Brevet FR2949129A1 — publié le 20110218

La présente invention se rapporte à un élément préfabriqué pour la construction de bâtiments, à une poutrelle destinée à coopérer avec un tel élément, et à un bâtiment incorporant de tels éléments. Il est déjà connu d'utiliser des éléments préfabriqués afin de faciliter les constructions des bâtiments. Ces éléments au coût de revient moins important que celui des pièces réalisées sur chantier, permettent un gain financier notable et présentent une certaine simplicité d'utilisation, ce qui permet en conséquence de gagner du temps lors d'une construction. De tels éléments existent pour presque toutes les applications dans les constructions : poutres, poteaux, escaliers... Toutefois, la technique des préfabriqués ne résout qu'imparfaitement la problématique liée aux ponts thermiques, c'est-à-dire aux zones de moindre résistance thermique entre l'extérieur et l'intérieur, situées en particulier à la liaison entre les murs extérieurs et les planchers. Ces ponts thermiques sont réellement nuisibles à un bâtiment et leur présence entraîne notamment des pertes énergétiques (typiquement de l'ordre de 5% des pertes de chaleur d'un bâtiment), de l'humidité dans les parois, et une augmentation de corrosion de la structure. Différentes techniques existent pour supprimer ou réduire ces ponts thermiques inhérents à l'utilisation de préfabriqués, consistant par exemple à insérer des rupteurs thermiques (formés par exemple en polystyrène) dans la zone de raccordement des poutrelles de plancher aux murs extérieurs, à placer une isolation extérieure sur les murs, etc. Toutes ces solutions existantes nécessitent des interventions spécifiques rendant plus complexes la construction des bâtiments, et amenuisant le bénéfice procuré par l'utilisation d'éléments de construction préfabriqués. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités précédemment, et propose pour cela un élément préfabriqué pour la construction d'un bâtiment, comportant une partie structurelle munie d'une première face destinée à être placée du côté extérieur dudit bâtiment, d'une deuxième face destinée à être placée du côté intérieur dudit bâtiment, ledit élément étant remarquable en ce qu'il incorpore, sur au moins une partie de sa deuxième surface, au moins une couche d'au moins un matériau isolant. Ainsi, grâce à l'invention, l'isolation permettant de supprimer les ponts thermiques fait partie de l'élément préfabriqué : il n'est donc plus nécessaire de mettre en place des moyens d'isolation postérieurement à la mise en place de cet élément, ce qui constitue une simplification considérable par rapport à l'art antérieur et permet d'obtenir des cadences et de coûts de construction nettement améliorés. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de l'invention : - ledit élément est apte à former un poteau ; - ledit élément est apte à former une poutre ; - ledit élément comprend une pluralité d'équerres de support de poutrelles de plancher situées sur ladite deuxième face ; - lesdites équerres comprennent chacune un nervurage rempli d'un pain dudit matériau isolant ; - lesdites équerres comprennent chacune un système de fixation tel qu'une tige filetée soudée sur l'équerre, apte à coopérer avec une platine solidaire d'une poutrelle de plancher ; 25 - ladite partie structurelle est formée en béton armé ; - ledit matériau isolant est choisi dans le groupe comprenant le polystyrène, la laine de verre, la laine de bois, la laine de roche, le chanvre, le liège ; 20 5 10 15 25 - ledit élément incorpore un placage sur sa première face. La présente invention se rapporte également à une poutrelle de plancher adaptée pour coopérer avec un élément préfabriqué selon l'invention, et à un bâtiment incorporant au moins un tel élément préfabriqué. L'invention sera utilisable dans toute construction individuelle, collective ou industrielle. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée exposée ci-dessous en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de la zone de liaison d'un plancher de rez-de-chaussée avec une poutre de sous-bassement selon l'invention, conforme à un premier mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue en coupe correspondant à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, la poutre de sous-bassement étant conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective de la zone de liaison d'un plancher d'étage avec une poutre d'étage selon l'invention ; - les figures 5 et 6 sont des vues respectivement de dessus et en coupe selon le plan P de la figure 5, correspondant au mode de réalisation de la figure 4, et la figure 7 représente en perspective un tronçon de poutre métallique à partir duquel on peut obtenir les équerres de la poutre d'étage représentée aux figures 4 à 6, la partie de ce tronçon enlevée par sciage étant représentée en pointillés. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. On se reporte à présent aux figures 1 et 2, sur lesquelles on peut voir une poutre de soubassement 1 selon l'invention, incorporée dans la zone de rez-de-chaussée d'une construction de type bâtiment. Comme on peut le voir sur ces deux figures, la poutre de soubassement 1 repose sur une longrine de fondation 3 coulée en place sur le terrain à bâtir, cette longrine pouvant être formée en béton armé. Sur la poutre de soubassement 1 selon l'invention repose la première rangée d'agglomérés 5 de construction, pouvant être par exemple des parpaings ou des briques. La longrine 3 présente une largeur supérieure à celle de la poutre de soubassement 1, définissant ainsi un épaulement 7 situé à l'intérieur du bâtiment à construire. Sur cet épaulement 7 sont disposés des demi-plots 9 destinés à supporter le plancher de rez-de-chaussée, formé en l'espèce par la superposition d'une couche de matériau isolant 11, d'un dallage 13 formé par exemple en béton armé et d'une couche de revêtement 15 pouvant par exemple consister en carrelage. Ce plancher repose par ailleurs sur le terre-plein 17 sur lequel est construit le bâtiment grâce à des plots complets 19 répartis de manière homogène sur ce terre-plein de façon à reprendre les charges du plancher. Comme cela est connu en soi, les agglomérés 5 peuvent comprendre, sur leur face située à l'extérieur du bâtiment, un revêtement 25 approprié tel qu'un enduit 21. Sur leur face située à l'intérieur du bâtiment, ces agglomérés comprennent un revêtement isolant 23 connu, pouvant comprendre 20 typiquement une couche de laine de verre ou de roche associée à des plaques de plâtre. La poutre de soubassement 1 est un élément préfabriqué, c'est-à-dire un élément fabriqué en usine avant utilisation sur le chantier de construction. Comme cela est particulièrement visible sur la figure 2, cette poutre de soubassement 1 comporte d'une part une partie structurelle 25, pouvant être formée par exemple en béton armé, et d'autre part une couche de matériau isolant 27, incorporée à la partie structurelle 25. En d'autres termes, la poutre de soubassement préfabriquée 1 arrive sur le chantier avec sa couche de matériau isolant 27 solidaire de la partie structurelle 25. Comme cela est visible sur la figure 2, la partie structurelle 25 est évidemment placée du côté extérieur du bâtiment, et la couche de matériau isolant 27 est placée à l'intérieur du bâtiment, dans la continuité de la couche 23 revêtant la face intérieure des éléments de construction 5. Le matériau formant la couche isolante 27 peut être de toute nature appropriée, et de préférence choisi dans le groupe comprenant le polystyrène, la laine de verre, la laine de bois, la laine de roche, le chanvre, le liège. Le mode de fabrication de la poutre de soubassement préfabriquée 1 consiste par exemple à disposer la couche de matériau isolant 27 à l'intérieur d'un moule, dans lequel aura également été placé de manière préalable un ferraillage, puis à couler du béton dans ce moule, de manière d'une part à noyer le ferraillage et d'autre part à venir en prise avec la couche de matériau isolant 27. Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, la mise en oeuvre d'une poutre de soubassement 1 selon l'invention permet, en une seule opération, de réaliser la base du mur extérieur du bâtiment, et d'isoler la face intérieure de ce mur, supprimant de la sorte le pont thermique qui aurait pu exister entre ce mur et le plancher : aucune opération spécifique supplémentaire d'isolation n'est donc nécessaire. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la poutre de soubassement 1 et la longrine 3 du mode de réalisation précédent ne forment en fait qu'un seul et même élément, définissant ainsi, par sa forme, l'épaulement 7 et incorporant, au-dessus de cet épaulement, la couche de matériau isolant 27. Ce mode de réalisation permet donc de s'affranchir de la nécessité de réaliser une longrine préalablement à la mise en place de la poutre de soubassement, comme c'était le cas pour le mode de réalisation des figures 1 et 2. On a vu jusqu'à présent un exemple de poutre préfabriquée selon l'invention destinée à être utilisée à la hauteur du plancher du rez-de-chaussée, mais l'invention s'étend également aux poutres destinées à être utilisées pour les planchers d'étage. On se reporte donc à présent aux figures 4 à 6, sur lesquelles on a représenté un exemple de poutre d'étage selon l'invention. Comme on peut le voir sur ces figures, une telle poutre d'étage 1 comporte sur sa face située à l'intérieur du bâtiment, une pluralité d'équerres 29 renforcées par un nervurage 31, ces équerres pouvant être fixées à la partie structurelle 25 de la poutre 1 par exemple par scellement ou par noyage dans le béton formant cette partie structurelle, lors du coulage du béton. Comme dans les modes de réalisation précédents, une couche de matériau isolant 27 est incorporée à la poutre d'étage 1, entre les équerres 29, mais également à l'intérieur de celles-ci : pour cela, lors de la fabrication de la poutre d'étage préfabriquée 1, on insère des pains de matériau isolant 33 dans l'espace délimité par le nervurage 31. On obtient de la sorte une isolation thermique de l'intégralité de la face intérieure de la poutre d'étage 1, y compris dans les zones où se trouvent les équerres 29. Sur ces équerres sont fixées de préférence par soudage des tiges filetées 35 aptes à coopérer avec des platines 37 solidaires de poutrelles préfabriquées (par exemple en béton armé) 39. Comme cela est connu en soi, de telles poutrelles préfabriquées constituent