Brevet FR2963033A1 — publié le 20120127

SET DE CONSTRUCTION A PARTIR D'ÉLÉMENTS PRÉFABRIQUÉS ET DISPOSITIF DE FABRICATION DE TELS ÉLÉMENTS DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la construction et notamment aux adaptations permettant de réaliser une construction à partir d'éléments préfabriqués dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR La construction de bâtiments telles des maisons à partir d'éléments préfabriqués tels des panneaux de mur, existe. Le demandeur a néanmoins constaté que les procédés de 15 montage ainsi que les panneaux préfabriqués existants pouvaient être optimisés. Ainsi par exemple, le document FR 2702790 décrit un procédé pour la construction de murs en béton dans lequel l'on préfabrique des panneaux en béton léger munis de 20 gorges sur au moins trois de leurs côtés, on aboute ensuite ces panneaux préfabriqués dressés verticalement de façon à ce qu'ils se trouvent en contact par leurs bords verticaux pourvus de gorges parallèles et à ce que leur bord supérieur soit constitué par leur côté pourvu de la 25 troisième gorge, on coule enfin le béton de forte densité successivement dans les puits verticaux constitués par les gorges verticales des panneaux aboutés et dans la gorge supérieure formée par la succession de gorges horizontales desdits panneaux de façon à réaliser une solide ossature 30 comprenant des piliers verticaux et un chaînage horizontal reliant les sommets desdits piliers. Le demandeur a constaté qu'un tel procédé et les constructions ainsi obtenues présentaient une isolation pouvant être optimisée. En effet, dans une construction 35 obtenue par un tel procédé, il apparaît que, même si un panneau isolant est intégré aux panneaux préfabriqués, les - 2 piliers et les différents rebords des éléments préfabriqués sont susceptibles de devenir des ponts thermiques diminuant les capacités d'isolation des constructions constituées de panneaux de mur préfabriqués. Il a également constaté que la préfabrication pouvait aller plus loin et intégrer d'autres éléments constitutifs participant à la construction. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches visant à fabriquer des éléments préfabriqués plus complets permettant d'atteindre un coût de construction et une rapidité de montage optimisés tout en garantissant une très bonne qualité. Le demandeur a également mené des recherches visant à concevoir non seulement des éléments préfabriqués mais également un dispositif de fabrication flexible s'adaptant à la demande en permettant la réalisation d'éléments préfabriqués de formes et/ou de dimensions différentes. Ces recherches ont abouti à la conception d'un set ou d'un ensemble de construction composé d'une pluralité d'éléments préfabriqués ainsi que d'un dispositif de fabrication permettant d'obvier aux inconvénients constatés en proposant notamment une solution aux problèmes de pont thermique. Selon l'invention, le set de construction dont l'élément principal est un panneau de mur préfabriqué obtenu par moulage est remarquable en ce que ledit panneau comprend une pluralité de couches de matériaux dont : - une couche intérieure de revêtement de finition, - une couche intermédiaire d'isolant de dimensions verticales supérieures aux dimensions de la couche intérieure de revêtement et présentant, en partie haute et en partie basse, une projection vers l'intérieur de sorte que les extrémités haute et basse de la couche d'isolant viennent coplanaires avec la surface intérieure du revêtement intérieur, - 3 - - une couche extérieure de béton armé. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle résout les problèmes de pont thermique qu'est susceptible de rencontrer ce type de constructions. En effet, en proposant une couche de matériau isolant dans le même plan que la couche de revêtement intérieur, tout élément supplémentaire participant au plancher ou au toit vient en contact avec ladite couche d'isolant et ne peut créer de pont thermique. Bien entendu, cette caractéristique constitue également une solution aux problèmes d'isolation en prévoyant d'intégrer l'isolant dans le panneau de mur préfabriqué. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le bord horizontal inférieur dudit panneau de mur préfabriqué est équipé d'une poutre de soutien obtenue dans la même phase de moulage que le reste du panneau de mur et préformée d'un décrochement pour soutenir une dalle. La rigidité des panneaux de l'invention est ainsi 20 optimisée. L'isolant ci-dessus décrit assure la rupture du pont thermique entre la dalle et la partie verticale de ladite poutre ainsi qu'entre ladite dalle et la couche intérieure. 