Brevet FR2951205A1 — publié le 20110415

MODULE DE CONSTRUCTION A BASE DE CARTON Domaine technique : La présente invention concerne un module de construction à base de carton notamment pour la fabrication de bâtiments. Technique antérieure : Le carton est largement utilisé dans le domaine de l'emballage étant un produit peu coûteux, léger, facile à produire, à découper et à manipuler, et entièrement recyclable. Dans le domaine spécifique du bâtiment, on peut l'utiliser pour ses propriétés d'isolation thermique en combinaison avec d'autres matériaux. La publication FR 2 546 449 illustre un exemple de panneau formé de plusieurs couches de carton ondulé assemblées par collage et entourées d'un film plastique pour rendre ce panneau étanche, qui est destiné notamment à la fabrication d'emballages, de supports publicitaires ou de revêtements muraux. La publication EP 0 957 214 propose un panneau de construction réalisé en carton ondulé et recouvert d'un film plastique. Toutefois, il n'est pas conçu pour être autoportant, ni pour être assemblé à d'autres panneaux identiques d'une part et à une chape ou à un plancher d'autre part. En général, la construction d'un bâtiment nécessite d'associer différents produits tels que briques et plâtre, ossature bois et laine de verre, etc. pour réaliser les différentes fonctions de résistance mécanique et d'isolation thermique et phonique, dont la mise en oeuvre est souvent complexe et dont les matériaux utilisés sont souvent coûteux et difficiles à recycler. Exposé de l'invention : La présente invention vise à apporter une solution aux problèmes évoqués ci-dessus en proposant un module de construction à base de carton, qui soit conçu pour permettre son assemblage à d'autres modules identiques ou similaires ainsi qu'à une chape; un plancher ou toute fondation, en préservant ses caractéristiques mécaniques, et qui puisse répondre au cahier de charges dans le domaine de la construction de bâtiments, notamment en termes de résistance mécanique, d'isolation thermique, d'isolation phonique, de la tenue sismique, de pare-vapeur, de résistance anti-feu, etc., ce module pouvant être réalisé à coûts réduits, permettant une construction modulaire et de fait facilement configurable pour tout type d'architecture, et pouvant être aisément recyclé le cas échéant. Dans ce but, l'invention concerne un module de construction du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte une âme centrale en carton définissant au moins la hauteur, la largeur et la section dudit module, cette âme centrale étant constituée d'une pluralité de couches de carton ondulé et/ou alvéolaire, des moyens d'étanchéité agencés pour protéger ladite âme centrale de l'humidité, au moins deux panneaux de maintien et de protection disposés de part et d'autre de ladite âme centrale de manière à recouvrir au moins deux de ses faces respectivement extérieure et intérieure, et au moins deux cadres superposés auxdits panneaux de maintien et de protection, délimitant un volume intérieur libre pour le passage d'éléments techniques, lesdits cadres étant fixés l'un à l'autre par des organes de fixation traversant de part en part lesdits panneaux de maintien et de protection et ladite âme centrale. Ainsi, le module tel que défini combine à lui seul toutes les fonctions nécessaires à la construction d'un bâtiment et est avantageusement réversible haut/bas, droite/gauche. Les cannelures des couches de carton ondulé constituant l'âme centrale peuvent être orientées dans le sens de la hauteur ou de la largeur dudit module, ou selon une configuration croisée, en fonction des caractéristiques mécaniques recherchées.30 L'épaisseur de l'âme centrale peut varier selon les caractéristiques conférées au module et les couches de carton ondulé peuvent être assemblées par un procédé de collage ou tout autre procédé d'assemblage approprié. Les moyens d'étanchéité peuvent comporter au moins un film étanche réalisé à partir d'un polymère extrudé ou étiré disposé autour de ladite âme centrale. Ils peuvent aussi consister en une enduction ou une imprégnation d'un produit hydrophobe, par un complexe carton / film plastique formant ladite âme centrale, ou par tout autre procédé équivalent. Le module de construction peut comporter deux autres panneaux d'entretoise et de protection disposés de part et d'autre de l'âme centrale de manière à recouvrir respectivement ses faces haute et basse. Ces panneaux peuvent être réalisés à partir de fibres de bois agglomérées ou tout autre type de panneaux et les cadres à partir de profilés en bois traité ou non traité, ou en toute autre matière telle que du métal, des matériaux composites. Il peut avantageusement comporter des entretoises disposées au travers au moins de l'âme centrale pour assurer une épaisseur constante de l'âme centrale sans risque d'écrasement