Brevet FR2988750A1 — publié le 20131004

La présente invention concerne une faîtière en cellulose moulée imprégnée de bitume ainsi que son application à la couverture d'une toiture. Le domaine de l'invention est celui de la fabrication des éléments de toiture et de la construction des bâtiments comportant une toiture. Les éléments de couverture en fibres de cellulose imprégnés de bitume sont connus depuis de nombreuses années et permettent de recouvrir les toitures des bâtiments d'une manière simple et économique. Ces éléments sont relativement rigides et les déformations qu'ils peuvent supporter sans risque de fissuration, déchirure ou cassure sont d'amplitudes relativement limitées. Dans le cas d'éléments qui sont des plaques ondulées étendues, cela n'est pas un problème puisqu'elles sont destinées à être placées sur des versants plats. Par contre, certains de ces éléments de couverture, notamment les faîtière, arêtier, sont destinés à recouvrir des zones singulières de la toiture qui ont des formes non planes. Ces faîtières ou arêtiers sont des éléments allongés formés d'une seule pièce en forme de gouttière centrale inversée avec deux ailes planes latérales de chaque coté. Le long des arêtes du toit, notamment le long de la ligne de faîte, l'angle entre les deux versants de chaque coté de l'arête, peut varier d'un bâtiment à un autre. Or, pour assurer une étanchéité et une isolation efficaces, les éléments de couverture doivent s'appliquer relativement précisément, notamment les ailes latérales, sur la toiture et ses éléments de couverture adjacents/sous-jacents. Si on cherche à déformer fortement l'élément de couverture pour qu'il s'applique correctement contre la couverture il y a un grand risque de craquelure, cassure, déchirure ou fissuration immédiate ou plus tardive. Ces défauts apparaissent en général le long du sommet de la faîtière et le long des lignes de raccordement de la gouttière centrale avec les ailes latérales. Dans le cas de faîtières, on est donc amené à réaliser des genres différents de faitières se distinguant entre eux par l'angle d'ouverture des ailes de la faitière hors contrainte de déformation. L'angle d'ouverture d'ailes de la faîtière correspond à l'angle ouvert vers le bas le long de la ligne de croisement des deux plans portant les ailes latérales de la faitière qui doivent s'appliquer contre la toiture et/ou les éléments de couverture sous-jacents déjà disposés sur la toiture. Il en résulte des coûts de fabrication et stockage augmentés et un risque d'erreur lors de l'installation de l'élément de couverture si le genre utilisé n'est pas adapté à la toiture. Le demandeur s'est aperçu que malgré la relative rigidité des 5 éléments de couverture en cellulose moulée imprégnés de bitume, l'amplitude de déformation possible sous contrainte sans risque de détérioration ou destruction de l'élément pouvait être grandement augmentée par un type de forme particulier de l'élément de couverture. La détérioration ou destruction correspond à l'apparition de fissures, déchirures ou cassures 10 à court ou moyen terme. En général, le comportement sous contrainte est déterminé dans des conditions expérimentales déterminées, notamment cycles climatiques faisant varier la température et l'humidité. Dans le cas d'une faîtière, la réalisation d'un élément d'angle d'ouverture d'ailes particulièrement fermé permet une utilisation sur une large 15 gamme d'angles de faîte de toiture, ce que ne permettent pas les faîtières classiques à angle d'ouverture d'ailes bien plus ouvert. En outre, des formes particulières des différentes parties de l'élément peuvent aussi aider à améliorer les performances de l'élément en termes d'adaptabilité. C'est ainsi que l'invention concerne tout d'abord une application d'une 20 faîtière en cellulose moulée imprégnée de bitume au recouvrement d'une toiture, la faîtière présentant une forme générale de profilé admettant un plan de symétrie vertical allongé et comportant transversalement une partie centrale concave vers le bas se poursuivant latéralement et symétriquement de chaque coté par deux ailes planes inclinées vers le bas pour former entre 25 elles un angle d'ouverture d'ailes a considéré du côté concave de