Brevet FR2997977A1 — publié le 20140516

Procédé de construction d'un bâtiment à haute isolation thermique et bâtiment construit par ce procédé. La présente invention concerne un nouveau procédé de construction de bâtiment à haute isolation thermique, et un bâtiment construit au moyen de ce procédé. On connaît déjà des procédés de construction de 5 bâtiments visant notamment à améliorer l'isolation thermique. De manière générale, les concepts développés consistent à utiliser essentiellement des panneaux de matière à faible coefficient de transfert thermique, tels que par exemple du polystyrène expansé. Dans certains 10 cas, ces panneaux servent uniquement à constituer les parois d'une construction dont la structure est une charpente qui assure à elle seule la résistance mécanique requise, les panneaux isolants ayant pour seule fonction la réalisation de parois et cloisons et l'isolation 15 thermique, donc sans assurer de fonction structurelle du point de vue de la résistance mécanique du bâtiment. D'autres procédés ont aussi été développés, visant à utiliser au maximum les panneaux isolants légers comme éléments de structure. Il a ainsi été déjà proposé de 20 réaliser des bâtiments uniquement par assemblage de panneaux en polystyrène collés entre eux. Cependant, dans ce type de construction, il est couramment prévu de revêtir les murs ainsi formés par une couche de mortier armé, servant de renfort mécanique pour supporter les 25 descentes de charge et servant aussi de parement résistant aux chocs, aux intempéries, etc. Il a aussi été proposé de réaliser des panneaux ou des blocs de matière isolante légère intégrants de tels parements, et d'assembler ceux-ci par collage ou autres 30 procédés. Par exemple, il a déjà été proposé de réaliser de tels panneaux à âme épaisse en polystyrène et parements minces en résine, et de les assembler par un joint de résine recouvrant les bords des panneaux et solidarisant les parements de panneaux adjacents. Le document US3755982 décrit notamment un système de panneaux en matériau léger ayant de hautes caractéristiques d'isolation et dont les chants comportent des rainures longitudinales. Ces panneaux peuvent notamment être assemblés par un joint large en matériau durcissable, coulé entre les chants de deux panneaux adjacents et pénétrant donc dans les rainures, et assurant ainsi un joint étanche et résistant. De plus, ce matériau durcissable forme, une fois durci, un poteau assurant une résistance aux charges. US3254464 montre des panneaux alvéolaires isolants en polyuréthanne recouverts d'une peau et des clavettes de liaison entre les panneaux, s'insérant dans les demi- alvéoles en creux formées sur les chants des panneaux. Mais ce système nécessite des panneaux de forme complexe, et l'utilisation de poteaux en bois insérés dans au moins certaines des alvéoles pour assurer la résistance mécanique des cloisons ainsi formées. CA1241815 montre un système d'assemblage similaire, mais pour des panneaux isolants de forme plus simple, pleins et à faces planes. Dans ce système, les panneaux sont assemblés avec interpositions de poteaux, les liaisons entre les panneaux et les poteaux étant aussi réalisés par des clavettes longitudinales. CA1116371 montre aussi un système similaire, mais dans lequel les poteaux situés à chaque jonction entre panneaux sont remplacés par de simples clavettes, la résistance réduite de celles-ci étant compensée par l'insertion de raidisseurs dans des rainures formées dans les faces des dits panneaux. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, et vise en particulier à simplifier la construction des murs, plafonds et planchers, et à assurer l'isolation thermique de bâtiments en utilisant exclusivement des éléments de construction légers. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de construction d'un bâtiment à haute isolation thermique dont certaines au moins des parois sont essentiellement constituées de panneaux en matériau thermiquement isolant de faible densité. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on découpe les panneaux aux dimensions souhaitées et on assemble les panneaux entre eux avec interposition de planches au niveau des zones de jonctions entre deux panneaux adjacents, les panneaux étant assemblés avec les planches sur toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction par collage et/ou encastrement. L'invention a aussi pour objet un bâtiment à haute isolation thermique dont certaines au moins des parois sont essentiellement constituées de panneaux en matériau thermiquement isolant de faible densité, le bâtiment étant caractérisé en ce que les panneaux ont des chants uniformément plans et sont assemblés entre eux avec interposition de planches au niveau des zones de jonctions entre deux panneaux adjacents, les panneaux étant assemblés avec les planches sur toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction par collage et/ou encastrement. Par paroi, on doit ici comprendre tant des parois verticales constituant des murs porteurs ou autres cloisons, que des parois horizontales constituant des dalles ou plafonds, ou aussi des parois inclinées pouvant par exemple constituer des couvertures de bâtiment. Les zones de jonction sont constituées entre les