Brevet FR2981097A1 — publié le 20130412

DISPOSITIF POUR REALISER DES ISOLATIONS DE GRANDE EPAISSEUR Le procédé décrit s'applique à la réalisation d'isolation par l'extérieur des ouvrages destinés généralement à l'habitation, aux bureaux et bâtiments industriels qui 5 doivent être maintenus à une température approximativement constante. Dans le contexte environnemental des Nouvelles Réglementations Thermiques 2020 qui imposent la réalisation de bâtiments « passifs », et le coût de l'énergie dans le futur, il est fondamental que les bâtiments qui sont exploités avec la contrainte d'une température pratiquement constante soient d'une part parfaitement isolés et d'autre 10 part bénéficient d'une inertie thermique élevée. Pour réaliser une isolation de forte résistance thermique sous une épaisseur minimum, il n'existe pas d'autre solution que de rapporter sur la structure un isolant dont l'épaisseur sera fonction du X (conductivité thermique en W/m °C) de l'isolant choisi et de la résistance thermique visée pour l'ouvrage. L'isolation peut être 15 disposée soit à l'intérieur du logement soit à l'extérieur et parfois sur les 2 faces (intérieure & extérieure). A contrario de la solution de l'isolation extérieure, l'isolation posée à l'intérieur prive le bâtiment de son inertie thermique, présente des difficultés pour annihiler les effets néfastes des ponts thermiques au niveau des jonctions planchers & refends avec les murs extérieurs, et conduit à une emprise 20 importante sur le volume habitable. Concernant ce dernier inconvénient, il est important de remarquer économiquement que : - le prix de la construction est sensiblement proportionnel à la surface projetée sur un plan horizontal du bâtiment à construire (SHON), - Le prix de vente est proportionnel à la surface habitable (ou surface 25 balayable), - La marge se caractérise par la différence entre ces 2 prix. Dans le cas d'une isolation rapportée à l'intérieur des logements, la surface balayable est égale à la SHON déduction faite du périmètre que multiplie l'épaisseur des parois structurelles extérieures à laquelle il convient de rajouter l'épaisseur de l'isolant. L'homme de l'art comprend ainsi aisément qu'à épaisseur d'isolant égale, la solution de l'isolation posée à l'extérieur conduit soit à une augmentation de la marge, soit à marge égale à une réduction du prix. Pour réaliser une isolation thermique extérieure qui satisfasse aux NRT 2020, il est nécessaire de procéder à la pose sur la structure d'une isolation thermique de 20 à 30cm au minimum. Ce complexe isolant doit être généralement recouvert par un parement de finition (enduit d'épaisseur variable, pierre ou bois). Le poids de ce parement (entre 75 et 125 kg/m2) doit être transmis à la structure porteuse. On comprend très facilement que plus l'épaisseur de l'isolant est importante, plus le moment est élevé, et donc plus cette liaison est difficile à réaliser. Pour des isolations inférieures à 10 cm il est traditionnellement possible de fixer directement l'isolant sur la structure au moyen de clous chevillés qui possèdent un dispositif de rupture de ponts. Par contre pour des isolations supérieures à cette valeur de 10 cm, la valeur du moment, et donc des forces à reprendre, est élevée ce qui conduit à des mises en oeuvre onéreuses et peu durables en raison des risques accrus de fluage des fixations sous forces élevées. Traditionnellement, pour répondre à ces impératifs, les entreprises exécutent cette fonction après la construction des voiles extérieurs. Suivant ce procédé, les ouvriers procèdent sur le chantier à la pose d'équerres (5/m2) chevillées (4 chevilles/équerre) sur les voiles extérieurs. La dimension des ailes de ces pièces de fixation est largement supérieure à l'épaisseur de l'isolant. Lesdites équerres perforent l'isolant qui est lui-même verrouillé par un dispositif, en bois ou métallique, lui-même fixé sur les équerres. Le parement (bardage, enduit