et/ou d'électricité à tout type d'aménagement des caissons. Pour des raisons économiques et de place disponible dans les caissons, il est exclu de prévoir des systèmes de circulation d'air, d'alimentation électrique ou d'alimentation en eau indépendants pour chaque caisson. A cet effet, il apparaît le besoin d'un bâtiment dont la charpente permet qu'au moins un et, de préférence, chaque caisson intégré dans la charpente ait un système de circulation d'air, d'alimentation en eau et en électricité, sans nécessiter de raccordements spécifiques pour chaque caisson, sans nécessiter d'équipements encombrants et en permettant que les places des caissons dans la structure puissent être interchangeables quel que soit l'aménagement intérieur des caissons. A cet effet, l'invention concerne un bâtiment à usage professionnel ou d'habitation, comprenant une charpente définissant des espaces de réception de caissons définissant chacun une pièce aménagée. Ce bâtiment est caractérisé en ce que la charpente comprend des poutres horizontales parallèles fixées par paires sur deux faces opposées de poteaux verticaux, en ce que la charpente définit, entre deux poutres horizontales parallèles fixées sur un même poteau vertical, un volume de passage de gaines techniques et en ce que les caissons sont adaptés pour être montés sur deux poutres horizontales parallèles en regard fixées sur deux poteaux verticaux adjacents. Grâce à l'invention, les gaines techniques comportant les canalisations de circulation d'air, les conduites d'eau et les lignes électriques sont installées dans des espaces aménagés entre les caissons, ce qui permet de raccorder certains ou tous les caissons de façon identique à un réseau de gaines techniques général du bâtiment. Cet espace est délimité par l'écartement des poutres parallèles fixées de part et d'autres des poteaux verticaux, ce qui ménage un espace d'un volume relativement élevé et qui s'étend sur une partie de la hauteur du bâtiment. Selon des caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l'invention, un tel bâtiment peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Les gaines techniques comprennent des canalisations d'apport et d'évacuation d'air, des canalisations d'eau et/ou un réseau de distribution d'énergie électrique. - Au moins un caisson comporte des orifices de passage d'air raccordés aux canalisations d'air. - Au moins un caisson comporte une trappe de connexion d'équipements sanitaires du caisson aux canalisations d'eau. - Les canalisations d'air sont raccordées à une unité commune de traitement d'air située sur une partie haute du bâtiment. - Au moins un caisson comporte, sur ses parois externes, des logements de réception de câbles électriques. - Le bâtiment comprend des supports, fixés sur la charpente parallèlement aux poutres horizontales parallèles au voisinage de façade des caissons, adaptés pour supporter des balcons. - Le bâtiment comporte des moyens d'entraînement en translation des caissons sur les poutres horizontales parallèles, parallèlement à ces poutres, dans les espaces de réception des caissons, alors que ces moyens d'entraînement comportent des poulies solidaires de la charpente, alors que des câbles solidaires des caissons sont adaptés pour être actionnés, par l'intermédiaire des poulies, pour exercer un mouvement de translation des caissons. - Les poutres horizontales et/ou les caissons sont équipés, sur leurs surfaces respectives adaptées pour coopérer, de patins anti-frottement. L'invention concerne également un procédé de construction d'un bâtiment tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) construire la charpente du bâtiment ; b) installer les gaines techniques dans les volumes de passage de gaines techniques ; c) monter les caissons dans les espaces de réception ; d) raccorder des équipements situés dans des caissons avec des canalisations circulant dans les gaines techniques. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un bâtiment et d'un procédé de construction d'un bâtiment conformes au principe de l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe selon un plan horizontal d'un bâtiment selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe selon le plan Il, du bâtiment de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'une charpente du bâtiment des figures 1 et 2, dans laquelle sont insérés deux caissons représentés schématiquement en traits mixtes ; - la figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail IV à la figure 1, en coupe décalée selon la ligne A-A' à la figure 2 ; - la figure 5 est une coupe selon le plan V de la charpente et d'un caisson de la figure 3. Le bâtiment 2 représenté aux figures 1 à 5 comporte une charpente, désignée dans son ensemble par la référence C, pouvant être réalisée en bois. Cette charpente s'étend de la