Brevet FR2977600A1 — publié le 20130111

Planelle de rive et procédé de fabrication correspondant. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du bâtiment et de la construction. Plus précisément, l'invention concerne une planelle de rive ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle planelle de rive. 2. Solutions de l'art antérieur Dans un contexte réglementaire qui vise à réduire la consommation énergétique des bâtiments et par là-même les émissions de gaz à effet de serre, le renforcement de l'isolation des bâtiments s'avère primordial et avec lui le traitement des ponts thermiques. Un pont thermique est un endroit de l'enveloppe d'un bâtiment qui présente une faible résistance thermique et où la chaleur peut s'échapper relativement facilement vers l'extérieur. Ces fuites de chaleur interviennent notamment à la jonction de deux parois d'un bâtiment (on parle dans ce cas de ponts thermiques linéaires) Par exemple, la différence de matériaux constituant un plancher intermédiaire et le mur extérieur d'un bâtiment constitue une source importante de déperditions énergétiques vers l'extérieur. Les flèches de la figure lA illustrent de façon schématique les fuites de chaleur qui interviennent à la jonction d'un plancher intermédiaire 10 et d'un mur extérieur 20 (qui est ici isolé à l'intérieur par un isolant 22) d'un bâtiment. La mise en oeuvre de planelles 30 en périphérie du plancher 10 ne permet de réduire que partiellement les ponts thermiques créés par la jonction mur-plancher. On rappelle qu'une planelle (appelée aussi planelle de rive) est un élément de construction, en béton ou en terre cuite, de faible épaisseur (5 cm classiquement pour le béton), situé en périphérie d'un plancher et de même nature que le matériau utilisé pour la façade externe (en béton ou terre cuite) de façon à ce que la façade externe présente un parement uniforme. Sur la figure 1A, la planelle 30 est intercalée entre le plancher intermédiaire 10 et le mur extérieur 20 d'un bâtiment. Une solution pour lutter contre les ponts thermiques linéaires consiste à mettre en oeuvre une isolation par l'extérieur de façon à assurer une continuité de l'isolation. Une telle solution s'avère toutefois relativement coûteuse. Selon une autre approche illustrée schématiquement sur la figure 1B, pour tenter de limiter davantage le transfert de chaleur au niveau des planelles, il est connu de mettre en oeuvre des rupteurs de ponts thermiques 40 qui sont des pièces isolantes, le plus souvent en polystyrène, mises en oeuvre dans la dalle de plancher 10 le long de la face intérieure du mur extérieur 20 avant le coulage du béton constituant la dalle de plancher 10, de sorte que la résistance thermique de l'ensemble planelles 30-isolant 40 est supérieure à celle des planelles seules de la figure 1A. Un inconvénient de cette approche est que la performance acoustique et de tenue au feu des rupteurs thermiques rend leur utilisation peu attractive pour la construction de logements collectifs notamment. En outre, ils sont coûteux en temps de pose. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de proposer une planelle de 20 rive permettant une meilleure isolation thermique qu'une planelle de l'état de la technique, sans surcoût trop important. Un autre objectif de l'invention est de proposer une planelle de rive qui soit aisée et rapide à fabriquer et à poser sur un chantier. L'invention a encore pour objectif de proposer une telle planelle qui 25 respecte la norme D.T.0 20.1 (pour « document technique unifié ») qui, selon le chapitre 6.3.2, impose notamment : - que la planelle soit réalisée avec un matériau de même nature que la maçonnerie courante ; - que la planelle ne dépasse pas en épaisseur le tiers de l'épaisseur 30 brute de la paroi extérieure du mur, soit 6,67 cm pour un mur de 20 cm ; - que la planelle seule ait une épaisseur minimale de 5 cm sans polystyrène entre la planelle et le plancher. Un objectif secondaire de l'invention est de de fournir une planelle de rive qui s'adapte à tout type de plancher, quelle que soit leur hauteur. 