la partie centrale, dans laquelle la partie centrale de la faîtière est posée en recouvrement d'une arête de faîte d'une toiture définie entre deux versants 16 formant entre eux un angle de faîte y, les ailes étant appliquées à plat contre les deux versants de la toiture toit. 30 Dans cette application, à partir d'une configuration libre dans laquelle la faîtière ne subit pas de contrainte et dans laquelle l'angle d'ouverture d'ailes a une valeur déterminée, la faîtière est appliquée par déformation de son angle d'ouverture d'ailes, sans détérioration ou destruction de la faîtière, à une gamme d'angles de faîte y comprise entre 90 degrés et 163 degrés. Dans le cas d'une toiture symétrique cela correspond à une gamme d'angles de pente d'un versant (=angle du versant par rapport à l'horizontale) comprise approximativement entre au maximum 45 degrés soit 100% et 16,7 degrés soit 30 %, dans une variante entre 45 degrés et 8,5 degrés soit 15%. De préférence, la gamme d'angles de faîte est comprise entre 90 degrés et 147 degrés. Dans une modalité de cette application, en l'absence de contrainte de déformation, l'angle d'ouverture d'ailes a est compris entre 116 degrés et 96 degrés, (=106 degrés +/- 10 degrés), soit un angle d'aile par rapport à l'horizontale 13 compris entre 42 degrés et 32 degrés (=37 degrés +/- 5 degrés). L'invention concerne également une faîtière en cellulose moulée imprégnée de bitume, de forme allongée dans le sens de la longueur, comportant transversalement une partie centrale symétrique concave vers le bas se poursuivant latéralement et symétriquement de chaque coté par deux ailes planes inclinées du haut coté partie centrale vers le bas latéralement, lesdites ailes étant portées par deux plans se croisant selon un angle d'ouverture d'ailes vers le bas, les ailes étant destinées à venir s'appliquer à plat contre deux versants plats d'un toit en V inversé le long du raccordement anguleux desdits deux versants, lesdits versants définissant entre eux un angle de faîte déterminé. Selon cette invention, en l'absence de contrainte de déformation, l'angle d'ouverture d'ailes a est compris entre 116 degrés et 96 degrés, (=106 degrés +/- 10 degrés), soit un angle d'aile par rapport à l'horizontale 13 25 compris entre 42 degrés et 32 degrés (=37 degrés +/- 5 degrés). Le terme faîtière doit être pris dans un sens large d'élément de couverture destiné à recouvrir une ligne de cassure de pente, notamment de faîte de toit, mais aussi de pan coupé de toit et elle s'apparente alors à un arêtier. 30 Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont employés : - l'angle d'ouverture d'ailes est de 106 degrés +/- 10 degrés, - l'angle d'ouverture d'ailes est de 106 degrés +/- 5 degrés, - l'angle d'ouverture d'ailes est de 106 degrés, soit un angle d'aile par rapport à l'horizontale de 37 degrés, - de chaque coté de la partie centrale, la zone de raccordement entre la partie centrale et l'aile correspondante comporte un arrondi en arc de cercle, 5 - l'arrondi en arc de cercle de la zone de raccordement entre la partie centrale et l'aile correspondante est concave vers l'extérieur, - la partie centrale comporte un segment sommital en arc de cercle se poursuivant latéralement, de chaque coté par deux segments droits inclinés jusqu'à la zone de raccordement, 10 - le segment sommital en arc de cercle a un rayon intérieur de 35 mm et une amplitude projetée sur une horizontale d'environ 2 fois 31 mm, - l'arrondi en arc de cercle de la zone de raccordement entre la partie centrale et l'aile correspondante a un rayon extérieur de 15 mm, - chacune des ailes comporte sur la longueur et en plein champ un 15 embossage plat de surélévation de l'aile, - l'embossage est étendu sur toute la longueur de la faîtière, - l'embossage est destiné à recevoir des moyens de fixation de la faîtière aux éléments de la toiture et à cette dernière, lesdits moyens de fixation étant choisis parmi les clous, pointes ou vis, 20 - la partie centrale comporte transversalement des cannelures, lesdites cannelures étant agencées par paires, - les cannelures sont des zones de surélévation de la faîtière, - les cannelures s'arrêtent à leurs deux extrémités avant ou juste au début de