Brevet FR2961535A1 — publié le 20111223

L'invention est relative à une maison et plus particulièrement une maison à ossature bois. Dans le domaine des maisons à ossature bois, il est connu de réaliser l'ossature de la maison, à savoir : structure porteuse et charpente de toit, lesquelles présentant les inconvénients ci-dessous. Les charpentes de toit comprennent bien souvent, non seulement des poutres constituant les arbalétriers, mais également des poutres internes de charpente constituant par exemple les entraits et les poinçons des fermes. Ces poutres de charpente, internes, ont pour inconvénient majeur d'altérer le volume habitable de l'habitation, en particulier des combles. Un autre inconvénient de ces ossatures est le temps nécessaire pour leur édification, nécessitant un grand nombre de pièces à assembler entre elles au moyen des divers éléments de fixation, tels que boulons. Le but de la présente invention est de proposer une maison dont l'ossature n'altère pas le volume habitable de l'habitation. Un autre but de l'invention est de proposer une maison dont l'ossature peut être rapidement érigée. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de réalisation d'une telle ossature. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Aussi, l'invention concerne une maison qui, selon l'invention, présente une ossature constituée par : - une structure porteuse comprenant des poteaux disposés selon une configuration géométrique polygonale régulière, - une structure plancher entretoisant lesdits poteaux, - une charpente de toit constituée, d'une part, de demi-fermes associées respectivement auxdits poteaux, chaque demi-ferme présentant une 25 30 extrémité inférieure assujettie à l'extrémité supérieure de l'un des poteaux, et d'autre part, d'une pièce de liaison, en compression, solidarisant lesdites extrémités supérieures desdites demi-fermes entre elles, au sommet de ladite charpente, et dans laquelle ladite maison présente des moyens de maintien de ladite ossature en compression comprenant au moins un câble périphérique, en tension, encerclant lesdits poteaux. L'invention concerne également un procédé pour la réalisation d'une ossature d'une maison conforme à l'invention comprenant les étapes 10 suivantes : - on met en place lesdits poteaux et lesdites demi-fermes de l'ossature, ainsi que ladite structure plancher, lesdites extrémités supérieures des demi-fermes étant en butée avec ladite pièce de liaison, la structure plancher entretoisant les poteaux, 15 - on met en place ledit au moins un câble périphérique, encerclant lesdits poteaux, - on met en compression ladite ossature par la mise en tension dudit au moins un câble périphérique. Ladite ossature conforme à l'invention forme une structure 20 autoporteuse, sans mur porteur tel que mur de refend. La charpente de l'ossature ne présente pas d'entrait de ferme, ni de poinçon ou encore toute poutre interne au volume habitable destiné à renforcer l'ossature de la charpente. Selon des caractéristiques optionnelles, prises seules ou en 25 combinaison. Ladite structure plancher peut être assujettie auxdits poteaux, en porte-à-faux, et comporte des poutres de support de plancher, chacune des poutres joignant respectivement, par leurs extrémités, l'un des poteaux au milieu de la poutre de support de plancher suivante. 30 Selon un mode de réalisation, le plancher recouvre partiellement la surface de ladite maison, définissant un atrium central. Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien de l'ossature en compression peuvent comprendre : - un premier câble, en tension, encerclant lesdits poteaux de l'ossature au niveau de la base de la charpente, - un second câble, en tension, encerclant lesdits poteaux de l'ossature au niveau de ladite structure plancher. Selon un mode de réalisation, les demi-fermes sont au nombre de six et lesdits poteaux sont au nombre de six, disposés selon une configuration géométrique hexagonale ; 10 Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien comprennent des galets, en contact roulant avec ledit câble, assujettis par l'intermédiaire de supports de galet auxdits poteaux. Ladite ossature peut être une construction isostatique. A cet effet, l'extrémité supérieure d'un poteau et l'extrémité inférieure d'une demi- 15 ferme correspondante peuvent être assujetties mutuellement par l'intermédiaire d'une liaison