l'ossature du plancher et sont destinées à être reliées entre elles par des éléments de remplissage tels que des hourdis ou des entrevous. Pour sécuriser la liaison des poutrelles 39 avec les tiges filetées 35, on vient placer des boulons 41 sur ces tiges filetées. Les équerres 29 peuvent être très facilement obtenues à partir de tronçons de poutres métalliques en � I �, couramment désignées par IPN, dont on scie les ailes en biais (par exemple au moyen d'un disque diamanté) afin d'obtenir le nervurage 31 : un tel tronçon d'IPN est visible sur la figure 7, la partie enlevée par sciage pour obtenir le nervurage 31 étant représentée en pointillés ; une fois cette partie enlevée, on vient rapporter par soudage deux plaques P1 et P2 sur le tronçon d'IPN, la plaque P1 étant destinée à être noyée dans le béton formant la partie structurelle 25 de la poutre d'étage. Comme on peut donc le comprendre à la lumière de la description de ce mode de réalisation de poutre préfabriquée d'étage, on obtient là encore un moyen extrêmement rapide et efficace pour réaliser la rupture de ponts thermiques entre cette poutre d'étage et les poutrelles 39 (ainsi qu'avec le plancher associé qui sera par la suite coulé sur ces poutrelles). Bien entendu, il faut comprendre que la mise en place des équerres est avantageusement réalisée en usine, de manière que la poutre d'étage préfabriquée 1 arrive entièrement prête, avec sa partie structurelle 25, sa partie isolante incorporée 27, 33, et les équerres associées 29. 25 La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et représentés. C'est ainsi que cette invention est généralisable à tout type d'élément préfabriqué incorporant une couche d'isolation permettant de rompre les ponts thermiques : de tels éléments préfabriqués peuvent être des éléments horizontaux, verticaux, ou obliques. C'est ainsi également que dans certaines applications on peut envisager que ces éléments préfabriqués soient disposés de manière que la couche de matériau isolant incorporée à ces éléments soit disposée non pas verticalement comme cela a été décrit dans les exemples précédents, mais de manière inclinée ou horizontalement : ce serait par exemple le cas si on utilisait de tels éléments préfabriqués entre un plancher de rez-de-chaussée et un terre-plein. C'est ainsi également que l'on peut envisager d'incorporer à l'élément préfabriqué selon l'invention un placage extérieur, formé par exemple par des briques plates 43, comme cela est visible sur les figures 4 et 5 : un tel placage peut être mis en place au moment du coulage de la partie structurelle 25, dans le moule de fabrication de l'élément préfabriqué. C'est ainsi également que l'on pourrait envisager des éléments préfabriqués conformes à l'invention présentant toute autre forme que la forme rectiligne décrite ci-avant : cette forme pourrait notamment présenter une ou plusieurs courbures, un ou plusieurs décrochements, etc. Dans l'hypothèse où l'élément préfabriqué est courbe et utilisé en poutre d'étage, les équerres et platines solidaires des poutrelles de planchers correspondantes présentent bien entendu une courbure apte à épouser celle de l'élément préfabriqué. REVENDICATIONS1. Elément préfabriqué (1) pour la construction d'un bâtiment, comportant une partie structurelle (25) munie d'une première face destinée à être placée du côté extérieur dudit bâtiment, d'une deuxième face destinée à être placée du côté intérieur dudit bâtiment, ledit élément étant caractérisé en ce qu'il incorpore, sur au moins une partie de sa deuxième surface, au moins une couche (27) d'au moins un matériau isolant. 2. Elément préfabriqué selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est apte à former un poteau. 3. Elément préfabriqué selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est apte à former une poutre. 4. Elément préfabriqué selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'équerres (29) de support de poutrelles de plancher (39) situées sur ladite deuxième face. 5. Elément préfabriqué selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites équerres (29) comprennent chacune un nervurage (31) rempli d'un pain (33) dudit matériau isolant. 6. Elément préfabriqué selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdites équerres (29) comprennent chacune un système de fixation tel qu'une tige filetée (35) soudée sur l'équerre (29), apte à coopérer avec une platine (37) solidaire d'une poutrelle de plancher (39). 7. Elément préfabriqué selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie structurelle (25) est formée en béton armé. 8. Elément préfabriqué selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau isolant est choisi dans le 5groupe comprenant le polystyrène, la laine de verre, la laine de bois, la laine de roche, le chanvre, le liège. 9. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il incorpore un placage (43) sur sa première face. 10. Poutrelle (39) destinée à coopérer avec un élément préfabriqué conforme à la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une platine (37) apte à reposer sur ladite équerre (29). 11. Bâtiment, caractérisé en ce qu'il incorpore au moins un élément préfabriqué (1) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9. 10