ou pierre) est ensuite rapporté sur ces verrous. Ces technologies traditionnelles réalisées en hauteur sur chantiers sont longues et onéreuses. Par ailleurs, les fixations rapportées ne sont pas durables car soumises au phénomène de fluage qui conduit dans le temps à des désordres dus au décrochage des parements. Une technologie de préfabrication est connue dans la filière bois. Entre des raidisseurs qui relient les faces extérieures et intérieures des murs en contact avec l'extérieur, les entreprises disposent un isolant thermique d'une épaisseur de 20 à 30cm. Cette disposition répond parfaitement à la réglementation relative à la résistance thermique des parois extérieures, mais ne présentant pas ou très peu d'inertie thermique, elle ne joue que sur la température de l'air intérieur et ne répond donc pas à la notion de base du confort. Par ailleurs elle conduit à transporter des volumes importants qui induisent une surconsommation d'énergie grise. Enfin, il faut signaler un autre inconvénient lié à la durée de vie (30 ans en moyenne) des isolants traditionnellement utilisés. Qu'ils soient posés en extérieur, et a fortiori en intérieur, leur remplacement conduit à des travaux affectant non seulement l'isolation mais également le parement décoratif. Ces travaux représentent un coût important et une gêne pour les occupants. Le procédé ci-dessous revendiqué permet de pallier particulièrement les inconvénients suivants : - Pas de mise en oeuvre sur le chantier grâce à un système de préfabrication dont le transport est assuré replié afin de limiter au maximum le volume des vides transportés, - Inertie thermique interne à l'enveloppe habitable, - Assurer la possibilité de remplacement des isolants sans destruction des parements. Le procédé selon l'invention sera mieux compris par les descriptions appuyées sur les figures suivantes. Il est bien évidemment que les descriptions technologiques sont données à titre d'exemple non limitatif. Ces descriptions sont données avec références aux dessins annexés dans lesquels : Les figures la, lb, lc de la planche 1 sont des représentations schématiques du dispositif replié, en cours de déploiement et déplié ; Les figures 2a à 2d de la planche 2 sont des représentations schématiques du dispositif monté sur un mur existant (neuf ou ancien) : - Les figures 2a, 2b, représentent le dispositif en position repliée respectivement sur une vue en coupe et en perspective ; - Les figures 2c & 2d représentent le dispositif en position dépliée respectivement sur une vue en coupe et en perspective. Les figures 3a à 3g de la planche 3 représentent schématiquement les sous- ensembles qui assemblés constitueront le dispositif revendiqué : - La figure 3a est une représentation schématique du dispositif de rotation extérieur {1} - La figure 3b représente en perspective ledit dispositif {1} - La figure 3c est une représentation schématique de la suspente à rupture de joint repliable {2} - La figure 3d est une représentation schématique de la suspente tridimensionnelle 3 - La figure 3e est un détail qui définit le profil des suspentes - La figure 3f est une représentation schématique de la suspente tridimensionnelle articulée 4 - La figure 3g est une représentation schématique des sous-ensembles assemblés sur la barre de liaison au mur à isoler Les figures 4a à 4c représentent schématiquement le dispositif sur un voile neuf réalisé selon la technologie de coffrage filtrant objet du brevet n°99.13463 inventeur Philippe DURAND. Les figures 5a à 5f représentent les différentes phases de mise en oeuvre du dispositif revendiqué. Les figures 6a & 6b montrent le principe de remplacement de l'isolant ancien. Dans ce qui suit, par simplification, la description faite à partir d'une isolation de grande épaisseur selon le principe revendiqué est décrit disposé sur un procédé breveté antérieurement (brevet n° 99.13463 inventeur Philippe DURAND). Il est constant que