surface du sol jusqu'à la toiture du bâtiment 2. La charpente C définit des espaces E de réception de caissons 4 définissant des pièces aménagées, telles que des chambres à coucher, des salles de bains, des cuisines, des bureaux ou toute autre type de pièce. Comme représenté à la figure 1, le bâtiment 2 comporte, sur un étage, neuf espaces E, dans lesquels sont installés des caissons 4. L'un des caissons est représenté, sur la figure 1, comme étant aménagé dans une configuration de chambre à coucher, avec le mobilier correspondant. Comme représenté à la figure 2, le bâtiment 2 peut comprendre plusieurs étages, chaque étage comprenant un certain nombre d'espaces E de réception de caissons 4. La charpente C du bâtiment 2 comporte des alignements de poteaux verticaux 10 et des alignements de poutres horizontales 20. Les poteaux verticaux 10 permettent de délimiter les espaces E selon une direction longitudinale X-X' du bâtiment 2, perpendiculaire à une direction verticale Z-Z' du bâtiment 2. Les poutres horizontales 20 supportent les caissons 4 et délimitent les espaces E selon la direction verticale Z-Z'. On note Y-Y', une direction transversale du bâtiment 2, perpendiculaire aux directions longitudinale X-X' et verticale Z-Z'. La direction d'insertion des caissons 4 dans la charpente C est ici parallèle à la direction transversale Y-Y' du bâtiment 2. En variante, les caissons 4 peuvent être installés dans la charpente C parallèlement à la direction longitudinale X-X'. Par ailleurs, les caissons 4 peuvent, en variante, avoir une direction d'insertion correspondant à leur direction transversale et non à leur direction longitudinale, comme représenté sur les figures. Comme représenté sur la figure 3, les poutres horizontales 20 sont assemblées en un réseau de poutres comportant des poutres 22 parallèles à la direction longitudinale X-X' du bâtiment 2. Le réseau de poutres horizontales comprend également une série de poutres 26 parallèles à la direction transversale Y-Y'. Ces poutres 26 sont groupées par paires et fixées chacune sur plusieurs poteaux verticaux 10. Comme visible aux figures 3 et 5, une paire de poutres 26 transversales est fixée de part et d'autre d'un poteau vertical 10 de façon à ce que les poutres 26 soient parallèles à la direction Y-Y' et en contact avec deux faces opposées 12 et 14 de chaque poteau vertical 10. Ce type d'assemblage est également appelé « poutres moisées ». La fixation sur les poteaux 10 des paires de poutres moisées 26 implique que ces poutres sont parallèles et séparées l'une de l'autre par une distance d correspondant au moins à la distance séparant les deux faces opposées 12 et 14 des poteaux verticaux 10. On note V1 le volume s'étendant entre les poutres de chaque paire de poutres moisées 26. Ce volume V1 s'étend selon la direction transversale Y-Y' entre chaque paire de poteaux verticaux adjacents selon la direction Y-Y' et selon la direction verticale Z-Z', du niveau du sol jusqu'au plafond le plus élevé du bâtiment. Chaque espace de réception E est délimité selon la direction verticale Z-Z', par des surfaces supérieures 261 des poutres moisées 26, par des surfaces supérieures 221 des poutres longitudinales 22 et par des surfaces inférieures non visibles des poutres moisées 26 et des poutres longitudinales 22 adjacentes de l'étage supérieur. Les espaces de réception E sont délimités, selon la direction longitudinale X-X', par la surface 12 d'un poteau vertical 10 et par la surface 14 d'un poteau vertical 10 adjacent suivant la direction X-X'. Chaque caisson 4 comporte six faces, dont une face inférieure ou plancher 41, deux faces latérales 43 et 45, une face supérieure ou plafond 47, un fond 49 et une façade 51. Avantageusement, une porte 63 est aménagée dans le fond 49, ce qui permet de faire communiquer deux caissons 4 alignés selon la direction Y-Y'. Ceci est toutefois optionnel. En pratique, les caissons sont réalisés en bois et ont une longueur L4, mesurée parallèlement à la direction Y-Y' en configuration installée du caisson dans une espace E, comprise entre 4 et 6 m, une largeur 14, mesurée parallèlement à la direction X-X', comprise entre 2 et 3,30 m et une hauteur H4, mesurée parallèlement à la direction Z-Z', comprise entre 2 et 3 m. Les dimensions des espaces E, c'est-à-dire l'écartement entre les poteaux 10 et les poutres 20 sont choisies légèrement supérieures aux dimensions extérieures des caissons 4, par exemple de quelques centimètres. La façade 51 comprend une porte, une fenêtre et/ou une porte-fenêtre 65 et donne sur l'extérieur du bâtiment 2. Les caissons 4 sont installés dans les espaces de réception E, de manière à ce que les faces inférieures 41 soient en appui sur les surfaces supérieures 221 et 261 des poutres horizontales 22 et 26. Les faces latérales 43 des caissons 4 sont