25 Selon une autre caractéristique, la poutre de soutien est moulée séparément du reste du panneau de mur. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le rebord horizontal supérieur du panneau de mur est préformé d'une rainure horizontale formant 30 goulotte susceptible d'accueillir du béton en permettant de couler une ceinture liant les panneaux préfabriqués entre eux en partie supérieure. De même, les bords verticaux des panneaux de mur sont en outre préformés d'une rainure verticale formant une 35 fois les panneaux assemblés assemblés, une goulotte verticale dans laquelle peut être coulé et armé du béton. 10 15 - 4 Ainsi, le coulage du béton est réalisé sur chantier en une seule opération et une fois l'ensemble des panneaux prépositionnés. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ladite poutre vient en appui par ses extrémités, sur des pilotis de béton verticaux. Ces pilotis vont éviter la réalisation de fondations classiques linéaires. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, les bords verticaux des panneaux préfabriqués de mur sont biseautés et sont préformés selon l'angle du mur à réaliser entre chaque panneau de mur. La fabrication de ces biseaux est également réalisée lors du moulage. Bien entendu, le procédé de fabrication prévoit la possibilité de mouler ces panneaux autour d'une ouverture de type bloc fenêtre ou équivalent. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la couche intermédiaire d'isolant est fixée aux autres couches au moyen d'au moins un insert/cale garantissant la tenue entre les couches et le positionnement de la couche d'isolant lors du moulage dans le moule. La fixation entre les différentes couches formant le panneau est ainsi solutionnée. Cet insert ne constitue pas un pont thermique du fait d'un choix de matériau adéquat. De plus, en laissant accessible après moulage une boucle ou un crochet de levage, il facilite la manutention du panneau. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, lesdits bords verticaux comprennent, une deuxième rainure créant, une fois les panneaux assemblés, une deuxième cavité entre le pilier coulé et l'extérieur et accueillant un isolant pour éviter tout risque de pont thermique dans la liaison entre les panneaux lors de la coulée du béton qui pourrait faire communiquer l'extérieur de la construction avec l'intérieur. Selon un mode de réalisation préféré, cette - 5 deuxième gorge ou rainure verticale est réalisée dans la couche d'isolant. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, lesdits panneaux sont pré-équipés de lignes électriques et de canalisations hydrauliques. L'invention concerne également le dispositif de moulage permettant non seulement d'obtenir l'élément préfabriqué dont le panneau présentant tout ou parties des caractéristiques ci-dessus décrites mais également des éléments préfabriqués de formes et/ou de dimensions différentes. Selon l'invention, le dispositif de moulage est remarquable en ce qu'il est composé par quatre banches formant un quadrilatère horizontal, les quatre banches étant équipées de moyens de guidage et de mise en mouvement de façon à être mobiles en translation pour proposer différents périmètres de quadrilatère tout en gardant fermé ledit quadrilatère. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, une paire de banches est mobile en rotation selon son axe longitudinal horizontal de façon à proposer la préformation en biseau desdits rebords verticaux des panneaux de mur. Bien entendu, l'invention concerne également la construction obtenue à partir des panneaux préfabriqués précités. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement a la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un set de construction, d'un panneau préfabriqué et d'un dispositif de fabrication conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS - 6 - La figure 1 est une vue en perspective d'un montage de panneaux de mur conformes à l'invention; La figure la est une vue de détail en perspective de la partie basse d'une zone de liaison entre deux panneaux 5 assemblés à quatre vingt dix degrés; La figure 2 est une vue de dessus du montage de la figure 1; Les figures 2a, 2b et 2c sont des vues de détail de dessus des zones de liaison entre les panneaux; 10 La figure 3 est une vue de côté en coupe d'un mode de réalisation de panneau de mur conforme à l'invention; La figure 4 est une vue de côté en coupe du panneau de mur de la figure 3 posé sur un pilotis et accueillant un plancher; 15 La figure 5 est une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif de moulage conforme à l'invention; La figure 6 est une vue de côté du dispositif de moulage de la figure 5 avec un panneau moulé à 20 l'intérieur; La figure 7 est une vue de côté en coupe du dispositif de moulage de la figure 5 vide. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Telle qu'illustrée sur le dessin des figures 1 et 2, 25 la construction C est constituée par une pluralité de pans de murs dont seuls trois sont illustrés. Ces pans de murs sont formés par un ou plusieurs panneaux de mur 100 préfabriqués conformes à l'invention. Ces panneaux multicouches 100 sont munis de gorges 30 sur au moins trois de leurs côtés à savoir les gorges droite 110 et gauche 120 sur leurs côtés verticaux et 130 sur leur rebord supérieur. Ces panneaux préfabriqués 100 sont dressés verticalement et sont aboutés de façon à ce qu'ils se trouvent en contact par leurs bords verticaux 35 pourvus desdites gorges verticales parallèles 110 et 120. De même, ces panneaux 100 sont assemblés de façon à - 7 assurer la continuité de la gorge horizontale supérieure 130 au niveau de leur rebord supérieur. Une fois l'ensemble des panneaux préfabriqués positionnés, le béton est coulé sur chantier successivement dans les puits verticaux constitués par les gorges verticales 110 et 120 des panneaux aboutés et dans la gorge supérieure formée par la succession de gorges horizontales 130 desdits panneaux 100 de façon à réaliser une solide ossature comprenant des piliers verticaux et un chaînage horizontal reliant les sommets desdits piliers. Comme illustré sur le dessin de la figure 3, le panneau de mur 100 comprend une pluralité de couches de matériaux dont . - une couche intérieure de revêtement de finition 140 prête à peindre, - une couche intermédiaire d'isolant 150 de dimensions verticales supérieures aux dimensions de la couche intérieure de revêtement 140 et présentant en partie haute 151 et en partie basse 152 une projection vers l'intérieur de sorte que les faces intérieures 153 et 154 des extrémités haute et basse de la couche d'isolant 150 viennent coplanaires avec la face intérieure 141 du revêtement intérieur 140, - une couche extérieure 160 de béton armé susceptible d'accueillir un crépis. Selon le mode de réalisation préféré illustré, le bord horizontal inférieur 170 dudit mur préfabriqué 100 est équipé d'une poutre de soutien 200 obtenue dans la même phase de moulage que le reste du mur 100 et préformée d'un décrochement 210 pour soutenir une dalle 300 comme illustrée en figure 4. Le rebord horizontal supérieur est préformé d'une rainure formant ladite goulotte supérieure 130 permettant de couler une ceinture liant les panneaux préfabriqués 100 entre eux en partie supérieure. Cette goulotte 130 est, selon le mode de réalisation illustré, 5 10 15 20 25 30 35 -8- réalisée par un changement de dimensions dans le bord de la couche extérieure de béton 160 créant un décrochement 161 et par la face orientée vers l'extérieur 155 de la partie supérieure 151 de ladite couche d'isolant 150. Conformément à l'invention, les bords verticaux des panneaux préfabriqués 100 de mur sont biseautés à 45 degrés et sont préformés selon l'angle du mur à réaliser entre chaque panneau de mur. Ces biseaux sont obtenus par moulage et sont préformé de la portion de goulotte 110 ou 120 permettant, par réunion des deux volumes évidés 110 et 120, la création de canaux verticaux accueillant la coulée de béton à des fins de réalisation de piliers. Comme illustrée sur les dessins des figures 1 et 4, la poutre 200 vient en appui par ses extrémités 220 et 230 sur des pilotis verticaux de béton 400. Les pilotis 400 proposent des surfaces horizontales 410 de support des poutres 200. Un treillage d'acier 420 vertical se projette verticalement de l'extrémité haute du pilotis dans l'évidement vertical ou goulotte finale formée verticalement par la réunion des deux demi goulottes 110 et 120 équipant les bords verticaux des panneaux 100 et de participer