le dispositif revendiqué est applicable sur d'autres procédés traditionnels pour réaliser des bâtiments neufs ou isoler des ouvrages anciens. La planche 1, représente un exemple élémentaire du principe du dispositif dans les différentes positions : - Figure la en position fermée qui est la position de stockage et de transport, - Figure lb en position en cours d'ouverture, - Figure lc en position totalement ouverte. Sur les figures précitées et particulièrement sur la figure 1c on distingue : - les sous-ensembles {1}, dont la description sera effectuée plus amplement pour la planche 3a. Le sous-ensemble {1} comporte deux alésages parallèles dont les axes sont coïncidents avec ceux des axes de rotation 3a & 4a des suspentes tridimensionnelles 3 et suspentes tridimensionnelles articulées 4. - Les suspentes 3 & 4 possèdent des axes de rotation 3b & 4b parallèles aux axes 3a & 4a précités. - Une suspente articulée à rupture de pont {2}, qui possède 2 axes de rotation parallèles 2a & 2b. L'axe 2a est coïncident avec l'axe 4b. - Un support d'accrochage 5 muni d'alésages à axes 5a & 5b parallèles et coïncidents avec les axes 3b & 2b précités - Le mur 6 devant recevoir l'isolation de grande épaisseur par fixation rigide des pièces 5 Afin de permettre le repliement de l'ensemble, un certain nombre de relations sont impératives : - les distances entre les axes 2a-2b des pièces 2 & les axes 4a- 4b des pièces 4 sont identiques ; - Cette distance est par ailleurs égale à la moitié de la distance entre les axes 3a-3b ; - La distance entre les axes 5a-5b est au moins inférieure à la somme des distances des axes 3a-3b augmentée de la longueur « L1 » (distance de 3a à 4a) de la pièce {1} ; - Préférentiellement, afin que l'effet tridimensionnel soit optimum, les suspentes 2, 4 & 3 dépliées présenteront un angle aussi proche que possible de 45° avec le plan horizontal. Cette condition complémentaire souhaitable fixe la distance optimale des axes 5a-5b. Cette disposition repliable présente 2 avantages principaux : - Bien que pouvant dégager un volume de grande épaisseur destiné à recevoir un isolant non lié voire pulvérulent, le volume stocké et transporté est minimum ; - En position dépliée, la structure constituée par les suspentes {3} & {4} d'une part et {2} d'autre part, située dans des plans sécants et préférentiellement inclinés approximativement à 45° par rapport à l'horizontal, réalise une structure tridimensionnelle. Dans l'exemple représenté sur la planche 2, le dispositif {0} décrit ci-dessus est disposé sur un ouvrage à isoler par l'extérieur avec une grande épaisseur. Dans le cas d'un voile ou mur 6 déjà réalisé, la fixation se fait par des moyens connus du support de suspente 5 sur le mur 6. Dans le cas de mur 6 neuf réalisé par le système objet du brevet N° 99.13463, la fixation se fait tel qu'il sera décrit et représenté en planche 4, par l'intermédiaire des verrous 7 disposés dans les boucles des échelles frettes. Sur les figures 2a en coupe et 2b en perspective, le dispositif est représenté en position fermée. Cette position correspond à la première phase de pose. Sur les figures 2c en coupe et 2d en perspective, le dispositif est représenté en position ouverte. Cette position correspond à la seconde phase de pose. Une fois rempli par l'isolant, le volume 16 protège l'ensemble de la structure y compris les ponts thermiques aux liaisons murs extérieurs 6, plancher supérieur 6a, plancher inférieur 6b et refend 6c. Dans l'exemple sur la planche 3 on représente : - Sur la figure 3a le sous-ensemble bloc extérieur {1} est schématisé. Ledit sous- ensemble est constitué de : o Un bloc de serrage extérieur 8a en matière isolante (par exemple Polyuréthane) muni de deux alésages à axes parallèles la & lb qui sont coïncidents respectivement avec les axes 3a & 4a. Le bloc de serrage extérieur 8a comprend un pied préférentiellement cylindrique sur lequel est disposé un trou d'axe 8g