en regard des faces 14 des poteaux verticaux 10 et les faces latérales 45 sont en regard des faces 12 des poteaux verticaux 10, avec un jeu faible, de l'ordre de 20 mm. Le bâtiment 2 comporte un balcon 92 longeant les façades 51 des caissons 4. Il est supporté par une série de supports horizontaux 90, fixés aux poteaux verticaux 10 de la charpente C, parallèlement à l'axe Y-Y'. Certains caissons 4, qui comportent des moyens de ventilation, un ou plusieurs équipements sanitaires et des moyens d'éclairage, sont raccordés à des gaines techniques circulant dans la charpente C. Ces gaines techniques comprennent des canalisations d'apport d'air neuf 70, des canalisations d'évacuation d'air vicié 72, des canalisations d'alimentation en eau 74 et des câblages électriques 76. Ces éléments circulent dans les volumes V1 de la charpente C et desservent ainsi chaque espace E. Les canalisations d'air 70 et 72 sont raccordées à une unité commune de traitement d'air 80 située dans une partie supérieure 25 du bâtiment 2, qui peut être sous le toit 27. Chaque canalisation 70 ou 72 partant de l'unité 80 raccorde l'un des espaces de réception E à l'unité de traitement d'air 80. Chaque canalisation d'air neuf 70 débouche dans un espace de réception E de façon à être en regard d'une des faces latérales 43 et 45 d'un caisson 4, afin de souffler l'air neuf, éventuellement chauffé, dans une partie basse de ce caisson 4. Les caissons 4 comportent, à cet effet, des bouches de soufflage d'air neuf 53 montées dans des orifices des faces latérales 43 ou 45. Chaque canalisation d'air vicié 72 permet d'évacuer l'air des caissons 4 à partir des bouches d'aspirations 55 montées dans des orifices pratiqués sur une partie haute des faces latérales 43 et 45 des caissons 4. Pour cela, les canalisations 72 débouchent dans les espaces de réception E en regard des bouches 55. Les trajectoires des canalisations 70 et 72 sont communes à chaque espace de réception E. La figure 4 montre deux canalisations 70. L'une d'elles se termine au niveau du caisson 4 représenté sur cette figure, et la deuxième se prolonge dans le volume V1 pour desservir un caisson 4 situé à l'étage inférieur. Ceci est également le cas pour les deux canalisations 72 visibles à la figure 4. Les bouches de soufflage d'air neuf 53 et les bouches d'aspiration 55 sont placées aux mêmes endroits dans chaque caisson 4 afin que ces caissons puissent être placés dans tous les espaces de réception E sans nécessiter d'adaptation des raccordements. En variante, l'unité de traitement d'air 80 peut être adaptée pour refroidir certains caissons. Dans ce cas, les canalisations 70 et 72 débouchent au voisinage des espaces de réception E de manière à souffler l'air refroidi dans une partie haute des caissons 4 et aspirer l'air vicié dans une partie basse des caissons. Les canalisations d'eau potable 74 présentent un arrangement similaire à celui décrit ci-dessus. En effet, chaque canalisation 74 est terminée, au voisinage de chaque espace de réception E, par un dispositif de connexion 742, tel qu'un raccord, avec un caisson 4. Les caissons 4 comportent, sur les faces latérales 43 ou 45, des trappes 57 d'accès aux canalisations d'eau 74, permettant de raccorder les équipements sanitaires, tels que des lavabos, aux canalisations d'eau. Le réseau d'évacuation d'eau usée, qui n'est pas représenté sur les dessins, est agencé selon une construction similaire aux canalisations 74 et est accessible des caissons 4 par les trappes 57. Les volumes V1 de circulation de gaines techniques permettent également le raccordement électrique des espaces de réception E afin d'alimenter une ou plusieurs prises électriques des caissons 4. A cet effet, un câble principal peut être raccordé au réseau électrique 76 circulant dans les volumes V1. Le courant est ensuite distribué dans divers points du caisson 4 par l'intermédiaire de câbles logés dans des défoncés ménagés dans les murs du caisson. Un tableau électrique, non représenté et pouvant être situé sur la façade 51, permet de contrôler le fonctionnement électrique de chaque caisson 4. En variante, seuls certains espaces de réception E et caissons 4 sont équipés d'arrivées de gaines techniques et de moyens de raccordement aux canalisations 70, 72, 74 et au réseau 76 tels que décrits ci-dessus. La construction du bâtiment 2 comprend une première étape consistant à construire la charpente C. Une fois cette étape réalisée, les gaines techniques incluant les canalisations d'air 70 et 72, les canalisations d'eau 74 et le réseau électrique 76 sont installées dans les volumes V1 délimités par les poutres moisées 26. Une fois les gaines techniques installées dans la charpente C, les caissons 4 sont insérés dans les espaces de réception E de la charpente C. Les caissons 4 sont insérés suivant un mouvement de