Brevet FR2950638A1 — publié le 20110401

SYSTEME CONSTRUCTIF POUR BATIMENTS La présente invention concerne un système constructif pour bâtiments adapté à la réalisation de murs porteurs munis d'une ossature intégrée à fort coefficient d'isolation de manière simple à partir de panneaux sandwich préfabriqués. Dans la construction, de nombreuses solutions sont possibles pour réaliser des murs porteurs. Actuellement les techniques principales en maçonnerie sont : Le parpaing ou la brique: Cette technique nécessite une main d'oeuvre qualifiée, la réalisation d'un 10 enduit extérieur, la pose d'un doublage isolant soit trois corps de métier différents, ce qui occasionne des délais et des coût importants, Le béton cellulaire: Cette technique nécessite une main d'oeuvre très qualifiée et la réalisation d'un enduit extérieur et intérieur. Là encore, les délais et les coûts sont très 15 importants; Les briques à encastrement joints minces et perforations multiples qui nécessitent aussi une main d'oeuvre très qualifiée et la réalisation d'un enduit extérieur et intérieur; Le béton banché qui pour sa part nécessite une main d'oeuvre qualifiée, un 20 important matériel de mis en oeuvre, de lourds moyen de levage, un ragréage fastidieux et une pose d'un doublage isolant qui cause encore des délais et coût très importants, non adapté à la maison individuelle. Dans les solutions préfabriquées, il existe des réalisations comportant deux parois minces de béton reliées par des fers à béton comme par exemple connu dans le document FR 2 795 440 Al. Cette technique connue sous le nom commercial PREMUR, système à deux parois de parements finies utilisant un procédé de coulage de béton par retournement, permet de réaliser un mur préfabriqué à parois porteuses par un remplissage en totalité du vide entre les parois par du béton sur le chantier pour assurer la stabilité du mur. La présente invention a pour but de perfectionner les techniques de construction de bâtiments par l'intégration d'une ossature aux systèmes préfabriqués à parois minces en sorte de réaliser un système constructif simple de mise en oeuvre sur les chantiers. L'invention a notamment pour objectif de réduire le coût de la construction par une économie de matière en allégeant les structures porteuses et par un raccourcissement des délais de construction par la préfabrication à l'avance d'éléments porteurs. Elle permet en outre de réaliser des murs thermiquement isolés. Plus précisément, l'invention propose un système constructif pour bâtiments qui comporte des éléments de murs pourvus d'au moins deux lames de béton, ou autre matériau de construction, espacées et reliées ensemble par des entretoises verticales, à distance des arêtes verticales des lames de béton en sorte de laisser un espace à section en U sur les côtés du cadre constitué par les entretoises et les parties de lames externes aux entretoises pour réaliser des parois de caissons de coulée d'une ossature du bâtiment. Les entretoises définissent préférablement un volume creux interne aux éléments de murs. Avantageusement, les éléments de murs comportent une paroi isolante disposée dans le volume creux. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, au moins une des 30 lames incorpore un treillis raidisseur. Le système de l'invention comporte avantageusement des éléments d'armature comprenant des ferrures scellées dans les lames et reliant les lames dans une partie d'encadrement des éléments de murs extérieure aux entretoises. Préférablement, les éléments d'armature sont adaptés à s'imbriquer, au moins certains des éléments d'armature comportant des oeillets adaptés à recevoir des tiges de fermeture adaptées à solidariser les éléments de murs avant coulée de l'ossature. Selon un mode de réalisation particulier, outre les tiges, le système comporte des échelles formant des maillons de liaison entre les éléments de mur. Le système comporte avantageusement des plots de positionnement des éléments de mur sur une dalle. Selon un aspect avantageux de l'invention, des éléments d'ossature sont réalisés par remplissage de caissons formés, dans les espaces entre les entretoises de deux éléments de murs successifs, par les lames et les entretoises. Préférablement, au moins certains éléments de murs comportent des entretoises supérieure et/ou inférieure formant des parties de moulage de poutres horizontales de l'ossature. Avantageusement, la hauteur de la lame interne d'au moins certains des éléments de mur est de hauteur inférieure à la hauteur de la lame externe en sorte de réaliser une zone de reprise d'un élément de plancher. Selon un mode de réalisation particulier et pour éviter des infiltrations d'eau, la lame extérieure des éléments de mur inférieurs comporte un prolongement 20 inférieur qui vient recouvrir un flanc de la dalle. Dans ce cas, un joint d'étanchéité peut être posé entre l'extrémité inférieure de la lame et un rebord de la