disposé parallèlement aux axes la &lb. Ledit bloc de serrage extérieur 8a comporte également un logement 8f destiné à recevoir un joint d'étanchéité 8h. Afin de répondre aux règlements incendie, le bloc de serrage extérieur 8a est préférentiellement armé par un crochet de sécurité 8c en matière résistant au feu (par exemple acier) ; o Une entretoise lame d'air 8b coaxiale avec l'axe principal du bloc de serrage extérieur 8a. Cette pièce 8b est préférentiellement en matière qui présente une résistance thermique élevée (PVC ou autre par exemple). Enfin, sur la face d'appui extérieure la pièce 8b comporte des rainures destinées à renforcer l'étanchéité au niveau de l'appui sur le film d'étanchéité 10. La hauteur de l'entretoise 8b sera choisie de façon à maintenir une distance entre le film d'étanchéité de l'isolant 19 et le film d'étanchéité 10 extérieur de valeur au moins égale à l'épaisseur de la lame d'air réglementaire 14 (en général 2 cm) ; o Un crochet de sécurité 8c incorporé à la fabrication, en général injecté. Ledit crochet 8c entoure les axes des alésages 1a & lb. Cette disposition permet d'assurer une fixation de sécurité du parement extérieur en cas de destruction des parties sensibles au feu par exemple de la pièce {8} et sécurise l'intervention du personnel d'incendie ; o Bien que facultatif mais préférable, un joint d'étanchéité 8d extérieur à la lame d'air. Ce joint est serré entre la pièce {8} et le film d'étanchéité extérieur 10. Le rôle dudit joint 8d est d'éviter toute pénétration d'eau à l'intérieur de la lame d'air ; o Un organe de serrage 8e. La fonction de serrage de cet organe 8e peut par exemple être réalisée comme représenté par un excentrique dont l'axe de rotation est coïncident avec l'axe 8g. Cet axe d'excentrique sera en matière qui présente une résistance au feu élevée. Ainsi, en cas d'incendie le parement sera relié à la structure par des éléments présentant une résistance au feu qui laissera aux services de sécurité le temps d'intervention sans risque de chute du parement ; o Une paroi coffrante d'isolant 9. Ladite paroi 9 est destinée à confiner l'isolant à l'intérieur du volume isolant 16. La paroi 9 est filtrante et autorise sans dégradation le passage des condensats du volume isolant 16 dans la lame d'air 14. o Un film extérieur d'étanchéité 10. Les rôles dudit film sont : ^ d'interdire, ou pour le moins de limiter la pénétration des eaux de ruissellement sur le parement extérieur, ^ Servir de support de projection en cas de parement extérieur projeté. o Une grille 11 qui constituera une armature (en acier galvanisé ou composite) pour les parements extérieurs projetés. - La figure 3b représente un exemple de réalisation de l'excentrique 8e. Ledit excentrique a son axe de rotation coïncident avec l'alésage 8g de la pièce de serrage 8a. - Sur la figure 3c est schématisé un sous-ensemble {2} qui constitue la suspente à rupture de joint. Ledit sous-ensemble se compose de : o Une pièce 2c suspente de rupture thermique. Ladite pièce 2c en matière (composite) présente une résistance thermique élevée. Sa section sera suffisante afin de supporter les contraintes de traction engendrées par le poids du parement extérieur (par exemple 150 kg/m2). La pièce 2c comporte deux alésages dont les axes 2a & 2b sont parallèles. L'alésage d'axe 2b est destiné à recevoir un verrou intérieur 7 lié au mur (neuf ou ancien) 6 à isoler. L'alésage d'axe 2a est destiné à recevoir une bague 13, décrite ci-après. Avantageusement, la pièce {2} possède un clips 2d qui confirme le verrouillage des pièces {4} & {2} lorsque leurs axes principaux sont confondus (c'est-à-dire en position totalement ouverte). o Une bague à rupture 13 en matériau élastique (caoutchouc par exemple). Ladite bague 13 est préférentiellement cylindrique et de diamètre sensiblement égal à celui de l'alésage d'axe 2a de la pièce 2c. Elle est munie d'un trou 13a coaxial avec l'axe 2a. Ce trou 13a est