pivot, d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble poutre/demi-ferme correspondant. L'extrémité inférieure d'un poteau est articulée aux fondations par l'intermédiaire d'une liaison pivot, d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble 20 poutre/demi-ferme correspondant. Selon un mode de réalisation, les fondations ne nécessitent pas la mise en place d'une dalle béton sur toute la surface au sol. Les fondations peuvent être constituées par des massifs béton, localement positionnés et associés aux extrémités inférieures des poteaux. Les extrémités 25 inférieures des poteaux seront respectivement assujetties à ces massifs qui reprennent les charges verticales. Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison peut être un élément annulaire dont le centre creux est traversé par un conduit de cheminée. 30 Les demi-fermes et poteaux, le cas échéant les poutres de support de la structure plancher peuvent être constitués par des éléments en bois, notamment contrecollés à coeur, ou encore composite. La pièce de liaison solidarisant les extrémités supérieures des demi-fermes entre elles peut être un élément métallique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 5 suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une ossature de maison conforme à l'invention selon un mode de réalisation, de forme hexagonale, composée de six poteaux et six demi-fermes ainsi que d'un élément de liaison au sommet de la charpente, 10 - la figure 2 est une vue de coupe d'une maison comprenant une ossature conforme à la figure 1, avec, en outre, des poutres support de plancher, - la figure 3 est une vue partielle, selon une coupe verticale, de l'ossature de la maison telle qu'illustrée à la figure 2, 15 - la figure 4 est une vue partielle, vue de dessus de la maison tel qu'illustré à la figure 2, illustrant notamment en détail le cadre IV-IV, - la figure 5 est une vue de détail, de dessus, du cadre V-V tel qu'illustré à la figure 3, - la figure 6 est une vue de détail du cadre VI-VI tel qu'illustré 20 à la figure 3, - la figure 7 est une vue illustrant la coopération du câble des moyens de maintien avec les poteaux par l'intermédiaire de galets en contact roulant avec ledit câble, - la figure 8 est une vue selon une coupe horizontale de la 25 maison telle qu'illustrée à la figure 2 illustrant particulièrement les poutres de support du plancher ainsi que d'éléments de compression définissant un atrium central, la figure 9 est une vue du plancher à l'étage, - la figure 10 est une vue, selon une coupe horizontale de la 30 maison telle qu'illustrée à la figure 2 illustrant un aménagement possible du premier étage, - la figure 11 est une vue selon une coupe horizontale illustrant l'aménagement possible du rez-de-chaussée, - les figures 12, 13, 14, 15, 16 et 17 sont six étapes d'un procédé de mise en oeuvre conforme à l'invention, Aussi l'invention concerne une maison qui comprend une ossature constituée par une structure porteuse, et une structure plancher 21 (au moins une, voire deux) et une charpente de toit. La structure porteuse comprend des poteaux 1 à 6 disposés selon une configuration géométrique polygonale régulière. Les poteaux sont 10 constitués par des poutres, disposées verticalement, parallèles entre elles, aux sommets d'un polygone contenu dans un plan horizontal ou non. Elle permet la reprise des charges verticales. Selon un mode de réalisation illustré aux figures, le polygone est un hexagone. Ladite structure plancher 21 entretoise lesdits poteaux, 15 permettant de reprendre les charges horizontales. La charpente de toit est constituée de demi-fermes 7 à 12 et d'une pièce de liaison 13, comprimée par les demi-fermes 7 à 12. Les demi-fermes 7 à 12 sont associées respectivement auxdits poteaux, chaque demi-ferme 7; 8 ; 9 ; 10 ; Il; 12 présentant une extrémité inférieure assujettie à 20 l'extrémité supérieure de l'un des poteaux 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6. La pièce de liaison 13, comprimée par lesdites demi-fermes 7 à 12, solidarise les extrémités supérieures desdites demi-fermes entre elles, au sommet de la charpente. Avantageusement, la charpente ne présente ni poutre d'entrait 25 ni poinçon, ou encore tout autre poutre interne susceptible de dégrader le volume interne des combles. En outre, la maison présente des moyens de maintien de ladite ossature en compression comprenant au moins un câble périphérique 14, 15 en tension, encerclant lesdits poteaux 1 à 6. 