Brevet FR2962463A1 — publié le 20120113

CAISSON MONOBLOC POUR ASSEMBLAGE D'ELEMENTS DE CONSTRUCTION, ET METHODE DE CONSTRUCTION ASSOCIEE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]L'invention se rapporte au domaine de la construction et plus particulièrement à l'assemblage d'éléments de construction notamment en bois, en matériaux composites et/ou dérivés. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]On connaît de nombreux moyens d'assemblage d'éléments de construction permettant de former des charpentes ou autres structures telles que des bâtiments sportifs, équestres, agricoles .. [0003]En particulier il existe des techniques utilisant des chevilles et/ou boulons, des broches et/ou clous qui, associés à des pièces généralement métalliques, permettent d'assembler des éléments de structure en bois ou autres matériaux. [0004] Le document FR 2 080 921 montre des structures telles que des charpentes formées notamment par des entretoises disposées en treillis et aux extrémités desquelles sont fixés des plaques de tôle pré percées et introduites dans des fentes ménagées dans l'épaisseur des entretoises. Les plaques de tôle forment donc des moyens d'assemblage entre des entretoises juxtaposées dont la liaison est assurée par des chevilles, broches ou pointes. [0005]Ce type d'assemblage nécessite de puissantes presses et ne peut être réalisé qu'en atelier dont les installations et machines sont coûteuses. Un coût de transport, non négligeable, doit en outre être prévu ; en effet des pièces de charpente ainsi assemblées nécessitent d'importants moyens de transport pour les amener depuis l'atelier de fabrication jusqu'au site où a lieu la construction ; de plus des appareils de levage doivent y être prévus, ce qui augmente d'autant le coût et peut même limiter les possibilités d'implantation. [0006] De plus l'expérience a montré que des éléments additionnels tels que des boulons et/ou des chevilles doivent être ajoutés à de telles structures afin de les renforcer mécaniquement dans le temps ; le risque de déconnexion et de glissement de ces assemblages s'est en effet avéré non négligeable sous l'effet des variations dimensionnelles des pièces dans le temps, et selon les conditions environnementales. Sous l'effet des variations dimensionnelles successives, dues notamment aux variations des efforts et contraintes exercés sur de telles structures, les pièces des ossatures se déplacent les unes par rapport aux autres, ce qui nécessite l'ajout de pièces de renfort au niveau des liaisons, comme indiqué ci-dessus. [0007]On connait encore le brevet français FR 2 822 504 qui divulgue un moyen de fixation et de liaison pour des éléments constitutifs d'une structure, constitué d'un élément métallique interposé entre au moins deux éléments à assembler, et de clous ou moyens équivalents de liaison qui, sous une certaine pression de pénétration, se soudent sur l'élément métallique afin de réaliser une liaison rigide et indémontable des éléments constitutifs de l'ossature. De façon particulièrement intéressante, les éléments constitutifs de la structure sont en bois naturel ou en un dérivé du bois. [0008]Ce type de montage est intéressant en ce qu'il permet d'assembler des structures notamment en bois, in situ c'est-à-dire sur le lieu même de la construction. [0009]Cependant les structures ainsi obtenues ne sont pas nécessairement de grandes dimensions. De plus étant généralement soumises à des conditions extérieures sévères, elles se dégradent rapidement. L'humidité notamment résiduelle induit une attaque et une dégradation du bois même si celui-ci est initialement traité. [0010]En outre il a été constaté que les parties métalliques des vis ou moyens équivalents qui dépassent de la surface de la structure, peuvent transmettre des températures élevées aux éléments métalliques internes à la structure et par là, échauffer voire brûler le bois. Ceci est particulièrement vrai en cas d'incendie. [0011]Par ailleurs lors de secousses sismiques ou vibratoires, les structures en bois résistent mal dès qu'elles atteignent une certaine taille. Ceci est notamment dû à des ruptures et/ou détériorations des moyens de connection entre les différents éléments constitutifs de la structure. EXPOSE DE L'INVENTION [0012]L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à proposer un caisson monobloc (ou élément de structure) destiné à former des éléments de construction tels que des charpentes de très grandes dimensions, faciles à monter, sur le lieu même de la construction. [0013]En outre l'invention permet de réaliser des éléments de construction qui résistent à des conditions environnementales hostiles, à des incendies ou autres phénomènes notamment d'ordre sismique. [0014] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention un caisson monobloc destiné à former des éléments de construction, comprenant au moins un premier élément d'assemblage plat, au moins un deuxième élément d'assemblage métallique apte à être interposé entre au moins deux éléments de construction, lesdits premier et deuxième éléments