4. Résumé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une planelle de rive comprenant une ossature définissant au moins un logement dans lequel est logé au moins un élément isolant. Selon l'invention, l'ossature est fabriquée en béton de granulats légers et l'élément isolant est constitué d'un polymère. Ainsi, le béton de l'ossature de la planelle de rive met en oeuvre des granulats légers qui remplacent les granulats classiques (sable, gravillons). Le béton de l'ossature peut être un béton d'ardoise expansée, de pierre ponce, d'argile expansée, de roche volcanique silicieuse, de laitier expansé ou de bois par exemple. Les granulats légers mis en oeuvre dans un tel béton peuvent être de forme quasi sphérique ou irrégulière par exemple. Par ailleurs, un ou plusieurs éléments isolants en polymère sont insérés dans un ou plusieurs logements ménagés dans l'ossature de la planelle de rive. Ainsi, l'invention propose une planelle isolante ou thermique, combinant les propriétés de résistance thermique propres à chaque matériau constituant l'ossature et l'isolant respectivement. Une telle planelle est disposée, par exemple, entre deux étages d'une construction en about de dalle de plancher intermédiaire afin de limiter les déperditions énergétiques à l'endroit de la liaison plancher/façade de la construction qui représente une part importante des déperditions de l'enveloppe du bâtiment. Dans des variantes, la planelle de l'invention peut être placée en about d'une dalle de plancher bas sur vide sanitaire ou sur terre plein, ou bien en about d'une dalle de plancher haut (pour une toiture ou terrasse). En d'autres termes, la planelle de l'invention permet de réduire les ponts thermiques dus à la jonction plancher/façade d'un bâtiment, ce qui permet de limiter/diminuer les déperditions globales du bâtiment. Une telle solution ne nécessite pas la mise en oeuvre de rupteurs thermiques, ce qui procure des gains sur le temps de pose et donc sur les coûts. La planelle de rive de l'invention présente un gain énergétique qui améliore de 40% la réglementation thermique RT 2005 pour la construction de bâtiments et de maisons. En effet, la résistance thermique R de la planelle de l'invention est égale ou inférieure à 0,80 m2.K/W), et présente un coefficient linéaire de conductivité thermique ou de transmission linéique, dit PSI OP) de 0,21 W/(m. K) . En outre, la planelle de l'invention est conforme aux exigences de la norme environnementale BBC (pour « bâtiment basse consommation »). La planelle de l'invention est destinée à être mise en oeuvre bord à bord avec d'autres planelles du même type. Elle permet une pose par colle (on parle de «pose collée ») ce qui facilite pour le maçon le positionnement des planelles grâce au surfaçage et permet d'économiser sur les temps de pose pour environ 30%. En outre, cette technique de pose réduit considérablement les déchets sur le chantier et les consommations d'eau, représentant par la même occasion des gains écologiques pour l'environnement, et améliore les performances thermiques par rapport à la pose maçonnée traditionnelle. Outre son gain thermique, la planelle de l'invention permet, grâce à son ossature en béton de granulats légers (par exemple d'ardoise expansée), un gain de poids d'environ 40% par rapport à une planelle ordinaire, réduisant ainsi la pénibilité de mise en oeuvre sur les chantiers, tout en conservant les mêmes caractéristiques de solidité. Le béton, utilisant des granulats légers de type Granulex (marque déposée), s'avère peu coûteux et, tout en maintenant la résistance du béton aux efforts mécaniques, améliore l'imperméabilité aux pertes thermiques. Dans un mode de réalisation préférentiel, l'élément isolant inséré dans l'ossature de la planelle est fabriqué en polymère thermoplastique, par exemple en polystyrène expansé (PSE) graphité. La mise en oeuvre de ce matériau est avantageuse en ce sens qu'il est recyclable et possède des caractéristiques d'isolation acoustique et de résistance mécanique satisfaisantes. Dans une variante, l'isolant inséré dans l'ossature de la planelle est 5 fabriqué en polystyrène expansé (PSE). Dans un mode de réalisation particulier, l'isolant est en polyuréthane, ce matériau possédant notamment de bonnes performances de résistance au feu. Préférentiellement, ledit élément isolant est solidarisé à l'ossature par emboîtement. 10 La fabrication de la planelle de l'invention est par conséquent aisée. Dans un mode de réalisation particulier, ladite ossature est constituée d'au moins deux parois parallèles et reliées entre elles par des moyens de solidarisation. La planelle présente par exemple une forme parallélépipédique rectangle. 