ainsi à l'armement du béton coulé dans ladite goulotte verticale. Ce positionnement, à la fois vertical et horizontal, facilite le montage et la construction de l'habitation tout en proposant des panneaux de mur 100 avec une rigidité et une isolation optimisées. Le treillage vertical 420 est susceptible de venir compléter l'armement constitué par des treillages horizontaux 111 et 121 débouchant dans les goulottes verticales 110 et 120 (cf. figure 2a). Comme illustrée sur le dessin de la figure la, l'extrémité des poutres 200 est préformée de sorte que, dans un assemblage à quatre-vingt dix degrés, un orifice 240 soit ménagé en partie basse de la colonne à remplir formée par les deux goulottes verticales des deux panneaux 10 15 20 25 30 35 - 9 - aboutés. Cet orifice 240 servant de regard va faciliter le passage du béton en garantissant l'évacuation de l'air et va permettre la surveillance du bon déroulement de l'opération. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention apparaissant sur le dessin de la figure 3, la couche intermédiaire d'isolant 150 est fixée aux autres couches au moyen d'une pluralité d'insert/cales 500 garantissant la tenue entre les couches 140, 150,160 et le positionnement de la couche d'isolant 150 dans le moule en proposant un épaulement 510. Selon un mode de réalisation préféré, cet insert 500 est en plastique ou composite garantissant ainsi la rupture du pont thermique qu'il serait susceptible de former entre les couches et entre l'intérieur et l'extérieur. En outre, comme illustré, ledit insert 500 comporte une boucle extérieure 520 restant accessible après moulage et facilitant la manutention du panneau de mur 100 après moulage. Afin d'éviter la création d'un pont thermique lors de son assemblage, la dalle 300 est elle-même fabriquée selon une configuration multicouche avec . - une couche intérieure 310 assurant la partie visible du plancher, - une couche d'isolant 320 et - une couche de béton 330. Comme illustrés, les épaisseurs de matériaux et le positionnement de la dalle sur la poutre permettent de garantir la rupture de pont thermique à savoir que : - la partie béton 330 vient en contact avec la poutre 200, - la couche d'isolant vient abouter avec la projection intérieure de l'extrémité basse 152 de la couche d'isolant 150 du panneau de mur 100, - la couche de revêtement intérieur 310 vient en contact avec la couche de revêtement intérieur 140 dudit - 10 - panneau de mur 100. Afin de garantir la rupture du pont thermique qui pourrait se créer dans les zones de liaison verticales, lesdits bords verticaux comprennent une deuxième rainure 180 formant, une fois les panneaux 100 assemblés, une deuxième cavité accueillant un isolant 181 évitant tout risque de pont thermique dans la liaison entre les panneaux 100 en retenant le béton de liaison coulé dans les goulottes verticales 110 et 120. La présence de ces goulottes, de ces rainures et le biseautage des bords verticaux, requièrent un dispositif de moulage particulièrement original dont un mode de réalisation est illustré sur les dessins des figures 5, 6 et 7. Comme illustré en vue de dessus, ce moule adopte une configuration modulable dont les dimensions sont susceptibles d'évoluer pour permettre la réalisation de panneaux préfabriqués de dimensions différentes. Ainsi, les quatre parois du moule 600 sont associées entre elles ainsi qu'à des moyens de guidage et de mise en mouvement pour permettre les déplacements à des fins de diminution ou d'agrandissement des dimensions du moule. Ainsi, un seul moule va permettre les réalisations de panneaux différents en dimensions et/ou en orientation des biseaux. Selon le mode de réalisation illustré, ledit moule 600 est composé par quatre banches 610, 620, 630 et 640 formant un quadrilatère horizontal, les quatre banches étant équipées de moyens de guidage et de mise en mouvement de façon à être mobiles en translation pour proposer différents périmètres de quadrilatères tout en gardant fermé ledit quadrilatère. Comme illustrées sur les dessins des figures 6 et 7, les banches 610 et 620 formant les parois moulant les bords verticaux des panneaux de mur sont mobiles selon un axe horizontal longitudinal afin d'assurer le moulage à 45 degrés selon deux orientations possibles. De plus, ces 5 10 - 11 - banches sont équipées de noyaux mobiles 611, 612, 621, et 622 permettant la réalisation des