Brevet FR2964125A1 — publié le 20120302

-1- ELEMENT DE CONSTRUCTION COMBINANT BOIS ET BETON DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rattache au domaine de la construction, et plus précisément des structures hybrides combinant à la fois bois et béton pour réaliser des dalles ou des planchers, ou des toitures-terrasses. 10 TECHNIQUES ANTERIEURES De façon générale, l'association du bois et du béton pour réaliser des dalles ou des panneaux de construction est connue pour combiner les avantages individuels de ces deux matériaux. Parmi ces avantages, on peut citer une forte inertie thermique du béton utile pour le confort pendant les périodes chaudes, une préfabrication du bois pour un montage rapide en chantier et une plus faible empreinte écologique. 20 On a décrit dans le document EP-1 771 629, un élément de construction qui combine ces deux matériaux. Plus précisément, cet élément comporte un ensemble de poutres parallèles reliées par des plaques de liaison sur lesquelles une couche de béton peut être coulée, pour former la continuité de la surface de la dalle. Ces plateaux reposent sur les poutres sensiblement à mi-hauteur de celles-ci, de sorte que la couche de béton 25 s'étend en épaisseur à partir de la moitié de la poutre et au dessus. La partie de la poutre située en dessous de la couche de béton permet ainsi de définir la structure porteuse d'un faux-plafond. Une telle structure présente l'avantage de posséder une performance statique intéressante en fraction grâce aux poutres réalisées en bois, et des performances intéressantes en compression grâce à la couche de béton. Toutefois, de par la structure des 30 poutres employées, une telle structure présente un prix de revient relativement élevé, qui ne la rend compétitive que pour des portées relativement importantes, de l'ordre de cinq à six mètres minimum. 15 -2- L'un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est de réaliser une structure qui permette de conserver des propriétés mécaniques élevées, mais pour un dimensionnement moindre, et qui sera donc adaptée à des portées plus faibles. PRINCIPE DE L'INVENTION L'invention concerne donc un élément de construction définissant un plan horizontal, et qui comporte : une pluralité de poutres parallèles, chaque poutre comprenant latéralement deux zones plates horizontales, situées en dessous du point le plus haut de la poutre ; une pluralité de plateaux reposant latéralement sur ces zones planes latérales des poutres, pour recevoir une couche de béton ou analogue. Conformément à l'invention, cet élément de construction comporte également un ensemble de pièces transversales, possédant une portion verticale de forme sensiblement plane, et qui pénètre partiellement dans la partie haute des poutres en étant orientée perpendiculairement à celles-ci, et en reposant sur la face supérieure des plateaux. Autrement dit, l'invention consiste à équiper les poutres d'un ensemble d'éléments 20 formant des pièces de connexion, permettant d'ancrer fermement la couche de béton par rapport aux poutres. En d'autres termes, les poutres possèdent des fentes verticales perpendiculaires à leur direction principale, fentes à l'intérieur desquelles sont insérés et maintenus des 25 éléments transversaux qui viennent bloquer tout déplacement de la couche de béton par rapport aux poutres, principalement selon une direction parallèle aux poutres. Différentes géométries peuvent être employées pour réaliser ces pièces transversales, selon le type d'application. Ainsi, dans une première variante, les pièces transversales peuvent être des plaques métalliques qui sont percées d'ouvertures traversantes, aptes à être traversées par le béton. Autrement dit, lorsque le béton est coulé sur les plateaux supportés par les poutres, il 30 2964125 -3- traverse les ouvertures réalisées dans les plaques métalliques, en assurant un ancrage non seulement parallèlement à la poutre, mais également dans une certaine mesure, dans une direction perpendiculaire. 5 Il est également possible de prévoir l'introduction à l'intérieur de ces ouvertures traversantes de certains éléments complémentaires venant favoriser l'accrochage, tels que des fers métalliques ou analogues. Selon une autre variante de réalisation, les pièces transversales peuvent être mises 10 en place dans des fentes réalisées dans la partie haute des poutres, de sorte qu'elles peuvent y être installées de façon simple lors du montage de la structure, avant coulage du béton. Dans une forme de réalisation, la hauteur des plaques métalliques peut être 15 identique à la profondeur des fentes, de telle sorte que les pièces traversantes sont affleurantes sur la face supérieure des poutres. Dans une variante de réalisation, les pièces traversantes peuvent présenter en plus de la portion verticale, une portion horizontale qui repose sur la face supérieure des poutres. Cette portion horizontale permet d'assurer un bon positionnement vertical de la plaque par rapport à la poutre, même pour des fentes légèrement trop profondes. Elle permet également de ménager une surface parallèle à la face supérieure de la poutre, par laquelle la plaque peut être bloquée, par exemple par vissage ou cloutage dans la poutre. Cette forme augmente la rigidité de la plaque, notamment dans les zones latérales où les plaques sont libres. L'invention peut être mise en oeuvre avec différents types de poutres de structures différentes, dès lors qu'elles possèdent des zones latérales permettant de recevoir des plateaux sur lesquels sera coulé le béton. Ainsi, dans une première variante, chaque poutre peut être constituée de l'assemblage de trois planches parallèles, de manière à limiter la quantité de bois utilisé. 