30 Cette charpente peut être réalisée par la mise en oeuvre d'un procédé comprenant au moins les étapes suivantes : - on met en place les poteaux 1 à 6, lesdites demi-fermes 7 à 12 de l'ossature, et ladite structure plancher 21, les extrémités supérieures des demi-fermes 7 à 12 étant en butée avec ladite pièce de liaison 13 au sommet de la charpente, ladite structure plancher entretoisant lesdits poteaux, - on met en place ledit au moins un câble périphérique 14, 15 encerclant lesdits poteaux 1 à 6, - on met en compression ladite ossature par la mise en tension dudit au moins un câble périphérique 14, 15. Selon un mode de réalisation avantageux, afin d'éviter le cisaillement des poteaux par les câbles, les moyens de maintien peuvent comprendre des galets 16 en contact roulant avec ledit câble 14 ; 15 assujetti par l'intermédiaire de supports de galet 17 auxdits poteaux 1 à 6. Un tel galet avec support de galet est illustré plus particulièrement à la figure 7. Ces galets 16 sont assujettis auxdits poteaux 1 à 6, à un même niveau, afin que le câble correspondant 14 ou 15, encerclant lesdits poteaux, soit contenu dans un plan sensiblement horizontal. Ces galets 16 permettent d'éviter le cisaillement des poteaux, notamment lors de la mise en tension du câble et sont montés tournants par rapport aux supports de galet 17. Selon un mode de réalisation, les demi-fermes 7 à 12 sont au nombre de six et les poteaux 1 à 6 sont au nombre de six, disposés selon une configuration géométrique hexagonale. Les poutres des poteaux 1 à 6 sont ainsi disposées, parallèles entre elles, verticalement aux six sommets d'un hexagone contenu dans un 25 plan horizontal ou non. Avantageusement, l'ossature de la maison peut être rendue isostatique au moyen de liaisons pivot 18 entre les demi-fermes et les poteaux et de liaisons pivot 19 entre les poteaux et les fondations. Chaque liaison pivot 18 articule l'extrémité supérieure d'un poteau 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 à l'extrémité 30 inférieure d'une demi-ferme 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 correspondante. Chaque liaison pivot 19 articule l'extrémité inférieure d'un poteau 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 aux fondations. La liaison pivot 18 entre l'extrémité supérieure d'un poteau et l'extrémité inférieure d'une demi-ferme est d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble poutre/demi-ferme correspondant. La liaison pivot 19 entre l'extrémité inférieure d'un poteau et les fondations est d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble poutre demi-ferme correspondant. Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison 13 peut être un élément annulaire dont le centre creux 20 est traversé par un conduit de cheminée. Cette disposition permet la mise en place d'un chauffage central tel qu'un poêle, ou insert de cheminée, au centre de l'habitation, le conduit de cheminée s'étendant sensiblement selon l'axe de symétrie de l'ossature polygonale, notamment hexagonale. Selon un mode de réalisation, les fondations peuvent être constituées par des massifs 50, en béton, répartis localement au niveau des extrémités inférieures des poteaux 1 à 6. Ces massifs 50 permettent de reprendre les charges verticales. Selon un mode de réalisation illustré selon un exemple non limitatif aux figures, la maison peut présenter ladite structure plancher 21 assujetti à mi-hauteur desdits poteaux 1 à 6. Ce plancher permet de scinder le volume habitable en un rez-de-chaussée et un premier étage sous comble, tel que cela est illustré à la figure 2. Eventuellement, la maison peut être à plusieurs étages (2, 3, ...) et présenter à cet effet deux, trois structures plancher, ou plus. La structure plancher 21 peut être assujetti auxdits poteaux 1 à 6, en porte-à-faux, comprenant des poutres 22 à 27 de support de plancher. Chacune des poutres 22 ; 23 ; 24 ; 25 ; 26 ; 27 joint respectivement, par ses extrémités, l'un des poteaux au milieu de la poutre de support de plancher suivante. Ces poutres de support 22 à 27 sont illustrées en trait plein à la figure 8. Ces poutres 22 à 27 permettent de créer une structure primaire reprenant les charges horizontales formant un anneau de compression 38 en 7 trait gras à la figure 8 ou 9. Avantageusement, cette