dalle avant ou après pose des éléments de mur. Selon un mode de réalisation avantageux, les arêtes latérales des éléments de murs comportent des profils d'encastrement complémentaires adaptés à être 25 comblés par un enduit tel qu'un enduit de lissage et à assurer l'étanchéité entre les éléments de murs contigus. L'invention concerne en outre un bâtiment construit au moyen d'un système constructif selon l'invention dont l'ossature est réalisée par clavetage des éléments de mur. 30 La présente invention propose ainsi des éléments de mur sous forme de panneaux de construction comportant deux lames de béton fines reliées par des entretoises, les entretoises et l'extrémité des lames formant des parois de moulage de poteaux par coulage de béton. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif accompagné des dessins qui représentent: en figure 1: une vue en perspective d'un élément de mur selon l'invention; en figure 2: une vue de l'élément de mur de la figure 1 en écorché; en figure 3: une vue en perspective d'une échelle selon un aspect de l'invention, en figure 4: une vue d'un détail d'un angle supérieur d'un premier élément de mur du système de l'invention en cours de pose en écorché; en figure 5: une vue d'un détail d'un angle inférieur d'un premier élément de mur du système de l'invention en cours de pose en écorché; en figure 6: une vue en écorché de la pose de la partie inférieure d'un second élément de mur jouxtant le premier élément de mur; en figure 7: une vue en écorché de la fin de l'assemblage de deux 15 éléments de mur du système de l'invention; en figure 8: une vue en écorché de la pose d'une échelle pour la poursuite de l'assemblage ultérieur aux deux éléments de mur de la figure 7; en figure 9: une vue en écorché de la pose d'un troisième élément de mur laissant un espace pour une fenêtre en prolongement des deux éléments de mur 20 de la figure 7; en figure 10: une vue en écorché d'une partie d'ossature coulée dans la zone de la fenêtre de la figure 9 avec l'encadrement terminé. en figure 11: une vue en perspective écorché du dessus d'un détail de coffrage pour coulée d'éléments d'ossature; 25 en figure 12: une vue en écorché du mur de la figure 9 avec l'encadrement terminé et pose d'une dalle de plancher. en figure 13: une vue en perspective 3/4 dessus d'un exemple de réalisation de refend avec mur intérieur; aux figures 14A et 14B deux exemples de murs d'angles du système de 30 l'invention. La technique du système de construction de la présente invention est du type ossature béton réalisée sur des éléments préfabriqués en usine tels que des éléments de hauteur d'étage, de largeur standard ou sur mesure. Le système de construction est basé sur des éléments constructifs de base sous forme d'éléments de murs comme représenté en figure 1. Les éléments de murs 1 sont pourvus d'au moins deux lames 2a, 2b de béton ou autre matériau de construction. Un béton haute performance sera préféré. Les lames sont espacées et reliées ensemble par des entretoises verticales 3, et horizontales 31 formant un cadre interne au panneau, à distance des arêtes verticales des lames de béton ce qui laisse un espace à section en U sur les côtés externes du cadre constitué par les entretoises. Comme il sera vu plus loin, les entretoises verticales et les parties de lames externes aux entretoises constituent des parois 16a, 16b, 16c, 16d de caissons 12 de réalisation d'une ossature du bâtiment. Au moins une des lames 2a, 2b incorpore un treillis raidisseur 6 représenté à la figure 2. Les lames 2a, 2b sont par exemple coulées sur une table horizontale en deux opérations de coulée, la première opération consiste en un remplissage du moule de la première paroi 2a avec un béton tel qu'un béton auto-nivelant haute performance, fibré et/ou armé du treillis raidisseur tel qu'un treillis 6 en acier galvanisé avec positionnement des entretoises 3. Ensuite sont éventuellement posés des boîtiers et canalisations ainsi que une plaque isolante à l'intérieur du cadre constitué par les entretoises. Après la prise du béton de la première opération, la seconde opération consiste à retourner l'ensemble sur un autre moule après remplissage de ce second moule avec du béton éventuellement identique ou différent du premier béton. la prise du béton de la seconde opération de coulée forme la seconde lame et termine le panneau, les entretoises étant prises entre les première et seconde lames. Le moule est alors redressé et les panneaux formant les éléments de murs 30 sont stockés debout. Les lames ne sont pas destinées à réaliser des parois porteuses. Elles apportent le parement intérieur et extérieur et le contreventement. Les entretoises définissent un volume creux visible sous le repère 4 en figure 13 interne aux éléments de murs. Comme il sera vu plus loin, les parties d'extrémité des parois entre l'extrémité des lames et les entretoises servent de coffrage pour une