d'assemblage étant reliés entre eux par plusieurs moyens de liaison métalliques disposés selon leur épaisseur. [0015]Selon l'invention, ledit deuxième élément d'assemblage métallique est monté dépassant de l'une au moins des surfaces externes du caisson ; le caisson comprend en outre au moins un élément d'assemblage additionnel intercalé entre au moins deux premiers éléments d'assemblage plats disposés en parallèle, et des deuxièmes moyens de liaison sont montés traversant entre les premiers éléments d'assemblage plats et au moins un élément d'assemblage additionnel de façon à former un caisson monobloc présentant au moins un volume intérieur. [0016] De tels caissons permettent avantageusement leur assemblage mutuel in situ, d'une façon particulièrement aisée et précise. [0017]Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le caisson comprend deux éléments d'assemblage plats constitués de bois naturel et/ou traité. Lesdits éléments plats peuvent être réalisés en un bois lamellé de type LVL ou être constitués de panneaux de type LSL. [0018]Ces types de bois sont préférentiellement choisis car ils présentent des caractéristiques mécaniques intéressantes notamment pour des éléments de grandes dimensions, par exemple de plus de 15 mètres d'envergure. [0019] Préférentiellement lesdits moyens d'assemblage additionnels, de type poutre, sont constitués de bois. [0020]Avantageusement, lesdits éléments d'assemblage additionnels sont disposés à proximité d'au moins un bord d'un élément plat. Ceci permet de constituer un caisson présentant un volume intérieur qui peut être vide ou bien rempli, partiellement ou non, d'un matériau spécifique, par exemple isolant phonique et/ou thermique ou autre. [0021]Ces dernières alternatives permettent en outre et concommitamment de pallier aux contraintes de type sismique générées dans les structures ainsi formées. [0022]En outre, ledit élément d'assemblage métallique peut consister en une poutre dont la section transversale peut être en forme de H, de I, de T, de U ou autre. [0023] L'homme de métier choisira en fonction du cas considéré un profil ou un autre. [0024]De façon intéressante, les premiers et/ou les deuxièmes moyens de liaison métalliques sont enfoncés dans la structure du caisson de façon à ne pas dépasser de la surface externe du caisson. Leurs têtes peuvent d'ailleurs être légèrement en retrait vis-à-vis de ladite surface extérieure. [0025]Optionnellement, les surfaces affleurantes des moyens de liaison métalliques sont recouvertes d'une couche protectrice par exemple non conductrice. Ceci permet de protéger davantage la liaison concernée en cas d'incendie. [0026]Selon l'alternative envisagée, les éléments additionnels de type poutre peuvent être continus ou discontinus. [0027]Ainsi la présente invention permet de réaliser des charpentes pour des bâtiments agricoles, équestres ou autres présentant des structures porteuses principales de grandes dimensions reliées entre elles par des connections bois/ métal. [0028] L'invention vise en outre une méthode d'assemblage d'éléments de construction selon laquelle sur le site de construction, on place au moins deux caissons dans une position provisoire ou définitive, et de telle sorte que les deuxièmes éléments d'assemblage métalliques, appartenant respectivement à un et à l'autre des caissons à assembler, sont placés en vis-à-vis, puis on assemble lesdits caissons au niveau des deuxièmes éléments d'assemblage métalliques. [0029]Cette méthode d'assemblage permet de réaliser in situ ( sur le site de construction même ) des éléments de constructions ( bâtiments ) dont la qualité et la fiabilité sont identiques voire supérieures à celles d'éléments de constructions réalisés en usine puis transportés à grands frais sur le lieu de la construction. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0030][001]D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue de dessus du caisson selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2, une coupe selon AA de la figure 1, - la figure 3, une coupe selon BB de la figure 1, et - la figure 4 une vue d'un autre mode de réalisation d'un caisson selon l'invention. [0031]Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0032] La figure 1 montre par une vue de côté, selon son épaisseur, un caisson monobloc selon un premier mode de réalisation de l'invention. [0033] Le caisson comprend au moins un premier élément d'assemblage plat 1 par exemple constitué de bois ; Ces éléments sont appelés moises selon les termes techniques consacrés. [0034] En fait deux éléments plats 1 de ce type sont disposés en vis-à-vis, à une certaine distance l'un de l'autre. De préférence les éléments plats sont constitués de panneaux de type LVL ( Laminated Veineer Lumber) ; ils peuvent encore être constitués de panneaux de type LSL (Laminated Strand Lumber ) qui sont des panneaux dérivés du bois. [0035] La distance entre les parois en vis-à-vis des éléments d'assemblage plats 1 est déterminée par au moins un élément d'assemblage additionnel 2, de préférence en bois, qui est donc