l'arrondi en arc de cercle de la zone de raccordement entre la partie centrale 25 et l'aile correspondante, - la faîtière a une largeur d'environ 175 mm, une longueur d'environ 1060 mm, une hauteur d'environ 79 mm, une épaisseur d'environ 2,5 mm et les ailes ont une largeur d'environ 52 mm, - la faîtière a une largeur d'environ 175 mm, 30 - la faîtière a une longueur d'environ 1060 mm, - la faîtière a une hauteur d'environ 79 mm, - la faîtière a une épaisseur d'environ 2,5 mm, - les ailes ont une largeur d'environ 52 mm, - les deux embossages sont surélevés d'environ 1,5 mm, 35 - les embossages ont une largeur d'environ 25 mm, - l'embossage se termine à environ 13 mm de l'arrondi en arc de cercle de la zone de raccordement entre la partie centrale et l'aile correspondante, - l'embossage se termine à environ 14 mm de l'extrémité libre de l'aile, - la faîtière comporte quatre paires de cannelures, - la largeur de la cannelure correspondant à une mesure sur la longueur de la faîtière, est d'environ 15 mm, - dans une paire, les deux cannelures sont séparées bord à bord adjacents de 30 mm tel que mesuré sur la longueur de la faîtière, - chacune des deux extrémités de longueur de la faîtière comporte une paire 10 de cannelures, - la paire de cannelure d'extrémité de faîtière comporte un bord de première cannelure de la paire à 10 mm de l'extrémité de la faîtière, - la forme de la faitière est obtenue par un procédé de fabrication en parallèle et en continu, une bande de cellulose étant moulée avec un procédé en 15 défilement continu formant des lignes parallèles de faîtières sur la bande, la bande étant ensuite découpée en segments de longueur déterminée puis les segments étant imprégnés de bitume à chaud et les segments imprégnés étant ensuite découpés pour obtenir des faîtières individuelles, - la forme de la faîtière est obtenue par un procédé discontinu de 20 concentration et moulage à chaud sous pression d'une pulpe de cellulose et avec aspiration des fluides dans un moule à forme et contre-forme, ladite forme étant ensuite imprégnés de bitume à chaud, - l'imprégnation de bitume à chaud s'effectue sur une forme de cellulose séchée. 25 La présente invention, sans qu'elle en soit pour autant limitée, va maintenant être exemplifiée avec la description qui suit de modes de réalisation et de mise en oeuvre en relation avec : la Figure 1 qui représente en perspective une faîtière selon l'invention, la Figure 2 qui représente une vue de dessus de la faîtière de la Figure 1, 30 la Figure 3 qui représente une vue de dessous de la faîtière de la Figure 1, la Figure 4 qui représente une vue latérale frontale de la faîtière de la Figure 1, la Figure 5 qui représente une vue latérale dorsale de la faîtière de la Figure 1, la Figure 6 qui représente une vue axiale/transversale coté droit de la faîtière de la Figure 1, la Figure 7 qui représente une vue axiale/transversale coté gauche de la faîtière de la Figure 1, et la Figure 8 qui représente une habitation avec toiture à ligne de faîte. Typiquement, dans une faîtière classique et en l'absence de contrainte de déformation, l'angle d'ouverture d'ailes a est d'environ 146 degrés, ce qui correspond à des ailes inclinées à 17 degrés par rapport à l'horizontale. Dans la faitière de l'invention, cet angle d'ouverture d'ailes est bien plus petit, on dit alors que la faitière est plus fermée que la faitière classique. Dans l'exemple représenté à la suite, cet angle d'ouverture d'ailes a, en l'absence de contrainte de déformation, est d'environ 106 degrés, ce qui correspond à des ailes inclinées à un angle 13 de 37 degrés par rapport à l'horizontale. Sur la Figure 8, on peut voir une habitation dont la toiture comporte deux versants 16 se rejoignant le long d'une ligne de faîte 17. L'angle de faîte le long de la ligne de faîte entre les deux versants est désigné ysur la Figure 8. La faitière est un élément allongé symétrique comportant une partie centrale 2 symétrique concave vers le bas formant une gouttière inversée et se poursuivant latéralement et symétriquement de chaque coté par deux ailes 3 planes inclinées du haut coté partie centrale vers le bas latéralement. Sur la Figure 1, l'extrémité axiale/transversale gauche 4 de