structure primaire est à centre vide, et peut permettre la création d'un atrium central 28, tel que ci-dessous développé. Eventuellement, des butons 41 à 46, repérés en lignes pointillés à la figure 8, peuvent compléter la structure support de plancher. Chaque buton 41 à 46 est constitué d'une poutre dont les extrémités sont respectivement en butée entre l'un des poteaux 1 à 6 et la zone de jonction entre deux poutres de support de plancher 22 à 27. Les butons 41, 46 permettent d'éviter le fléchissement des poutres de support 22 à 27 lors de la mise en compression de l'ossature. Selon un mode de réalisation illustré aux figures, le plancher 21 recouvre partiellement la surface de ladite maison. Eventuellement, selon un mode de réalisation illustré aux figures, les moyens de maintien de l'ossature peuvent comprendre : - un premier câble 14, en tension, encerclant les poteaux 1 à 6 de l'ossature au niveau de la base de la charpente, - un second câble 15 en tension, encerclant lesdits poteaux 1 à 6 de l'ossature au niveau de la structure plancher 21. La pièce de liaison 13 solidarisant les extrémités supérieures 20 des demi-fermes 7 à 12 peut être un élément métallique, notamment mécano-soudé. Les poutres constituant les poteaux 1 à 6 ainsi que les demi-fermes 7 à 12, voire les poutres support 22 à 27 de plancher peuvent être des poutres en bois, notamment contrecollées, voire composites. Tel que cela est illustré à la figure 11 le volume habitable de l'habitation peut être réparti autour dudit élément de chauffage 60, disposé au centre, constitué notamment d'un poêle. L'ossature permet la mise en place de murs non porteurs à double paroi. Chaque paroi peut être constituée par une plaque de bois, notamment OSB. Le volume interne entre les deux parois peut être empli d'un isolant tel que laine de bois, liège ou autres, voire permettre la création d'une 25 30 lame d'air. Les câbles 14, 15 des moyens de maintien peuvent notamment être prévus internes au mur, dans la lame d'air. Les fermes de la charpente permettent également de supporter une double paroi, recevant un isolant (laine de bois, liège ou autres) voire la création d'une lame d'air. L'ensemble des parois de la charpente et des murs extérieurs peut être recouvert d'une couverture, notamment en bardeaux de bois. Telle qu'illustrée à la figure 2, la maison peut présenter des soubassements enterrés avec décaissement au sud et remblais au nord. Le chauffage peut être assuré uniquement par le solaire passif et l'insert de chauffage, disposé central. La chaleur peut se propager à l'étage par l'atrium central 28. Une ventilation en couverture peut être assurée par des fenêtres de toit. Une gaine cylindrique peut centraliser les réseaux fluides et 15 d'électricité avec diffusion de lumière par spots orientables à led, autour du conduit de cheminée central. Nous décrivons maintenant un procédé pour la réalisation d'une ossature d'une maison conforme à l'invention, avec étage de configuration hexagonale. Ce procédé peut comprendre tel qu'illustré à la 20 figure 12 la formation d'un portique constitué de l'élément de liaison 13 de deux demi-fermes 7 et 10 et des poutres de poteaux correspondantes 1 et 4. Ce portique peut être assemblé à l'horizontale avant d'être levé à la verticale tel qu'illustré à la figure 13, notamment grâce à des moyens de levage tels qu'une grue télescopique, en une journée (figures 12 à 15). 25 Quatre demi-fermes 8, 9, 11, 12 et les quatre autres poteaux correspondants 2, 3, 5 et 6 peuvent être assemblés pour compléter l'ossature hexagonale telle qu'illustrée à la figure 14. La structure plancher 21 peut être préassemblée au sol (figure 14), avec l'assemblage des poutres 22 à 27 de support de plancher. Eventuellement, les butons 41à 46 peuvent être ajoutés 30 (non illustrés). L'ossature est ensuite complétée par la structure plancher 21 9 qui est levée et fixée aux poteaux 1 à 6, à mi-hauteur. Enfin, les deux étapes suivantes consistent à mettre en place les câbles 14, 15, notamment au nombre de deux, l'un 14 au niveau de la base de la charpente, l'autre 15 au niveau de la structure plancher 21 (figure 16), et à compresser l'ossature par la mise en tension des câbles 14, 15. Pour cette dernière étape, des tendeurs à filetages à pas droite et gauche, connus en tant que tels, peuvent être utilisés. Enfin, l'ossature peut être recouverte d'une