15 Avantageusement, la planelle de rive comprend des moyens d'emboîtement destinés à assembler ladite planelle de rive avec au moins une autre planelle de rive. Ainsi, la planelle de l'invention peut être aisément assemblée bord à bord avec d'autres planelles du même type. 20 De façon avantageuse, les moyens d'emboîtement sont formés par au moins une partie des moyens de solidarisation. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'une telle planelle de rive. Selon ce procédé, on fabrique tout d'abord l'ossature en béton de la 25 planelle à partir de granulats légers, l'ossature définissant au moins un logement destiné à recevoir un élément isolant fabriqué à partir d'un polymère. On vient ensuite insérer dans ce logement l'élément isolant (sous la forme d'une plaque par exemple) dont la forme est complémentaire deà celle du logement de l'ossature. Le matériau isolant est assemblé manuellement à force avec l'ossature de 30 la planelle. Alternativement, ou en complément, l'emboîtement de la plaque isolante avec l'ossature de la planelle peut être consolidé à l'aide d'une presse. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure lA est une vue de détail, en coupe, illustrant la mise en oeuvre d'une planelle de rive à la jonction d'un plancher et d'un mur extérieur d'un bâtiment ; - la figure 1B est une vue de détail, en coupe, illustrant la mise en oeuvre d'un rupteur thermique entre la planelle de rive et plancher de la figure 1A; - les figures 2A à 2C sont des vues de face, de côté et de dessus respectivement de l'isolant de la planelle de rive de l'invention ; - les figures 3A et 3B sont une vue de face en coupe et une vue de dessus respectivement de l'ossature sans isolant d'une planelle de rive de l'invention ; - la figure 4A est une vue en perspective d'une ossature et de l'isolant d'une planelle de rive de l'invention avant leur assemblage ; - la figure 4B est une vue en perspective d'une planelle de rive selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5A est une vue illustrant la pose bord à bord de deux planelles de l'invention ; - la figure 5B est une vue de détail de la figure 5A. 6. Description détaillée de l'invention Les nouvelles normes liées aux économies d'énergie (future RT 2012 par exemple) nécessitent des produits de construction à la fois moins énergivores à produire, recyclables, faciles à mettre en oeuvre et permettant une isolation optimale de la construction. La planelle isolante (ou thermique) de l'invention répond à toutes ces 30 préoccupations et offre des performances thermiques et mécaniques améliorées par rapport aux planelles actuelles. La figure 4B illustre une planelle de rive selon un mode de réalisation de l'invention. Une telle planelle peut être posée entre un plancher intermédiaire et un mur extérieur par exemple. Dans cet exemple, la planelle 300 présente globalement une forme parallélépipédique rectangle. L'ossature 310 de la planelle 300 comprend deux parois rectangulaires 311, 312 parallèles et reliées entre elles par des éléments de solidarisation 313, 314, 315 (visibles sur les figures 3A et 3B) qui définissent un logement intérieur L dans lequel est inséré un élément d'isolation 320 (visible sur la figure 4A notamment) de forme complémentaire à celle du logement L. On note que le logement L est traversant et s'étend donc sur la hauteur h de l'ossature 310. Comme illustré sur la figure 3A, les éléments de solidarisation 313, 314, 315 des parois 311, 312 s'étendent de la face horizontale inférieure FI de l'ossature 310 jusqu'à proximité de la face horizontale supérieure FS de l'ossature. En d'autres termes, la hauteur des éléments de solidarisation 313, 314, 315 est inférieure à la hauteur hi de l'ossature 310 de la planelle 300. Ces éléments de solidarisation permettent de relier les parois 311, 312 et de rigidifier (c'est-à-dire renforcer) l'ossature 310 de la planelle 300. Les éléments de solidarisation 313 et 314 s'étendent dans l'espace situé entre les parois 311, 312 de l'ossature 310. L'élément de solidarisation 315 s'étend partiellement dans cet espace de telle sorte qu'il chevauche la face verticale droite FD de