dû au serrage des organes de fixation. Les cadres peuvent affleurer le périmètre du module, ou au moins un des côtés inférieur ou supérieur des cadres peut être en retrait par rapport au bord inférieur ou supérieur correspondant du module. Le module de construction peut être complété par une poutre additionnelle disposée entre le cadre et le bord inférieur ou supérieur dudit module. L'âme centrale ou le carton constituant ladite âme centrale peut être traité par un additif choisi dans le groupe comprenant un fongicide, un insecticide, un produit anti-feu, un produit hydrofuge. Les faces intérieure et/ou extérieure dudit module peuvent être recouvertes respectivement d'un parement intérieur et/ou extérieur. Ce module de construction autoportant peut avoir une section choisie dans le groupe comprenant un carré, un rectangle, une équerre à angle droit. Ses bords latéraux peuvent être droits pour permettre un assemblage juxtaposé de plusieurs modules sans recouvrement, ou comporter des formes d'emboîtement complémentaires de sorte à permettre un assemblage juxtaposé de plusieurs modules avec recouvrement. Ses bords latéraux peuvent aussi comporter au moins une encoche en forme de U agencée pour recevoir un poteau de forme complémentaire pour verrouiller ledit assemblage et reprendre les charges. Le but de l'invention est atteint également par un bâtiment, caractérisé en ce qu'au moins un des éléments choisis dans le groupe comprenant les murs extérieurs, les planchers, la toiture, et les cloisons intérieures, est réalisé par assemblage juxtaposé de plusieurs modules de construction tels que définis ci-dessus. Description sommaire des dessins : La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus éclatée d'un premier module de construction selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du premier module de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'un deuxième module de construction selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus d'un troisième module de construction selon l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante d'un des modules des figures précédentes, complété par des entretoises et revêtu d'un parement intérieur et d'un parement extérieur, - la figure 6 est une vue de dessus d'un exemple de construction d'un mur extérieur d'un bâtiment comportant un ouvrant, - la figure 7 est une vue de dessus agrandie d'un assemblage de deux modules assemblés, montrant le passage d'éléments techniques, et les organes de fixation, - la figure 8 est une vue de face des modules assemblés de la figure 7, et - la figure 9 représente différentes formes du module de construction de l'invention. Illustrations de l'invention et meilleure manière de la réaliser : En référence aux figures, le module de construction 10, 20, 30 selon l'invention est réalisé à base de carton et destiné notamment à la fabrication de bâtiments tels que des pavillons d'habitation individuelle, collective, ou similaires. En référence plus particulièrement à la figure 1, qui représente une vue éclatée de dessus d'un premier module 10, il comporte essentiellement une âme centrale 1 définissant au moins la hauteur, la largeur et la section du module 10, cette âme centrale étant constituée d'une pluralité de couches de carton ondulé à simple ou à multi-cannelures. En fonction des caractéristiques mécaniques recherchées, les cannelures peuvent être orientées dans le sens de la hauteur ou de la largeur du module, ou selon une configuration croisée. De même, le carton ondulé peut être remplacé ou complété par du carton alvéolaire, par exemple en nids d'abeille. Les couches de carton sont assemblées par exemple au moyen d'un procédé de collage à chaud ou à froid. Tout autre procédé d'assemblage peut également convenir. L'épaisseur de l'âme centrale 1 est variable et déterminée en fonction de la charge à supporter et de la qualité de l'isolation recherchée. L'âme centrale 1 ou le carton constituant cette âme centrale peut subir un traitement par tout moyen et/ou tout produit additif adapté en fonction des propriétés recherchées comme par exemple un traitement par imprégnation, pulvérisation, brumisation ou similaire, d'un produit fongicide, insecticide, hydrofuge, anti-feu, ou autre. L'âme centrale 1 est protégée contre l'humidité par tous moyens d'étanchéité appropriés. Ces moyens d'étanchéité peuvent être au moins un film étanche 2, réalisé à partir d'au moins un polymère ou similaire, extrudé et/ou étiré, disposé autour de l'âme centrale 1 pour couvrir toutes ses faces. Ils peuvent aussi être une enduction ou une imprégnation d'un produit hydrophobe, tel qu'une émulsion aqueuse acrylique, une paraffine, une cire, une résine, ou similaire. Dans le cas du film étanche 2, celui-ci peut être assemblé à l'âme centrale 1 par collage au moyen d'un adhésif pour