translation selon la flèche F1. A cet effet, le caisson peut être amené en regard de l'espace de réception E qu'il est censé occuper, comme représenté à la figure 3, au moyen par exemple d'une grue. La translation du caisson 4 sur les surfaces supérieures 261 des poutres moisées 26 est avantageusement facilitée par un revêtement anti-frottement apposé sur ces surfaces. Ce revêtement peut comprendre des patins en PTFE ou en polyuréthane. Des patins similaires peuvent également être apposés sur les parties de la face inférieure 41 des caissons 4 adaptées pour coopérer avec les poutres moisées 26. La translation selon la flèche F1 peut être réalisée au moyen de câbles permettant d'exercer une force de traction sur le caisson 4 par un côté du bâtiment opposé par rapport à l'espace de réception dans lequel le caisson 4 est inséré. Dans le cas où le côté opposé du bâtiment ne serait pas accessible, le câble permettant d'entraîner la translation du caisson 4 peut être manoeuvré par le côté par lequel on insère le caisson 4, via une poulie non représentée fixée dans la charpente C. Une fois les caissons 4 insérés dans la charpente C, les divers équipements présents dans les caissons 4 sont raccordés aux éléments de gaines techniques correspondants, à travers les bouches 53 et 55 ou les trappes 57. Le raccordement de chaque caisson 4 à une unité commune de traitement d'air 80 permet d'éviter l'usage de radiateurs dans chaque caisson, ce qui permet une économie en main d'ceuvre et en matériel. De plus, la charpente C et les caissons 4 pouvant être réalisés en bois, l'absence de radiateurs permet d'améliorer la sécurité du bâtiment 2. REVENDICATIONS1.- Bâtiment (2) à usage professionnel ou d'habitation, comprenant une charpente (C) définissant des espaces (E) de réception de caissons (4) définissant chacun une pièce aménagée, caractérisé en ce que la charpente (C) comprend des poutres (26) horizontales parallèles fixées par paires sur deux faces (12,14) opposées de poteaux (10) verticaux, en ce que la charpente (C) définit, entre deux poutres horizontales parallèles (26) fixées sur un même poteau vertical (10), un volume (V1) de passage de gaines techniques (70, 72, 74, 76) et en ce que les caissons (4) sont adaptés pour être montés sur deux poutres horizontales parallèles (26) en regard fixées sur deux poteaux verticaux (10) adjacents. 2.- Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaines techniques comprennent des canalisations d'apport (70) et d'évacuation (72) d'air, des canalisations d'eau (74) et/ou un réseau (76) de distribution d'énergie électrique. 3.- Bâtiment selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un caisson (4) comporte des orifices (53, 55) de passage d'air raccordés aux canalisations d'air (70, 72). 4.- Bâtiment selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins un caisson (4) comporte une trappe (57) de connexion d'équipements sanitaires du caisson (4) aux canalisations d'eau (74). 25 5.- Bâtiment selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les canalisations d'air (70, 72) sont raccordées à une unité commune de traitement d'air (80) située sur une partie haute (25) du bâtiment (2). 6.- Bâtiment selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'au moins 30 un caisson (4) comporte, sur ses parois externes (41, 43, 45, 47, 49, 51), des logements de réception de câbles électriques (76). 7.- Bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des supports (90), fixés sur la charpente (C) parallèlement aux poutres 35 horizontales parallèles (26) au voisinage de façade (51) des caissons (4), adaptés pour supporter des balcons (92).20 8.- Bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entraînement en translation (F1) des caissons (4) sur les poutres horizontales parallèles (26), parallèlement à ces poutres, dans les espaces (E) de réception des caissons (4), en ce que ces moyens d'entraînement comportent des poulies solidaires de la charpente (C), et en ce que des câbles solidaires des caissons (4) sont adaptés pour être actionnés, par l'intermédiaire des poulies, pour exercer un mouvement de translation (F1) des caissons (4). 9.- Bâtiment selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poutres horizontales (26) et/ou les caissons (4) sont équipés, sur leurs surfaces (261, 41) respectives adaptées pour coopérer, de patins anti-frottement. 10. Procédé de construction d'un bâtiment (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) construire la charpente (C) du bâtiment (2) ; b) installer les gaines techniques (70, 72, 74, 76) dans les volumes (V1) de passage de gaines techniques ; c) monter les caissons (4) dans les espaces (E) de réception ; d) raccorder des équipements situés dans des caissons (4) avec des canalisations (70, 72, 74, 76) circulant dans les gaines techniques.