ossature 5 coulée après assemblage d'éléments de murs successifs. Les parois n'ont donc pas besoin d'être dimensionnées en fonction de la charge du mur. La finition extérieure et intérieure est prête à recevoir une peinture après réalisation de joints entre panneaux. La finition est lisse, mais toute autre finition 10 est possible : rainures, imitation bois, gravillon lavé, etc.. réalisée au moment de la fabrication en atelier. Le résultat obtenu est un mur en béton, alvéolé, isolé, étanche et ventilé si besoin est. Les éléments de mur comportent une paroi isolante 5 visible en figure 13 15 disposée dans le volume creux, l'isolation est incorporée à la fabrication du mur en panneaux rigides, différentes épaisseurs sont possibles et varient en fonction du coefficient de transmission souhaité. Les murs réalisés selon la présente invention incorporent une ossature béton comprenant des poteaux et des chaînages ou poutres coulés dans les 20 coffrages formés par des assemblages d'extrémités de parois et dans lesquels sont disposés des ferraillages comportant des aciers d'armatures, des aciers de liaison et des fers verticaux retenant les parois ensembles avant coulée des éléments d'ossature. Au niveau du calcul de la stabilité, le mur de la présente invention est 25 considéré comme un mur d'agglomérés de béton ou de briques, stabilisé par poteaux et chaînages, après incorporation des armatures nécessaires 4. L'ossature béton 14, 15 est coulée sur chantier comme représenté en figure 10. L'épaisseur du mur est déterminée suivant l'épaisseur des parois, de l'épaisseur d'isolation et de l'épaisseur suivant calculs de l'ossature béton. 30 Pour permettre une mise en place aisée et réaliser une armature de l'ossature qui sera coulée sur chantier, le système de construction comporte des éléments d'armature comprenant des ferrures 7, 8 représentées notamment en figure 2 scellées dans les lames et reliant les lames dans une partie d'encadrement des éléments de murs, extérieure aux entretoises 3, 31. Ces ferrures sont réalisés sous la forme de tiges pliées en U. Elles sont avantageusement solidarisées à un ou deux treillis 6 destinés à 5 être noyés dans les lames de béton. Au moins certains des éléments d'armature comportent des oeillets 10 plus particulièrement visibles en figure 4 destinés à recevoir des tiges 9 de fermeture participant à l'armature de poteaux coulés d'ossature et destinées en outre à s'insérer dans des maillons 18a d'échelles 18. 10 Selon ce principe, outre les tiges, le système comporte des échelles formant des maillons de liaison entre les éléments de mur. Il est toutefois concevable dans le cadre de l'invention que les ferrures de deux éléments de murs successifs s'imbriquent entre elles et que les tiges 9 solidarisent directement deux éléments de murs successifs, les ferrures lisses et 15 les ferrures pourvues d'oeillets étant décalées longitudinalement L'armature permet de solidariser les éléments de murs successifs entre eux avant coulée de l'ossature puis sert à armer le béton de l'ossature. Le concept de l'invention permet le montage de l'ensemble des éléments par de la main d'oeuvre non qualifiée, le système constructif comprenant des 20 moyens d'auto alignement tels des plots 11 de positionnement des éléments de mur sur une dalle 17 représentés en figure 6. Sur cette figure est représenté le bas du premier panneau posé sur la dalle 17. Pour éviter des infiltrations d'eau, la lame extérieure 2a comporte un 25 prolongement inférieur 32 qui vient recouvrir un flanc 33 de la dalle 17. Un joint d'étanchéité peut être posé entre l'extrémité inférieure de la lame et un rebord 34 de la dalle avant ou après pose des éléments de mur. Le mur selon l'invention ne pèse que 140 kg/m2 et est facilement placé par une grue de chantier, par chariot élévateur mécanique ou manuel ou par camion 30 grue. Les éléments d'ossature sont réalisés par remplissage des caissons 12 formés, dans les espaces entre les entretoises de deux éléments de murs successifs, par les lames et les entretoises. La figure 11 représente plus particulièrement vu du haut un puits entre deux éléments de mur destiné à former un caisson 12 de coulage d'un poteau d'ossature. La figure 10 représente une partie d'ossature coulée comportant des 5 poteaux 14 et des traverses 15, l'ossature étant réalisée par clavetage 14, 15 des éléments de murs. Pour réaliser les traverses et des appuis de planchers; au moins certains éléments de murs comportent des entretoises supérieure et/ou inférieure 31 formant des parties de moulage de poutres horizontales de l'ossature. 10 De même, comme représenté aux figures 11 et 13, la hauteur de la lame interne 2b d'au moins certains des éléments de mur est de hauteur inférieure à la hauteur de la lame externe 2a en sorte de réaliser une zone de reprise d'un élément de plancher 13. Des étapes de montage du bâtiment sont représentées aux figures 5 à 12. 