destiné à recevoir la forme droite 4c de la suspente tridimensionnelle articulée {4}. Une fente 13b qui relie le trou intérieur au cylindre extérieur, permet le passage de la tige droite 4c de la suspente articulée {4} . Ce dispositif 13 constitue un amortisseur qui découple les masses du parement extérieur et la Masse de la structure. Cette technologie particulière qui respecte la loi « masse-ressort-MASSE » répond aux conditions d'affaiblissement acoustique. - Sur la figure 3d est schématisée la suspente articulée 4. Ladite pièce est constituée par un fil dont le profil a une forme en Vé et une section préférentiellement circulaire. Les parties droites 4c & 4c' ont des axes 4a & 4b sensiblement parallèles. Les parties droites 4c & 4c' sont situées dans un même plan mais leurs médiatrices ne sont pas coïncidentes. Par ailleurs la distance normale entre les axes 4c-4c' est sensiblement égale à celle entre les axes 2a-2b de la pièce {2} 2 98 109 7 10 - La figure 3e est une vue de détail qui représente le profil de la pièce 4 dont le pas est identique à celui de la pièce 3 mais de hauteur différente. - Sur la figure 3f est schématisée la suspente tridimensionnelle de compression 3. Ladite suspente a un profil et une section de même nature que ceux décrits 5 pour la suspente articulée 4. Toutefois, pour des raisons de résistance mécanique, les dimensions de la section peuvent être différentes. De même, pour respecter le principe dont il est fait mention dans la description attachée à la figure 1, la distance entre les axes 3a-3b est double de celle entre les axes 4a-4b. 10 - La figure 3g est l'assemblage schématique des pièces{ 2}, {3} & {4}. Ledit assemblage réalise le principe décrit en planche du dispositif articulé revendiqué. Dans l'exemple représenté sur les figures de la planche 4 (vue 4a en coupe, 4b en perspective et 4c détail en coupe de l'accrochage), le dispositif revendiqué est 15 représenté monté sur un voile à réaliser qui utilise le principe du brevet n° 99.13463. Ces différentes figures montrent schématiquement la liaison entre le dispositif et la cage d'armatures coffrantes {18} destinée à recevoir le matériau de remplissage structurel (béton en général). Ladite liaison est avantageusement réalisée par l'introduction des verrous intérieurs 7 dans les boucles des échelles 18a de la cage 20 {18}. Par cette disposition le parement extérieur, par exemple enduit ou pierres agrafées, est lié positivement à la structure. Ainsi, il n'existe plus de risque de désolidarisation de la partie lourde du parement (pierre par exemple) avec la structure. Cette désolidarisation est une conséquence du fluage des chevilles de fixation utilisées dans le système traditionnel. 25 Sur la planche 5, les figures 5a à 5 f schématisent suivant coupes les phases de mise en oeuvre du procédé revendiqué. La figure 5a représente un exemple de l'ouvrage structurel à isoler selon le principe du brevet n° 99.13463 ; La figure 5b schématise la phase 1 de la pose du dispositif {1} à l'état replié ; La figure 5c montre la phase 2 de la pose dudit dispositif {1} déplié ; La figure 5d représente la phase 3 qui correspond au remplissage généralement en béton 20 des volumes structurels des voiles extérieurs 6, plancher supérieur 6a, plancher inférieur 6b & refend 6c ; La figure 5e schématise la phase 4 qui montre le remplissage par un isolant 17 de nature pulvérulente du volume isolant. Ledit isolant est mis en oeuvre par insufflation 10 dans les bouches supérieures 22 ; La figure 5f représente la phase 5 finale qui correspond à la pose du parement extérieur 23. Ledit parement s'étend à la fois sur les faces extérieure et intérieure de la grille armée 11. Le parement extérieur 23 est par ailleurs solidaire de la structure grâce à la chaîne pièce de serrage excentrique 8e, crochet de sécurité 8c, suspente 15 articulée 4 & suspente de compression 3. La pièce 2 qui peut également être armée peut