intercalé entre deux premiers éléments d'assemblage 1. L'élément d'assemblage additionnel 2, couramment appelé membrure, est de type poutre et présente une section transversale carrée ou non. [0036]Les éléments d'assemblage additionnels 2 sont préférentiellement disposés à proximité des bords ( périphérie ) des premiers éléments d'assemblage plats 1 ; ceci permet de former un volume 4 intérieur au caisson tel que visible sur la figure 3. Par ailleurs les éléments d'assemblage additionnels 2 ou poutres peuvent être continus ou discontinus dans un même caisson, en ce sens que selon une direction donnée une seule poutre peut être prévue, aussi bien que deux ou plus de deux poutres. L'homme de l'art choisira en fonction des contraintes techniques et/ou économiques, de placer une ou plusieurs poutres 2 selon une direction donnée. [0037]Les poutres 2 peuvent d'ailleurs être orientées de façon libre, entre deux éléments d'assemblage plats 1. Encore une fois l'homme de métier a une grande liberté de choix ; ceci est très appréciable pour la réalisation d'éléments ayant des contraintes particulières. On est ici quasiment dans le domaine du « sur-mesure « en matière de construction. [0038] Les éléments 1 et 2 respectivement les moises 1 et les membrures 2 sont 10 assemblés entre eux par tout moyen connu en soi, et notamment par des deuxièmes moyens de liaison 6. [0039]En outre le caisson comprend au moins un deuxième élément d'assemblage 3 métallique relié et fixé à au moins un élément d'assemblage plat 1 par plusieurs premiers moyens de liaison métalliques 5 disposés selon 15 l'épaisseur du caisson, qui correspond sensiblement aux dimensions cumulées de l'épaisseur de deux premiers éléments d'assemblage plats 1 et d'un élément d'assemblage additionnel 2. [0040]Les premiers 5 et/ou deuxième 6 moyens de liaison métalliques sont enfoncés de façon à affleurer sur la surface extérieure du caisson. Ils peuvent 20 même être légèrement en retrait c'est-à-dire enfoncés vis-à-vis de la surface extérieure du caisson. [0041] Avantageusement les surfaces ( têtes de vis ou autres ) affleurantes ou en retrait sont recouvertes d'une couche protectrice par exemple non conductrice qui permet de protéger les moyens de liaison 5, 6 vis-à-vis d'un environnement 25 extérieur hostile et notamment de températures extrêmes, de la pluie, ou d'autres contraintes de tous ordres. [0042]Avantageusement le ou chaque deuxième élément d'assemblage 3 consiste préférentiellement en une poutre dont la section transversale peut être en forme de H, I, T, U, carré, ou autre .. L'homme de métier choisira en fonction du cas d'espèce les formes et dimensions appropriées, par tout moyen de calcul à sa disposition. [0043]De façon intéressante au moins un deuxième élément d'assemblage métallique 3 est monté dépassant d'une surface extérieure du caisson, comme visible sur la figure 1 où la lettre d représente la distance entre l'extrémité d'un premier élément d'assemblage 1 (moise) et celle d'un deuxième élément d'assemblage métallique 3. [0044] La protubérance ou connecteur ainsi formé par l'élément 3 va constituer un moyen d'assemblage de plusieurs caissons entre eux, ou bien d'un caisson sur un élément fixe tel qu'un plot ancré au sol. [0045]Si, comme illustré sur la figure 2, l'élément métallique 3 présente un profil en H, des pattes de liaison peuvent avantageusement être prévues à leur extrémité distale afin de boulonner les pattes entre elles. [0046]Sans sortir du cadre de l'invention, plusieurs éléments d'assemblage métallique 3 peuvent être fixés et dépasser de la surface extérieure du caisson. [0047]Une partie de chaque élément métallique 3 est insérée dans le caisson, plus précisément et préférentiellement entre deux premiers éléments plats 1 auxquels il est fixé par tout moyen approprié et notamment par les premiers moyens de liaison métalliques 5. Ce type de liaison métal-bois est plus spécifiquement décrit dans le brevet français FR 2 822 504 déposé au nom de la demanderesse. [0048]Comme particulièrement visible sur la figure 3, le caisson selon l'invention présente un volume intérieur 4 qui peut être vide c'est-à-dire rempli d'air, ou bien rempli totalement ou partiellement par un matériau isolant phonique et/ou phonique, un néoprène ou autre, en fonction de l'application finalement retenue pour le caisson. [0049]En présence d'un matériau isolant, les vibrations de toute nature sont avantageusement amorties par le caisson selon l'invention. [0050]Dans le cas où de l'air est présent dans le volume intérieur 4, une ventilation pourra ainsi être créée, permettant notamment de diminuer l'humidité résiduelle présente à l'intérieur du caisson. Et bien entendu l'air forme ici un isolant naturel à l'intérieur du caisson. [0051]L'invention vise en outre une méthode d'assemblage d'éléments de construction sur site, selon laquelle on place au moins deux caissons dans une position provisoire ou finale d'assemblage et de telle sorte que leurs éléments d'assemblage métalliques soient placés en vis-à-vis, puis on relie lesdits éléments d'assemblage