15 Pour ce faire on dispose un premier élément de mur 1 a dont un détail est représenté en figure 5, la lame extérieure 2a étant découpée pour voir une partie de l'armature. L'armature comporte les ferrures 7, 8, l'échelle 18 et les tiges 9. L'élément de mur est posé le premier en appui sur la dalle 17. Ensuite on 20 pose l'échelle 18 et on descend les tiges 9 qui passent dans les oeillets 10 et les maillons 18a pour retenir ces derniers. des cannes 19 plantées dans la dalle serviront après coulée du béton à ancrer l'ossature du mur. Des fers 20 transverses aux lames et ancrés dans les lames constituent 25 des éléments supplémentaires de solidarisation des éléments de murs et de l'ossature. Les branches latérales des ferrures 7, 8 sont prises dans les lames pour rigidifier la structure. En figure 6 est représentée la pose d'un second élément de mur 1 b. 30 Pour aider à la pose de l'élément de mur, des plots 11 venant s'encastrer dans le pied de l'élément de mur sous une entretoise inférieure 31. Sur cette figure pour laquelle la lame extérieure 2a de l'élément 1 b est largement découpée, on distingue le vide interne entre les lames et entre les entretoises 3, 31. Le second élément de mur est posé au contact du premier, les ferrures de 5 cet élément venant s'intercaler avec les maillons de l'échelle 18. Les arêtes latérales des éléments de murs comportent des profils d'encastrement complémentaires 30 comme représenté notamment en figure 11. Ces profils 30, par exemple comblés par un enduit tel qu'un enduit de lissage, assurent l'étanchéité entre les éléments de murs contigus. 10 En figure 7 est représentée la pose de secondes tiges 9 terminant l'accrochage des deux éléments de mur la, lb au moyen de l'échelle 18. La figure 3 représente la pose d'une seconde échelle 18 pour poursuivre la construction. Selon l'exemple de la figure 9, un troisième élément de mur l c est constitué 15 par un élément bas sur lequel sera posée une fenêtre. Cet élément est posé de la même manière que les deux premiers à l'aide de plots. La figure 10 représente l'assemblage des trois éléments la, 1 b, 1c, ce dernier étant complété par un encadrement pour la fenêtre constitué par un appui 20 23, des joues 21, 22 et un linteau 24. Les joues ont un profil en U pour terminer les coffrages de poteaux 14 de l'ossature, ces poteaux étant coulés après pose du mur. De même le linteau comporte une partie supérieure creuse pour servir de coffrage à du béton formant une traverse de l'armature du bâtiment sur laquelle se 25 pose une pré-dalle. La figure 11 représente un détail de la figure 10 en perspective de dessus pour représenter la partie creuse dans laquelle seront coulés le poteau et la traverse. L'utilisation d'un linteau 24 creux ensuite rempli lors de la coulée de 30 l'ossature permet d'alléger ce linteau et de solidariser les poteaux et la traverse autour de la fenêtre ce qui accroît la solidité de la construction. La figure 12 représente la pose d'une dalle de plancher 13 d'un étage, cette dalle emprisonnant des fers de chaînage 26 posés sur le sommet du mur au niveau de l'entretoise supérieure des éléments et s'accrochant avec les tiges 9 et les extrémités supérieures des échelles 18. La figure 13 montre un exemple de réalisation de paroi 1d intérieure au bâtiment raccordée à un refend 1 e. Le refend comprend une lame externe 27 et deux demi-lames en L 28a, 28b, les deux demi lames, l'entretoise centrale 3a de section carrée du refend réalisant avec l'extrémité correspondante de l'élément de mur un coffrage 12 pour un poteau de l'ossature. Dans un tel cas, l'ossature comprend au niveau du refend trois poteaux aux 10 extrémités du refend. L'extrémité opposée de l'élément de mur 1d est complétée par une joue 29 de profil en U réalisant là aussi un coffrage pour un poteau de l'ossature. Les différents éléments préfabriqués (éléments d'angles sortants et rentrants, jonctions mur de refend-mur extérieur, linteaux de fenêtres, allèges, 15 appuis, seuils, tableaux de fenêtres) sont préfabriqués en usine puis assemblés sur le chantier de construction. Le système de l'invention basé sur des éléments de murs non porteurs creux et la réalisation d'une ossature au long de la pose des éléments de mur permet de diviser environ par 2 à 3 la quantité de béton mise en oeuvre par 20 rapport à un mur de béton banché. Les dimensions de réservations de poteaux, correspondant à deux fois la largeur entre une arête de lame et l'entretoise correspondante, de poutres et d'attentes sont calculées suivant les besoins de la conception ou préétablies pour des dimensions standardisées. 25 L'invention de part sa conception alvéolaire permet l'incorporation de boîtiers électriques, de segments de gaines ou de canalisations ou d'une cloison technique (canalisations eau froide eau chaude, évacuations eaux usées et eaux vannes, électricité) en usine, ce qui facilite le travail de second oeuvre sur chantier. 