chants de deux panneaux assemblés côte à côte dans un même plan, ou entre le chant d'un panneau et une face d'un autre panneau, dans le cas d'assemblage en angle. On peut aussi, en fonction de la géométrie des bâtiments, avoir des assemblages en biseaux, sur les chants ou même sur les bords des faces, pour réaliser tous les angles souhaités. L'invention permet d'assurer une très bonne isolation thermique de bâtiments en utilisant exclusivement des éléments de construction légers dans de W fortes épaisseurs, typiquement de 150 à 500 mm ou plus, préférentiellement d'environ 300 mm. La légèreté des éléments et leur forte résistance résultant de leur épaisseur facilitent leur mise en oeuvre et leur transport, et confère à la construction de bonnes 15 propriétés mécaniques et sismiques. Ces différents avantages contribuent à diminuer les délais et coûts de fabrication La largeur des zones de jonction, et donc la 20 largeur des planches, étant généralement égale à l'épaisseur des panneaux (ou supérieure dans le cas d'assemblages d'angles en biseaux), il en résulte une grande résistance à la flexion des planches dans le sens de leur plan. Par ailleurs, malgré la relativement faible 25 épaisseur des planches, la liaison de celles-ci avec les panneaux empêche aussi leur déformation en flexion transversalement à leur plan ou en torsion, et donc supprime tout risque de flambement sous charge verticale quand les planches sont verticales. Lorsque les panneaux 30 sont horizontaux, pour des dalles, ou inclinés, pour des toitures, là aussi les panneaux assurent que les planches vont rester planes, dans un plan vertical, sans possibilité de torsion, et donc avec la meilleure résistance possible en flexion grâce à la relativement 35 grande largeur des planches. C'est donc bien la combinaison et l'assemblage rigide des planches et de panneaux qui assurent la résistance globale des parois ainsi constituées, qu'elles soient disposées verticalement, horizontalement ou inclinées, tant que les planches sont elles-mêmes dans un plan sensiblement vertical. On notera aussi que, en conséquence, les planches peuvent servir avantageusement à la fixation d'éléments lourds sur les murs ou plafonds, par exemple des cumulus ou tout autre accessoire W classique de masse importante. Un autre avantage de l'invention est la sécurité en cas d'incendie, par rapport aux constructions en panneaux isolants selon l'art antérieur, malgré l'utilisation de 15 matériaux isolants tels que le polystyrène expansé. En effet, en cas d'incendie, le polystyrène va fondre, mais les planches vont résister au feu plus longtemps et, en restant assemblées entre-elles, continuer à assurer une certaine résistance de la structure malgré la disparition 20 des panneaux isolants. On notera aussi que, notamment grâce à la légèreté des matériaux utilisés, un bâtiment formé par ces cloisons peut être aisément assemblé sur place, mais il 25 est aussi possible de préfabriquer des murs complets en atelier, puis de transporter ces murs préfabriqués et les assembler sur le chantier, ce qui permet la réalisation d'un bâtiment en un temps très réduit. 30 Selon un premier mode de réalisation, les planches sont collées à plat sur les panneaux sur toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction. Selon un deuxième mode de réalisation, des lames 35 sont fixées sur les chants des planches pour constituer les ailes de profilés en I ou H, et les chants des panneaux sont insérés à force entre lesdites ailes des profilés ainsi formés. Il en résulte un emboîtement des bords des panneaux dans lesdits profilés, assurant l'assemblage rigide des panneaux avec les planches. Cet assemblage par encastrement peut être complété par un collage des panneaux sur les âmes ou entre les ailes des profilés. Dans le cas où les panneaux ne sont pas collés sur les profilés, on pourra garantir le maintien de l'emboîtement des panneaux dans les profilés en reliant W entre eux les profilés d'un même ensemble de panneaux coplanaires, par exemple par des tasseaux comme cela sera indiqué par la suite. Un avantage de ce deuxième mode de réalisation, sans collage, et qu'il permet un démontage aisé de la construction, et un recyclage facile des 15 matériaux en cas de déconstruction. Dans le premier mode de réalisation, les planches pourront aussi être reliées entre elles, par exemple par des tasseaux horizontaux fixés sur les chants des planches, pour un complément de rigidité de la structure 20 et/ou pour servir de support à un revêtement ou à divers équipements techniques du bâtiment. On pourra aussi utiliser des planches accolées sur les chants libres des panneaux, que ce soit sur une 25 extrémité d'about d'un mur ou dans les angles où un chant est apparent du côté sortant de l'angle, pour renforcer ces abouts ou ces angles. Les panneaux sont préférentiellement en mousse 30 expansée du type : polystyrène expansé, polystyrène extrudé, mousse de polyuréthane, mousse résolique. On pourra aussi utiliser des panneaux en liège. De manière générale, on utilisera des matériaux présentant les meilleurs caractéristiques possibles en termes 35 d'isolation thermique, et de faible masse volumique, de manière que même des panneaux de grande dimension puissent être manipulés avec