recouvrir toutes ses faces ou tout procédé d'assemblage équivalent. Ce film fait office de pare-vapeur et de pare-pluie, il empêche la création d'un point de rosée. Ce film étanche 2 est un produit retirable dans l'hypothèse où le module de construction 10 doit être recyclé. Le module de construction 10 comporte au moins deux panneaux de maintien et de protection 3 disposés de part et d'autre de l'âme centrale 1 de manière à recouvrir au moins deux de ses faces respectivement extérieure FE et intérieure FI. Pour une protection optimale du module 10, il est possible de rajouter deux panneaux d'entretoise et de protection 3a sur les faces respectivement haute FH et basse FB dudit module de construction de l'âme centrale 1 (figure 5). Dans ce cas, ces panneaux de protection 3a haut et bas jouent le rôle d'entretoises garantissant l'épaisseur régulière et précise du module de construction 10 et conservant les qualités isolantes et mécaniques de l'âme centrale 1. Il est précisé que le module de construction 10 selon l'invention est réversible aussi bien haut/bas que droite/gauche. Donc les faces du module désignées face extérieure FE et face intérieure FI, ainsi que les faces hautes FH et basse FB, sont arbitraires et peuvent être inversées. Le module de construction 10 peut être complété par une ou plusieurs entretoises 3b (cf. fig. 5) réparties dans ledit module en fonction de sa surface et traversant au moins de part en part l'âme centrale 1, pour garantir une épaisseur constante de l'âme centrale 1 sans risque d'écrasement des couches de carton lors du vissage des différents organes de fixation. Si les entretoises 3b traversent uniquement l'âme centrale 1, elles sont recouvertes par les panneaux 3 qui sont en butée contre elles. Si elles traversent de part en part l'âme centrale 1 et les panneaux 3, elles servent de butée transversale à des organes de fixation. Ces entretoises 3b peuvent être réalisées sous diverses formes telles que par exemple des tubes pleins ou creux, en bois, en métal ou similaire. Dans le cas de tubes creux, des organes de fixation tels que des tiges filetées ou similaires peuvent être y être logés. Les panneaux de maintien et de protection 3, de même que les panneaux d'entretoise et de protection 3a, peuvent être réalisés à partir de panneaux de fibres de bois agglomérées tels que par exemple des panneaux de type OSB ou similaires, ayant une épaisseur de quelques millimètres voire centimètres. Dans l'exemple réalisé, les panneaux de protection 3 ont une épaisseur d'environ 9mm. Ils s'étendent de préférence sur toute la surface des faces extérieure FE et intérieure FI de l'âme centrale 1 dans le but de maintenir et de protéger ses faces des chocs éventuels lors du stockage, du transport et des manipulations du module de construction 10. De plus, ils permettent de réaliser les assemblages et offrent une surface d'accroche et/ou de vissage pour tout organe de fixation. Le module de construction 10 de l'invention est complété par au moins deux cadres 4 superposés auxdits panneaux de protection 3 qui délimitent un volume intérieur libre 5 pour le passage des éléments techniques de la construction, sans perçage de l'âme centrale 1, ni du film étanche 2, et permettent l'assemblage des modules 10 entre eux juxtaposés par tout organe de fixation 42 et 42a (cf. fig.7 et 8). Les cadres 4 peuvent être réalisés à partir de profilés en bois ou similaire assemblées dans leurs angles par tenon/mortaise, équerres, collage, vissage ou une combinaison de ces techniques. Ils peuvent avoir une dimension telle qu'ils affleurent le périmètre du module 10 ou une dimension inférieure dans le sens de la hauteur de sorte qu'au moins un des côtés inférieur ou supérieur des cadres 4 est en retrait par rapport au bord inférieur ou supérieur correspondant du module 10. Cette zone en retrait peut être utilisée pour ménager au moins une zone d'assemblage par emboitement par rapport à une lisse de plancher ou de plafond, une dalle ou similaire. Cette zone en retrait peut être comblée par une poutre additionnelle 4a par exemple réalisée en bois de type Querto® ou similaire, qui permet de créer dans ledit module une ceinture haute et basse pour la reprise des charges et le maintien du module de construction. Les cadres 4 sont fixés l'un à l'autre par des organes de fixation 40, tels que des tiges filetées, des goujons, des tirants ou similaires, traversant de part en part le module de construction 10, à savoir les panneaux de maintien et de protection 3 et l'âme centrale 1 (cf fig. 5). Selon les dimensions des modules de construction 10, 20 et 30, les cadres 4 peuvent être complétés par des traverses 41 verticales et/ou horizontales (cf. fig. 3 et 4). Ces cadres 4 permettent de recevoir un parement intérieur 6 et/ou un parement extérieur 7 de finition fixés par tout