couverture (figure 17), constituée par exemple de bardeaux de bois. Naturellement, d'autres modes de réalisation auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Maison caractérisée ce qu'elle présente une ossature constituée par : - une structure porteuse comprenant des poteaux (1 à 6) 5 disposés selon une configuration géométrique polygonale régulière, - une structure plancher (21) entretoisant lesdits poteaux (1 à 6), - une charpente de toit constituée, d'une part, de demi-fermes (7 à 12) associées respectivement auxdits poteaux, chaque demi-ferme (7 ; 8 ; 10 9 ; 10 ; 11 ; 12) présentant une extrémité inférieure assujettie à l'extrémité supérieure de l'un des poteaux (1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6) , et d'autre part, d'une pièce de liaison (13), en compression, solidarisant les extrémités supérieures desdites demi-fermes entre elles au sommet de ladite charpente, et dans laquelle ladite maison présente des moyens de maintien de ladite 15 ossature en compression comprenant au moins un câble périphérique (14, 15), en tension, encerclant lesdits poteaux (1 à 6) . 2. Maison selon la revendication 1, dans laquelle la structure plancher (21) est assujettie auxdits poteaux (1 à 6), en porte-à-faux, ladite structure comprenant des poutres (22 à 27) de support de plancher, chacune 20 des poutres joignant respectivement, par leurs extrémités, l'un des poteaux (1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6) au milieu de la poutre de support (22 ; 23 ; 24 ; 25 ; 26 ; 27) de plancher suivante. 3. Maison selon la revendication 2, dans laquelle le plancher (21) recouvre partiellement la surface de ladite habitation définissant un atrium 25 central (28). 4. Maison selon l'une des revendication 1 ou 3, dans laquelle lesdits moyens de maintien de l'ossature en compression comprennent : - un premier câble (14) encerclant lesdits poteaux (1 à 6) de l'ossature au niveau de la base de la charpente, 30 - un second câble (15) encerclant lesdits poteaux de l'ossature au niveau de ladite structure plancher (21). 5. Maison selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle lesdits demi-fermes (7 à 12) sont au nombre de six et lesdits poteaux (1 à 6) sont au nombre de six, disposés selon une configuration géométrique hexagonale. 6. Maison selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle lesdits moyens de maintien comprennent des galets (16), en contact roulant avec ledit câble, assujettis par l'intermédiaire de support de galet (17) auxdits poteaux (1 à 6). 7. Maison selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'extrémité supérieure d'un poteau (1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6) et l'extrémité inférieure d'une demi-ferme (7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12) correspondante sont assujetties mutuellement par l'intermédiaire d'une liaison pivot (18), d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble poutre/demi-ferme correspondant. 8. Maison selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle l'extrémité inférieure d'un poteau (1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6) est articulée aux fondations par l'intermédiaire d'une liaison pivot (19), d'axe de rotation perpendiculaire au plan passant par l'ensemble poutre/demi-ferme correspondant. 9. Maison selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle les fondations sont constituées par des massifs béton, respectivement associés aux extrémités inférieures desdits poteaux (1 à 6). 10. Maison selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle 25 la pièce de liaison (13) est un élément annulaire dont le centre creux (20) est traversé par un conduit de cheminée. 11. Procédé pour la réalisation d'une ossature d'une maison selon la revendication 1 dans lequel : - on met en place lesdits poteaux (1 à 6) et les demi-fermes 30 (7 à 12) de l'ossature, ainsi que ladite structure plancher (21), les extrémités supérieures des demi-fermes (7 à 12) coopérant en butée avec ladite pièce de 5liaison (13), lesdites extrémités inférieures des poteaux étant assujetties aux fondations (50), la structure plancher (21) entretoisant lesdits poteaux (1 à 6), - on met en place ledit au moins un câble périphérique (14, 15), encerclant lesdits poteaux, - on met en compression ladite ossature par la mise en tension dudit au moins un câble périphérique (14, 15).