l'ossature 310. L'élément de solidarisation 313 est situé à proximité de la face verticale gauche FG de l'ossature, l'élément de solidarisation 314 étant situé à mi-distance entre les faces verticales droite et gauche FD, FG de l'ossature 310. On note que la hauteur de l'élément de solidarisation 314 est inférieure à la hauteur des éléments de solidarisation 313, 315, ces derniers présentant une hauteur sensiblement égale. Comme illustré sur les figures 2A à 2C, l'élément d'isolation 320 présente une encoche 323 qui s'étend sur une partie de la hauteur hz (égale à hi) de l'élément d'isolation 320 et deux pattes latérales 321, 322 qui prolongent la surface horizontale supérieure de l'élément d'isolation 320. Lorsque l'élément d'isolation 320 est inséré dans le logement L de l'ossature 310, les surfaces de l'encoche 323 viennent en contact avec l'élément de solidarisation 314 de l'ossature 310, et les pattes latérales 321, 322 viennent en appui sur la face supérieure des éléments de solidarisation 313, 315 respectivement de l'ossature 310. Comme illustré sur les figures 4A et 4B, l'élément d'isolation 320 vient s'emboîter dans l'ossature 310 de telle sorte que les faces du pourtour de l'élément d'isolation 320 sont affleurantes avec les faces du pourtour de l'ossature 310. Une telle géométrie permet à la planelle 300 d'être conforme au DTU 10 20.1. La planelle de l'invention met en oeuvre une combinaison de deux matériaux qui permettent chacun de limiter l'effet du pont thermique entre un mur extérieur et une dalle de plancher. Dans le mode de réalisation illustré, l'ossature 310 de la planelle est 15 réalisée dans un béton de granulats légers tels que de l'ardoise expansée qui présente une conductivité thermique = 0.214 W/m.K et qui améliore le coefficient thermique du béton. De par sa composition, l'ardoise expansée assure une forte résistance au feu associé à une très grande légèreté, ainsi qu'une neutralité chimique absolue. 20 Les propriétés mécaniques de l'ardoise expansée lui permettent d'avoir une classification de support d'enduit RT3, identique à la maçonnerie de granulats courants, ce qui permet une économie substantielle de l'application de l'enduit. Dans le mode de réalisation illustré, l'élément d'isolation 320 est en polystyrène expansé (PSE) graphité, comme par exemple le PSE TH 30 dont la 25 conductivité thermique = 0.030 W/m.K. permet d'obtenir des performances thermiques élevées (l'élément d'isolation présente donc une forte résistance thermique). Le polystyrène expansé (PSE) graphité est en outre recyclable (le PSE étant un déchet banalisé), présente toutes les garanties au regard du risque 30 incendie et est insensible à l'humidité (ses performances d'isolation sont donc maintenues dans le temps). Sa légèreté apporte un réel confort de travail aux personnes qui manipulent les planelles de l'invention et évite de nombreux problèmes de santé liés à la manipulation régulière de matériaux lourds. La planelle 300 est mise en oeuvre en pourtour de plancher bord à bord avec d'autres planelles du même type. Les figures 5A et 5B représentent, par souci de simplification, l'assemblage de deux planelles 300 et 400 uniquement, de la colle (non illustrée) étant disposée à la jonction des deux planelles 300 et 400. Afin de faciliter l'alignement des deux planelles isolantes consécutives 300 et 400, et de permettre en outre un gain de colle, les faces verticales en contact (figure 5A) des planelles 300 et 400 sont munies de moyens d'emboîtement verticaux ayant une forme complémentaire. En l'occurrence, les éléments de solidarisation 313, 315 et 413, 415 de la planelle 300, 400 respectivement forment les moyens d'emboîtement verticaux de la planelle 300, 400 respectivement. Ainsi, les moyens d'emboîtement 315 de la face verticale de la planelle 300 sont de forme complémentaire aux moyens d'emboîtement 413 de la face verticale de la planelle isolante 400 (à la façon d'un élément mâle et d'un élément femelle). Les moyens d'emboîtement verticaux 315 se présentent dans cet exemple sous la forme d'un bossage et les moyens d'emboîtement verticaux complémentaires 413 prennent la forme d'une rainure adaptée à recevoir le bossage. D'autres formes des moyens d'emboîtement sont bien évidemment possibles. Par ailleurs, les hauteurs de la planelle