30 La fabrication des éléments se réalise en usine, la préfabrication est indépendante des conditions climatiques. Le système de construction de l'invention permet aussi une économie de granulats et de ciment . De par sa conception, intégrant l'isolation et la possibilité de ventiler la paroi extérieure, à un prix comparable à celui d'un mur classique non isolé et non ventilé le système de construction de l'invention est adapté aussi aux régions à climat tropical. L'invention n'est pas limitée à l'exemple représenté et notamment des murs d'angle intérieurs ou extérieurs représentés aux figures 14A et 14B et constitués comme le refend de la figure 13 avec des entretoises conformées en tubes de section carrée ainsi que des murs d'angle sont réalisables dans le cadre de l'invention. Le mur d'angle de la figure 14A est un coin rentrant pour lequel la lame extérieure 2a, de largeur réduite par rapport à la lame intérieure 2b, dépasse au dessus de la lame intérieure 2b et pour lequel les entretoises forment avec la lame intérieure 2b un tube de section carrée. Le mur d'angle de la figure 14B est un coin sortant pour lequel la lame extérieure 2a de largeur plus importante que la lame intérieure 2b dépasse au dessus de la lame intérieure 2b et pour lequel les entretoises forment aussi avec la lame 2a extérieure un tube de section carrée. Pour ces deux réalisations, deux poteaux seront coulés des deux côtés du tube prolongés par des murs courants. REVENDICATIONS1 - Système constructif pour bâtiments caractérisé en ce que qu'il comporte des éléments de murs (1,) pourvus d'au moins deux lames (2a, 2b) de béton, ou autre matériau de construction, espacées et reliées ensemble par des entretoises verticales (3), à distance des arêtes verticales des lames de béton en sorte de laisser un espace à section en U sur les côtés du cadre constitué par les entretoises verticales (3) et les parties de lames externes aux entretoises pour réaliser des parois (16a, 16b, 16c, 16d) de caissons (12) de coulée d'une ossature du bâtiment. 2 - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 1 10 caractérisé en ce que les entretoises définissent un volume creux (4) interne aux éléments de murs. 3 - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments de mur comportent une paroi isolante (5) disposée dans le volume creux. 15 4 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que au moins une des lames (2a, 2b) incorpore un treillis raidisseur 6. 5 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte des éléments d'armature 20 comprenant des ferrures (7, 8) scellés dans les lames et reliant les lames dans une partie d'encadrement des éléments de murs extérieure aux entretoises (3, 31). 6 - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 5 caractérisé en ce que au moins certains des éléments d'armature comportant des 25 oeillets (10) adaptés à recevoir des tiges (9) de fermeture adaptées à solidariser les éléments de murs avant coulée de l'ossature. 7 - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte des échelles formant des maillons de liaison entre les éléments de mur. 8 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des plots (11) de positionnement des éléments de mur sur une dalle (17). 9 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des éléments d'ossature sont réalisés par remplissage de caissons (12) formés, dans les espaces entre les entretoises de deux éléments de murs successifs, par les lames et les entretoises. - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 9 caractérisé en ce que au moins certains éléments de murs comportent des 10 entretoises supérieure et/ou inférieure (31) formant des parties de moulage de poutres horizontales de l'ossature. 11 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la hauteur de la lame interne (2b) d'au moins certains des éléments de mur est de hauteur inférieure à la hauteur de la lame externe (2a) en sorte de réaliser une zone de reprise d'un élément de plancher (13). 12 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la lame extérieure (2a) des éléments de mur inférieurs comporte un prolongement inférieur (32) qui vient recouvrir un flanc (33) de la dalle (17). 13 - Système constructif pour bâtiments selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité posé entre l'extrémité inférieure de ladite lame et un rebord (34) de la dalle avant ou après pose des éléments de mur. 14 - Système constructif pour bâtiments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les arêtes latérales des éléments de murs comportent des profils d'encastrement complémentaires (30) adaptés à être comblés par un enduit tel qu'un enduit de lissage et à assurer l'étanchéité entre les éléments de murs contigus. 15 - Bâtiment construit au moyen d'un système constructif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que son ossature est réalisée par clavetage (14, 15) des éléments de mur.