2964125 -4- Dans une première variante, ces trois planches peuvent être de section analogue, la planche centrale étant décalée vers le bas par rapport aux deux planches latérales. Ainsi, la planche inférieure travaille en traction et peut être avantageusement en bois de haute performance mécanique. Dans une variante de réalisation, tout ou partie des poutres peuvent être constituées de l'assemblage de deux planches parallèles uniquement, qui sont séparées par une cale d'épaisseur n'ayant pas de rôle de tenue en flexion. Cette variante est plus adaptée aux formules dans lesquelles la portée est moindre. En pratique, chaque poutre peut présenter sur ses faces latérales un épaulement ou une feuillure apte à recevoir le bord d'un plateau. En d'autres termes, la portion plane de la poutre sur laquelle repose le plateau peut être formée par un rétrécissement de la partie haute de la planche latérale de la poutre, ou bien encore par une rainure prévue à cet effet. Dans une autre variante de réalisation, chaque poutre peut présenter sur ses faces latérales un tasseau dont la face supérieure est apte à recevoir le bord du plateau qui, lui-même, accueillera la couche de béton. 20 DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : 25 la figure 1 est une vue en coupe de deux éléments de construction réalisé selon une première variante d'exécution, montré à deux stades de fabrication ; la figure 2 est une vue en perspective sommaire de l'élément de la figure 1, montré avant coulage du béton ; les figures 3, 4, 5 et 6 sont des vues en coupe analogues à la figure 1, pour 30 différentes variantes de réalisation de l'élément de construction. 5 10 15 MANIERES DE REALISER L'INVENTION Comme illustré à la figure 1, l'élément de construction 1 selon l'invention comporte un ensemble de poutres horizontales 2 qui présentent chacune, au niveau de leurs faces latérales 3, une zone plane 4 sur laquelle peut venir reposer un panneau ou plateau 5 qui est lui-même apte à recevoir le béton 6 qui formera la dalle. Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 1, chaque poutre 2 est réalisée à partir de l'assemblage de trois planches analogues 10-12. Les deux planches latérales 11-12 présentent une épaisseur réduite dans leur partie haute 15, définissant ainsi un épaulement 4 formant la zone plate qui reçoit le panneau. Les deux planches latérales 11-12 sont situées au même niveau vertical, et sont séparées par une planche centrale 10 qui présente, dans la forme illustrée, une même hauteur sur chant que les deux planches latérales 11-12, et une largeur analogue à la largeur basse 16 des planches latérales. Ces trois planches 10-12 sont associées entre elles par différents moyens de liaison qui peuvent être des vis ou des clous, avec une densité adaptée au flux de cisaillement à reprendre dans chaque poutre. Le plateau 5 repose sur les épaulements 4 et est solidarisé à chaque poutre par l'intermédiaire de moyens appropriés, tels que des agrafes, clous ou vis. Conformément à l'invention, la poutre 2 comporte également une pièce transversale 20 destinée à assurer un ancrage du béton 6 par rapport à la structure en bois. Plus précisément, et comme illustré à la figure 2, cette pièce transversale 20 peut adopter une section globale en L, possédant donc une portion verticale 21 pénétrant dans la poutre 2 et une portion horizontale 22 qui repose sur la face supérieure 23 de la poutre 2. La largeur de la pièce transversale (mesurée perpendiculairement à la poutre dans le plan de la dalle) est adaptée en fonction du degré d'ancrage que l'on souhaite obtenir. Avantageusement, et comme illustré à la figure 2, ces pièces transversales 20 sont insérées à l'intérieur de fentes 26 réalisées dans la partie haute de la poutre, et plus précisément dans les deux planches latérales 11,12. Ces fentes 26 sont suffisamment -5 2964125 -6- profondes pour faire en sorte que l'intégralité de la portion verticale de la pièce transversale 20 pénètre à l'intérieur de la poutre, de manière à ce que la portion horizontale 22 de la pièce transversale 20 repose sur le dessus 23 de la poutre. 5 Avantageusement, comme illustré à la figure 2, la pièce transversale 20, lorsqu'elle est introduite dans la fente, repose sur la face supérieure du plateau 5 de manière à maintenir ce dernier sur l'épaulement 4 qui l'accueille. La pièce transversale 20 est solidarisée, par exemple par vissage 28 comme illustré à 10 la figure 2, sur le dessus de la poutre. On observe que la portion verticale 21 de la pièce transversale 20 est percée d'ouvertures 29 qui sont représentées circulaires à la figure 2. Ces ouvertures permettent le passage du béton lorsque celui-ci est coulé, de manière à noyer intimement la pièce 20 15 dans le béton, et éviter tout risque de débattement vertical. La forme et le positionnement de ces trous 29 peuvent être adaptés en fonction des dimensions générales de la structure et des contraintes à supporter. Dans une forme non représentée, ces trous peuvent également être traversés par des éléments qui se prolongent à l'intérieur de la couche de béton, pour améliorer encore la tenue. 