peuvent varier. On peut ainsi prévoir différentes dimensions de planelles selon les hauteurs de la dalle de plancher en pourtour de laquelle sont posées les planelles. La planelle peut ainsi avoir des dimensions égales à 500 x 65 x 170 mm (largeur L x épaisseur e x hauteur h) pour un poids de 4.1 kg, de 500 x 65 x 200 mm (L x e x h) pour un poids de 4.8 kg et de 500 x 65 x 240 mm (L x e x h) pour un poids de 5.7 kg. Selon différents essais, une planelle de 54 mm d'épaisseur présente un R= 0,30 et une planelle de 65 mm présente un R= 0, 80. D'une manière générale, le procédé de fabrication d'une planelle selon l'invention est le suivant. On fabrique l'ossature en béton à l'aide d'une presse (on parle de béton pressé) qui permet de compacter le béton par vibration. On extrude en plaque le matériau isolant à partir d'un mélange bien connu de l'homme de l'art. Après séchage de l'ossature (phase de durcissement du béton), l'élément de PSE est inséré dans les alvéoles de l'ossature. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et 10 modes de réalisation décrits et représentés. Ainsi, il est possible d'utiliser pour l'isolant d'autres polymères, comme le polyuréthane par exemple. La forme de la planelle n'est pas limitée à celle illustrée dans le mode de réalisation décrit auparavant. D'autres formes peuvent en effet être envisagées 15 notamment une forme de L. La lame d'isolant peut être collée sur les deux faces intérieures des parois de l'ossature, ou peut être fixée à ces parois par un système de tenons-mortaises. Plusieurs logements peuvent être ménagés dans l'ossature et plusieurs éléments isolants distincts peuvent y être insérés. 20 Par ailleurs, le nombre, la forme et les dimensions des éléments de solidarisation peut varier. La planelle de l'invention est adaptée à différents types de constructions, comme par exemple les maisons individuelles et les logements collectifs. REVENDICATIONS1. Planelle de rive (300) comprenant une ossature (310) définissant au moins un logement dans lequel est logé au moins un élément isolant (320), caractérisée en ce que ladite ossature (310) est fabriquée en béton de granulats légers, et en ce que ledit élément isolant (320) est constitué d'un polymère. 2. Planelle de rive (300) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit béton de granulats légers est notamment choisi parmi : - le béton d'ardoise expansée ; - le béton de pierre ponce ; - le béton d'argile expansée ; - le béton de roche volcanique silicieuse ; - le béton de laitier expansé, et - le béton de bois. 3. Planelle de rive (300) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit élément isolant (320) est notamment choisi parmi : - le polystyrène expansé ; - le polystyrène expansé graphité ; et - le polyuréthane. 4. Planelle de rive (300) selon selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit élément isolant (320) est solidarisé à l'ossature (310) par emboîtement. 5. Planelle de rive (300) selon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite ossature (310) est constituée d'au moins deux parois (311, 312) parallèles et reliées entre elles par des moyens de solidarisation (313, 314, 315). 6. Planelle de rive (300) selon selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'emboîtement (313, 315) destinés à assembler ladite planelle de rive (300) avec au moins une autre planelle de rive. 7. Planelle de rive (300) selon l'une des revendications 1 à 5 et selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'emboîtement (313, 315) sont formés par au moins une partie des moyens de solidarisation (313, 314, 315). 8. Procédé de fabrication d'une planelle de rive (300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes de : - fabrication de l'ossature (310) en béton à partir de granulats légers ; - fabrication de l'élément isolant (320) à partir d'un polymère ; - assemblage de l'élément isolant (320) et de l'ossature (310). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite étape d'assemblage comprend une étape d'emboîtement à force dudit élément isolant (320) dans au moins un logement (L) de ladite ossature (310). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite étape d'assemblage comprend une étape de compression dudit élément isolant (320) dans ladite ossature (310) par le biais d'une presse.