moyen approprié sur les cadres 4 et/ou dans les panneaux de maintien et de protection 3. Le volume intérieur 5 défini par ces cadres 4 peut être comblé par toute matière isolante et notamment par une épaisseur de carton selon une composition identique ou différente de l'âme centrale 1. Un exemple est illustré à la figure 5 qui représente le module 10 en coupe axiale, dans lequel le parement intérieur 6, placé du côté de la face destinée à devenir la face intérieure FI, comporte une plaque de plâtre du type BA13 servant de finition intérieure, et le parement extérieur 7, placé du côté de la face destinée à devenir la face extérieure FE, comporte un panneau en fibres de bois compressées ou similaire 70, sur lequel est déposé un filet 71 puis un crépis 72. Le panneau en fibres de bois 70 peut être fixé par tout organe de fixation 73 tels que des vis, des tiges filetées ou similaires. Bien entendu, le parement intérieur 6 et/ou le parement extérieur 7 peuvent varier en fonction du cahier des charges du bâtiment à réaliser (exemple d'un bardage en bois, etc.). Les figures 2 à 4 représentent trois module de construction 10, 20, 30 de sections différentes : le premier module 10 de la figure 2 et le deuxième module 20 de la figure 3 ont une section rectangulaire de longueur différente, et le troisième module 30 de la figure 4 a une section en équerre à angle droit. Avec ces modules 10, 20, 30, il est possible de réaliser tout type de construction. Toutefois, ces exemples ne sont pas limitatifs, d'autres sections peuvent être imaginées en fonction des besoins. Les bords latéraux des modules de construction 10, 20 et 30 comportent des formes d'emboîtement complémentaires de sorte à permettre un assemblage juxtaposé de plusieurs modules. Dans les figures 1 à 4, les modules de constructions 10, 20 et 30 sont assemblés par juxtaposition sans recouvrement de bords droits pourvus d'une encoche 11 en forme de U. Cette encoche 11 peut recevoir une clé de verrouillage dudit assemblage sous la forme par exemple d'un poteau lla, par exemple en bois (cf. fig. 7), qui permet de faire une reprise de charge. D'autres formes d'assemblage sont également possibles en référence aux figures 9A-E ; par bords droits (fig. 9A) ou par bords biseautés (fig. 9B) pour un assemblage sans recouvrement, par bords en forme de L symétriques (fig. 9C), par bords en forme de L asymétriques (fig. 9D), ou par bords en forme de tenon/mortaise (fig. 9E) pour un assemblage avec recouvrement évitant les ponts thermiques. Les modules sont fixés l'un à l'autre par des organes de fixation 42 et 42a, tels que des vis, des boulons, des tiges filetées ou similaires, traversant les cadres 4 situés respectivement cote à cote et de part et d'autre des modules (cf. fig. 7). Ces modules de construction 10, 20 et 30 sont par conséquent réversible haut/bas, droite/gauche, ce qui limite le nombre de références et facilite la gestion de la production, du stockage, du transport et de la pose. Possibilités d'application industrielle : Les modules de construction 10, 20 et 30 tels que décrits sont reproductibles industriellement et peuvent être utilisés pour réaliser les dalles, les murs extérieurs, les cloisons intérieures, les toitures, sur, entre ou sous chevrons, en constructions neuves ou en rénovation. Un exemple de construction est illustré à la figure 6 qui représente une portion d'un mur extérieur 8 comportant un ouvrant 80 tel qu'une porte qui s'emboite dans la mortaise Il entre deux modules de construction 10 et 30 pour éviter les ponts thermiques. Le mur extérieur 8 est obtenu par assemblage de plusieurs modules de construction droits 10 et/ou 20 et de modules en équerre 30.Les zones de jonction peuvent être recouvertes d'un joint d'étanchéité ou similaire. Le volume libre 5 délimité par les cadres 4 permet la mise en place simple et rapide de toute la partie technique du bâtiment, à savoir les éléments techniques 9 pour les câbles électriques, les conduites d'eau, l'alimentation en gaz, les écoulements, la ventilation, etc. (cf. fig. 7 et 8). Le parement intérieur 6 et/ou le parement extérieur 7 sont mis en place de préférence une fois les murs terminés et les éléments techniques posés pour assurer une continuité dans la finition. L'assemblage des modules de construction à une chape 81, une dalle, un plancher 82 (cf. fig. 8) ou une toiture s'effectue par tout moyen approprié. Si les modules de construction 10, 20 et 30 ont un cadre 4 en retrait par rapport à leurs bords inférieur et/ou supérieur, ils peuvent être emboîtés entre des lisses, poutres ou similaires. Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre les buts fixés, à savoir un module de construction réalisé à partir d'une matière en carton ondulé écologique et recyclable, facile à produire, assurant une excellente isolation aussi bien thermique que phonique, résistant et léger, facile à travailler et à poser sans équipement spécifique ni protection, autorisant tout format et tout type de construction. Le bâtiment ainsi obtenu présente une très grande inertie thermique 10 engendrant une très faible consommation d'énergie au même titre que les maisons dites passives. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à 5 toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Revendications1. Module de construction (10, 20, 30) à base de carton, notamment pour la fabrication de bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte une âme centrale (1) définissant au moins la hauteur, la largeur et la section dudit module, cette âme centrale étant constituée d'une pluralité de couches de carton ondulé et/ou alvéolaire, des moyens d'étanchéité (2) agencés pour protéger ladite âme centrale de l'humidité, au moins deux panneaux de maintien et de protection (3) disposés de part et d'autre de ladite âme centrale de manière à recouvrir au moins deux de ses faces respectivement extérieure et intérieure, et au moins deux cadres (4) superposés auxdits panneaux de maintien et de protection intérieur et extérieur et délimitant un volume intérieur libre (5) pour le passage d'éléments techniques (9), lesdits cadres étant fixés l'un à l'autre par des organes de fixation (40) traversant de part en part lesdits panneaux de maintien et de protection et ladite âme centrale. 2. Module de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cannelures desdites couches de carton ondulé sont orientées dans le sens de la hauteur et/ou de la largeur dudit module, ou selon une configuration croisée. 3. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites couches de carton sont assemblées par un procédé de collage. 4. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comportent au moins un film étanche (2) réalisé à partir d'un polymère extrudé ou étiré, disposé autour de ladite âme centrale (1). 12 5. Module de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité consistent au moins en une enduction ou une imprégnation d'un produit hydrophobe. 6. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux autres panneaux d'entretoise et de protection (3a) disposés de part et d'autre de ladite âme centrale (1) de manière à recouvrir respectivement ses faces haute (FH) et basse (FB). 7. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des entretoises (3b) disposées au travers au moins de ladite âme centrale (1). 8. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits cadres (4) affleurent le périmètre dudit module (10, 20, 30). 9. Module de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un des côtés inférieur ou supérieur desdits cadres (4) est en retrait par rapport au bord inférieur ou supérieur correspondant dudit module. 10. Module de construction selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une poutre additionnelle (4a) disposée entre ledit cadre (4) et le bord inférieur ou supérieur dudit module. 11. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'âme centrale (1) ou le carton constituant ladite âme centrale est traité par un additif choisi dans le groupe comprenant un fongicide, un insecticide, un produit hydrofuge, un produit anti-feu. 30 12. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces intérieure (FI) et/ou extérieure (FE) dudit module (10, 20, 30) sont recouvertes respectivement d'un parement intérieur (6) et/ou d'un parement extérieur (7). 13. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une section choisie dans le groupe comprenant un carré, un rectangle, une équerre à angle droit. 10 14. Module de construction selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bords latéraux dudit module sont droits pour permettre un assemblage juxtaposé de plusieurs modules (10, 20, 30) sans recouvrement. 15. Module de construction selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bords 15 latéraux dudit module comportent des formes d'emboîtement complémentaires (11) de sorte à permettre un assemblage juxtaposé de plusieurs modules (10, 20, 30) avec recouvrement. 16. Module de construction selon la revendication 14, caractérisé en ce que les bords 20 latéraux dudit module comportent au moins une encoche (11) en forme de U agencée pour recevoir un poteau (11a) de forme complémentaire pour verrouiller ledit assemblage. 17. Module de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce qu'il est agencé pour être réversible haut/bas, droite/gauche. 18. Bâtiment, caractérisé en ce qu'au moins un des éléments choisis dans le groupe comprenant les murs extérieurs, les cloisons intérieures, les planchers, les toitures, est réalisé par assemblage juxtaposé de plusieurs modules de construction (10, 20, 30 30) selon l'une quelconque des revendications précédentes.5