métalliques entre eux par tous moyens connus en soi ( boulons ... ). [0052] 11 suffit donc d'amener les caissons sur site, où ils seront assemblés de façon simple, rapide et fiable, au moment jugé opportun par le constructeur du bâtiment. Les caissons en eux-mêmes sont avantageusement transportables sur route ou par chemin de fer ou par tout autre moyen, de façon relativement simple. [0053]A titre d'exemple illustratif, les caissons peuvent présenter une longueur de l'ordre de 15 m, une largeur de 1,5 m et une épaisseur de 0,20 m ; un deuxième élément métallique d'assemblage peut dépasser d'une distance d de l'ordre de 0,30 m, de l'extrémité du caisson. On peut ainsi former des bâtiments de grandes dimensions avec un nombre réduit de piliers ancrés au sol, dont les structures porteuses comprennent avantageusement des caissons montables et démontables sur site. [0054]Sans sortir du cadre de l'invention il est envisageable un assemblage selon lequel un double caisson monobloc est formé. Plus précisément, tel qu'illustré sur la figure 4 ce double caisson comprend trois éléments d'assemblage plats 1 (ou moises ) disposés parallèlement entre eux et reliés par des éléments d'assemblages additionnels 2 ( ou membrures) . Bien entendu ce sont préférentiellement des moyens de liaisons 6 tels que définis ci-avant, qui réalisent la liaison entre les moises 1 et les membrures 2 du double caisson. On crée ici deux volumes intérieurs 4 qui pourront être laissés vides ou bien être remplis de tout matériau approprié. Un tel double caisson peut faire partie d'un bâtiment, d'un pont ou de toute autre structure qui nécessite des bases particulièrement résistantes. [0055] Dans tous les cas les caissons selon l'invention permettent de monter aisément des structures de taille et/ou d'encombrement important. Un gain de temps est avantageusement réalisé selon l'invention, tout en conservant une sécurité et une fiabilité optimale voire meilleure qu'avec les dispositifs selon l'art antérieur. REVENDICATIONS1. Caisson monobloc destiné à former des éléments de construction, comprenant au moins un premier élément d'assemblage plat (1), au moins un deuxième élément d'assemblage métallique (3) apte à être interposé entre au moins deux éléments de construction, lesdits premier et deuxième éléments d'assemblage étant reliés entre eux par plusieurs premiers moyens de liaison métalliques (5) disposés selon leur épaisseur caractérisé en ce que ledit au moins un deuxième élément d'assemblage métallique (3) est monté dépassant de l'une au moins des surfaces externes du caisson, en ce qu'il comprend en outre au moins un élément d'assemblage additionnel (2) de type poutre intercalé entre au moins deux premiers éléments d'assemblage plats (1) disposés en parallèle, et en ce qu'il comprend des deuxièmes moyens de liaison (6) montés traversant entre les premiers éléments d'assemblage plats (1) et au moins un élément d'assemblage additionnel (2) de façon à former un caisson monobloc présentant au moins un volume intérieur (4). 2. Caisson monobloc selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments d'assemblage plats (1) constitués de bois naturel et/ou de bois dérivé et/ou de composites. 3. Caisson monobloc selon la revendication 2 ou la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits éléments plats (1) sont réalisés en un bois lamellé de type LVL ou LSL. 4. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits éléments d'assemblage additionnels (2) sont constitués de bois. 5. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits éléments d'assemblage additionnels (2) sont préférentiellement disposés à proximité d'au moins un bord d'un élément plat (1). 6. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit volume intérieur (4) n'est pas rempli de matière. 7. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit volume intérieur (4) est au moins partiellement rempli d'un matériau isolant phonique et/ou thermique. 8. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit au moins un élément d'assemblage métallique (3) consiste en une poutre et présente une section transversale en forme de H, ou de 1 ou de T ou de U. 9. Caisson monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits premiers (5) et deuxièmes (6) moyens de liaison métallique sont enfoncés de façon à ne pas dépasser de la surface externe du caisson. 10. Caisson monobloc selon la revendication précédente caractérisé en ce que le ou les éléments additionnels (2) de type poutre sont continus. 11. Caisson monobloc selon la revendication 9 caractérisé en ce que le ou les éléments additionnels (2) de type poutre sont discontinus. 12. Méthode d'assemblage d'éléments de construction caractérisée en ce que sur le site de construction, on place au moins deux caissons selon l'une quelconque des revendications précédentes dans une position provisoire ou définitive et de telle sorte que les deuxièmes éléments d'assemblage métalliques (3) sont placés en vis-à-vis, puis on assemble lesdits caissons au niveau des deuxièmes éléments d'assemblage métalliques.