préférentiellement être en composite uniquement. En effet, compte tenu de son épaisseur, l'isolant 17 constitue pour cette pièce {2} une protection suffisante contre les désordres consécutifs à un sinistre (incendie par exemple). En planche 6, le rédacteur montre comment l'isolant qui a perdu ses capacités 20 d'isolation au cours du temps peut être remplacé. La figure 6a, est une vue en perspective qui montre le mur isolé en cours de vidage de son isolant ancien. Cette vidange est réalisée en aspirant, dans le sens de la flèche « F », par la buse inférieure 21 l'ancien isolant. Ladite buse 21 est équipée d'un volet ou clapet de fermeture non représenté qui sera disposé en position ouverte avant de 25 pratiquer cette aspiration, et fermé lorsque l'aspiration complète de l'ancien isolant est achevée. La figure 6b, est une vue en perspective qui montre le mur isolé en cours de remplissage après avoir vidangé intégralement son isolant ancien. Cette vidange est réalisée en insufflant, dans le sens de la flèche « F », par la buse supérieure 22 le nouvel isolant. Ladite buse 22 est équipée d'un volet ou clapet de fermeture non représenté qui sera disposé en position ouverte avant de pratiquer cette insufflation. REVENDICATIONS1. Dispositif destiné à la réalisation d'isolation de grande épaisseur (17) intégrée à des ouvrages neufs en béton ou rapportée sur des ouvrages anciens, caractérisé en ce que ledit dispositif est réalisé au moyen d'un mécanisme constitué de sous-ensembles ({1}, {2}, 3 & 4) dont au moins deux (3 & 4) sont constitués par des « Vés » développés dans des plans sécants afin de réaliser une structure tridimensionnelle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'afin de permettre son repliement, le dispositif est articulé en rotation autour d'axes parallèles (1a, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a & 5b) situés dans les sous-ensembles {1}, {2}, 3, 4 & 5. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits sous-ensembles présentent sous charge une position stable, la position dépliée, dont les suspentes (3, 4 & 2) sont situées sur les faces d'un cylindre de base triangulaire isocèle, le susdit triangle isocèle présentant un côté dans lequel se développe une suspente rigide (3), un second côté de même dimension dans lequel se développe les suspentes articulées (4 & 2) de dimensions égales et dont le troisième côté (5a-5b) est de longueur légèrement inférieure aux côtés égaux. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif est articulé en partie externe sur le sous-ensemble {1} sur lequel est rapporté, après mise en place d'un film d'étanchéité (10), une grille armée (11) destinée à renforcer un parement extérieur (23). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les susdits sous-ensembles qui relient le mur (6) au sous ensemble extérieur (1) qui reçoit le parement extérieur (23), comprennent des organes (8c, 8e, 3 & 4) présentant une résistance au feu élevée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdits sous-ensembles ({1}, {2}, 3 & 4) reliant le parement extérieur (23) à la structure (6), intègrent des organes (13, 2c) qui constituent une rupture de ponts thermique et acoustique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit dispositif est, de façon avantageuse, associé à un coffrage filtrant, l'accrochage dudit dispositif étant réalisé par des verrous (7) disposés dans des boucles des échelles (18) à effet de frettes. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif en position dépliée dégage un volume de grande épaisseur (16) dans lequel peut être introduit par soufflage ou remplissage un matériau isolant (17). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit dispositif présente sur sa face extérieure deux buses l'une en partie basse (21) qui autorise le vidage des isolants qui ont perdu leur qualité d'isolation, l'autre en partie haute (22) qui autorise le remplissage par un nouvel isolant.