20 En pratique, un film d'étanchéité peut être déposé au dessus des plateaux, de façon à recouvrir les poutres, et éviter que le béton ne vienne couler en dessous des plateaux. Dans la variante illustrée à la figure 3, chaque poutre 30 est réalisée par 25 l'assemblage de deux planches latérales 31,32 qui présentent une géométrie analogue aux planches latérales de la poutre illustrée à la figure 1. Ces deux planches latérales sont maintenues écartées par une cale d'épaisseur 34, qui peut s'étendre sur toute la longueur de la poutre, ou bien encore former des éléments discrets répartis sur la longueur de la poutre. 30 Dans la variante illustrée à la figure 4, la poutre 40 peut être réalisée par une planche unique. Dans ce cas, des épaulements 44 sont réalisés latéralement par une réduction d'épaisseur dans la partie haute de cette planche 40. Cette configuration est plus 2964125 -7- adaptée pour les portées faibles pour lesquelles une construction par assemblage de planches n'est pas justifiée. Dans une autre forme de réalisation illustrée à la figure 5, la poutre 50 peut se 5 réduire à une simple planche 51 plus étroite, sur les faces latérales desquelles sont solidarisés des tasseaux 52, continus ou non, qui permettent de recevoir les plateaux. Dans une autre forme de réalisation illustrée à la figure 6, la poutre 60 comporte deux planches 61,62 de mêmes dimensions, disposées parallèlement. Ces deux planches 10 sont séparées par une entretoise centrale 63, positionnée sensiblement à mi-hauteur. Deux tasseaux latéraux 64,65 sont implantés sur les faces latérales, avantageusement avec les mêmes moyens de cloutage ou vissage permettant de maintenir l'entretoise 63. Dans cette variante, vue de dessous, la partie centrale de la poutre, formée par l'entretoise 63, apparaît comme au même niveau que les faces inférieures des tasseaux 64,65. 15 La structure conforme à l'invention présente l'avantage d'utiliser une poutre réalisée uniquement à partir de trois planches de faible section, et ce en obtenant une inertie statique de 300 à 400 mm, en intégrant la couche de béton. En pratique, l'épaisseur de béton peut être réglée en fonction des besoins de masse pour l'acoustique aérien, ou 20 encore vis-à-vis des considérations liées à l'inertie thermique. A titre d'exemple, pour des planches de largeur 180 à 200 mm, et 60 mm de hauteur, l'épaisseur de béton peut être de l'ordre de 50 à 60 mm. Bien évidemment, des combinaisons de différentes variantes décrites en détail 25 peuvent être réalisées, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1/ Elément de construction (1) définissant un plan horizontal, comportant : - une pluralité de poutres (2) parallèles, chaque poutre (2) comprenant latéralement deux zones planes (4) horizontales situées en dessous du point le plus haut de la poutre, - une pluralité de plateaux (5) reposant latéralement sur lesdites zones planes (4) latérales des poutres, pour recevoir une couche de béton (6) ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de pièces transversales (20), possédant une portion verticale (21) de forme sensiblement plane, et pénétrant partiellement dans la partie haute des poutres en étant orientées perpendiculairement à celles-ci, et en reposant sur la face supérieure desdits plateaux (5). 2/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces transversales (20) sont des plaques métalliques percées d'ouvertures traversantes (29), aptes à être traversées par le béton. 3/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces transversales (20) sont mises en place dans des fentes (26) réalisées dans la partie haute des poutres (2). 4/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces transversales sont affleurantes sur la face supérieure des poutres. 5/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces transversales 25 (20) présentent une portion horizontale (22) reposant sur la face supérieure (23) des poutres (2). 6/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre (2) est constituée de l'assemblage de trois planches (10,11,12) parallèles. 7/ Elément selon la revendication 6, caractérisé en ce que les trois planches (10,11,12) ont des sections analogues, la planche centrale (10) étant décalée vers le bas par rapport aux deux planches latérales (11,12). 30 2964125 -9- 8/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre (30) est constituée de l'assemblage de deux planches parallèles (31,32) séparées par une cale d'épaisseur (34). 5 9/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre présente sur ses faces latérales un épaulement (4) ou une feuillure apte à recevoir le bord d'un plateau. 10/ Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre (50) est présente sur ses faces latérales un tasseau (52) dont la face supérieure est apte à recevoir 10 le bord d'un plateau (5).