la faitière est placée vers l'observateur et l'autre extrémité axiale/transversale droite 5 à l'opposé. Le dessus 6 de la faîtière est vers le haut de la Figure 1 et le bas 7 de la faîtière est vers le bas de la Figure 1. Le coté frontal 8 correspondant à un premier bord latéral sur la longueur de la faitière est vers l'observateur sur la Figure 1 et le coté dorsal de l'autre coté de la faitière. Un embossage 10 plat, linéaire et surélevé court le long de chaque aile 3. Des cannelures 11 sont disposées par paires, transversalement, le long de la partie centrale 2 de la faitière. Les paires de cannelures d'extrémités gauche ou droite sont destinées à venir en recouvrement lors de l'installation des faitières qui se fait donc par chevauchement partiel aux extrémités. Les Figures 2 à 5 permettent de mieux voir la structure essentiellement symétrique de la faitière. Les Figures 6 et 7 montrent mieux la structure de la partie centrale 2 qui est formée d'un segment sommital 12 en arc de cercle concave vers le bas se poursuivant latéralement, de chaque coté, par deux segments droits/plats 13. La partie centrale 2 est reliée à l'aile correspondante par une zone de 5 raccordement 14 entre le segment droit 13 et l'aile correspondante 3. Cette zone de raccordement comporte un arrondi en arc de cercle 14. Cet arrondi en arc de cercle 14 améliore encore le comportement de la faîtière soumise à une déformation sous contrainte et permet d'augmenter encore plus l'amplitude de la déformation sous contrainte de l'angle d'ouverture d'ailes 10 sans risque de détérioration/destruction de la faîtière. La faîtière de l'invention peut typiquement être installée sans risque de détérioration ou destruction sur des toitures dans une gamme d'angles de faîte (=angle ouvert vers le bas entre les deux versants de la toiture) comprise entre 90 degrés et 146,6 degrés, et de préférence jusqu'à 163 15 degrés. Si on considère l'angle de pente d'un versant (=angle du versant par rapport à l'horizontale) et avec une toiture symétrique, cela correspond aux limites suivantes pour l'angle de pente du versant : 45 degrés soit 100% et 16,7 degrés soit 30% et, de préférence, jusqu'à 8,5 degrés soit 15%. La 20 relation entre l'angle de pente d'un versant, considéré par rapport à l'horizontale, et son expression en pourcents est donnée par la tangente de l'angle. A titre d'exemple de conditions expérimentales déterminées permettant de vérifier le comportement sous contrainte de la faîtière, on peut 25 considérer la méthode de test TS EN 534 7.4.4. La mise en oeuvre de cette méthode est résumée succinctement à la suite : - installation et fixation par des pointes ou vis à travers les ailes, de la faîtière sur un modèle rigide de faîte de toiture ayant un angle de faîte déterminé ; - placement de la faîtière dans un bain d'eau déminéralisée pour absorption ; 30 - sortie de la faîtière et placement dans une chambre de congélation à une température de -20°C pour congélation; - sortie de la faîtière et placement dans un four ventilé à une température de +50°C pour chauffage. Ces différentes étapes d'absorption, congélation et chauffage sont 35 répétées un certain nombre de fois avec des durées individuelles déterminées et à la fin, la faîtière est examinée à la recherche d'une détérioration ou d'une destruction pouvant notamment se manifester par la présence de craquelures, cassures, déchirures ou fissurations. On comprend que les valeurs données dans la description de cet 5 exemple de faîtière sont approximatives et indicatives et qu'elles peuvent être différentes selon les modèles spécifiques qui sont fabriqués. De même, la faitière de l'invention peut aussi bien s'appliquer à une toiture dont les deux pentes de versants sont identiques, donc à faîte symétrique, que des toitures à pentes de versants différentes, donc à faîte dissymétrique. Enfin, la 10 faîtière de l'invention peut également trouver son application en tant qu'arêtier. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes et équivalents conformes à son esprit. Ainsi, on comprend que 15 l'invention peut être déclinée selon de nombreuses autres possibilités sans pour autant sortir du cadre défini par la description et les revendications.