goulottes et rainures supplémentaires décrites plus haut. On comprend que le set de construction, le panneau de mur préfabriqué et son dispositif de moulage, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 15 10 15 20 25 30 35 REVENDICATIONS1. Set de construction (C) composé d'une pluralité d'éléments préfabriqués dont l'élément principal est un panneau de mur (100) préfabriqué obtenu par moulage, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit panneau de mur (100) comprend une pluralité de couches de matériaux dont : - une couche intérieure de revêtement de finition (140), - une couche intermédiaire d'isolant (150) de dimensions verticales supérieures aux dimensions de la couche intérieure de revêtement (140) et présentant, en partie haute (151) et en partie basse (152), une projection vers l'intérieur de sorte que les extrémités haute et basse de la couche d'isolant (150) viennent coplanaires avec la surface intérieure (141) du revêtement intérieur (140), - une couche extérieure de béton armé (160). 2. Set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le bord horizontal inférieur (170) dudit panneau de mur (100) préfabriqué est équipé d'une poutre de soutien (200) obtenue dans la même phase de moulage que le reste du panneau de mur (100) et préformée d'un décrochement (210) pour soutenir une dalle. 3. Set de construction selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le bord horizontal inférieur (170) dudit panneau de mur (100) préfabriqué est équipé d'une poutre de soutien (200) moulée séparément du reste du panneau de mur (100) et préformée d'un décrochement (210) pour soutenir une dalle. 4. Set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le rebord horizontal supérieur du panneau de mur est préformé d'une rainure horizontale (130) formant goulotte permettant de couler une ceinture liant les panneaux préfabriqués (100) entre eux en partie supérieure. 5. Set de construction selon la revendication 1,- 13 - CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la poutre (200) vient en appui par ses extrémités (220 et 230) sur des pilotis verticaux de béton (400). 6. Set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les bords verticaux des panneaux de mur (100) sont biseautés et sont préformés selon l'angle du mur à réaliser entre chaque panneau de mur (100). 7. Set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite couche d'isolant (150) est fixée aux autres couches (140, 160) au moyen d'au moins un insert/cale garantissant la tenue entre les couches et le positionnement de la couche d'isolant lors du moulage. 8. Set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les bords verticaux des panneaux de mur (100) sont préformés d'une rainure verticale (110 et 120) formant une fois les panneaux (100) assemblés, une goulotte verticale dans laquelle peut être construction selon la revendication 8, LE FAIT QUE lesdits bords verticaux deuxième rainure (180) formant, une fois (100) assemblés, une deuxième cavité 25 accueillant un isolant (181) pour éviter tout risque de dans la liaison coulée entre les panneaux construction selon la revendication 1, LE FAIT QUE lesdits panneaux (100) sont lignes électriques et de canalisations construction selon la revendication 7, LE FAIT ledit insert (500) comporte une boucle extérieure (520) restant accessible après moulage et facilitant la manutention du panneau de mur (100) après moulage. coulé et armé du béton. 9. Set de CARACTÉRISÉ PAR comprennent une les panneaux 30 35 pont thermique (100). 10. Set de CARACTÉRISÉ PAR pré-équipés de hydrauliques. 11. Set de CARACTÉRISÉ PAR- 14 - 12. Dispositif de moulage (600) permettant de fabriquer le panneau de mur (100) du set de construction selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est composé par quatre banches (610, 620, 630, 640) formant un quadrilatère horizontal, les quatre banches étant équipées de moyens de guidage et de mise en mouvement de façon à être mobiles en translation pour proposer différents périmètres de quadrilatère tout en gardant ledit quadrilatère fermé. 13. Dispositif de moulage (600) selon la revendication 11, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'une paire de banches (610 et 620) est mobile en rotation selon son axe longitudinal horizontal de façon à proposer la préformation en biseau desdits rebords verticaux des panneaux de mur (100). 25 30 35