le minimum de matériel de transport et de levage et le minimum de main d'oeuvre, en particulier être manipulés et mis en oeuvre par une seule ou deux personnes. Les planches sont préférentiellement en bois d'oeuvre, bois contreplaqué, bois multiplis, lamibois, etc, avec la possibilité d'un traitement d'ignifugation. Elles pourraient aussi être en matière rigide, présentant une résistance au feu, par exemple sous forme de lames de bois composite ou métalliques. Les planches ont une largeur sensiblement égale à l'épaisseur des panneaux, et une épaisseur faible par rapport à leur largeur, dans un rapport compris typiquement entre 1/8 et 1/15. Par exemple, la section de ces planches pourra être de 30 cm X 3 cm, soit un rapport de l'ordre de 10 entre largeur et épaisseur. La faible épaisseur des planches présente aussi l'avantage d'un poids faible, pour être aisément manipulable par une personne seule. Ainsi, un bâtiment conforme à l'invention pourra être réalisé avec un minimum de matériel de manutention et très peu de main d'oeuvre. Dans le cas du deuxième mode de réalisation, les lames peuvent être réalisées dans le même matériau que les planches et de même épaisseur, ou être réalisées dans un matériau différent et d'épaisseur aussi différente. Les lames sont fixées sur les chants des planches par collage, vissage etc. La colle d'assemblage des panneaux avec les planches est choisie en fonction des matériaux de ces panneaux et planches. Par exemple, on pourra utiliser des colles polyuréthane, époxy, néoprène, etc. Les colles utilisées devront assurer une liaison résistante et fiable entre les planches et les panneaux, dans la mesure où, particulièrement dans le cas de la première variante, c'est ce collage qui permet d'assurer la résistance mécanique de l'ensemble de la construction. Malgré la faible épaisseur des planches, l'assemblage collé et/ou emboîté de planches et de panneaux permet d'obtenir une très bonne résistance mécanique. En effet, en premier lieu, les panneaux assurent le contreventement des différentes parois, et W empêchent donc les déformations d'ensemble de la construction. En étant liés aux planches par collage ou par emboîtement à force, les panneaux empêchent aussi les déformations des planches, notamment en flexion et torsion, et compensent en quelque sorte la relative 15 flexibilité des planches résultant de leur faible épaisseur, pour conserver et améliorer leur résistance en compression selon la direction longitudinale. Les panneaux empêchent donc le flambement des planches même sous charge axiale importante. Ils empêchent aussi la 20 torsion des planches, d'où il résulte aussi, grâce à la relativement grande largeur des planches, une grande résistance aussi à la flexion dans le plan général des planches. Ceci compense, dans l'assemblage de planches et panneaux, la relativement faible résistance à la flexion 25 des panneaux isolants qui ont une épaisseur sensiblement 30 égale à la larguer à la flexion ainsi et panneaux permet de toitures. des planches. Cette grande résistance obtenue par l'assemblage de planches notamment la réalisation de dalles et Dans la mesure où les planches ont une largeur égale ou supérieure à l'épaisseur des panneaux, il est possible de fixer sur les chants des planches, du côté intérieur ou extérieur de la cloison ou encore des deux 35 côtés, des tasseaux ou autres profilés permettant d'y fixer des revêtements de protection ou décoratifs de tous types connus. Des tasseaux ou profilés similaires, fixés sur les chants des planches peuvent aussi servir à lier entre elles des planches distantes et ainsi consolider l'assemblage des planches et panneaux. Ces tasseaux peuvent être disposés perpendiculairement aux planches, ou aussi obliquement pour réaliser un contreventement complémentaire à celui qui est obtenu de manière générale par les panneaux eux-mêmes. W Dans le cas de la deuxième variante, comme déjà indiqué, les planches sont complétées par des lames fixées sur les chants des planches pour constituer des profilés en I ou H, les chants des panneaux étant alors insérés entre les ailes des dits profilés. La section en 15 I ou H des profilés permet d'accroître la résistance des planches, pour une même épaisseur de paroi, ou de compenser l'effet d'une plus faible largeur des planches, par exemple pour une épaisseur réduite des panneaux, localement ou pour l'ensemble de la construction. En 20 complément, un collage pourra être effectué sur l'âme du I ou du H et complété éventuellement par un collage des ailes des profilés sur le bord des grandes faces des panneaux. De manière similaire, on pourra aussi utiliser localement, selon besoin, des planches complétées par une 25 lame pour former un T ou une cornière. Un revêtement classique, par exemple de type enduit armé, composite, etc., peut être appliqué sur les murs ainsi constitués conformément à l'invention, c'est-à-dire appliqué directement sur les panneaux et sur les chants 30 des planches. Typiquement, un tel revêtement pourra être appliqué sur les faces extérieures des murs, et un revêtement décoratif, plaques de plâtre cartonnées, lambris, etc. sera fixé sur des tasseaux horizontaux reliant les planches et fixés sur les chants de celles- 35 ci, comme indiqué précédemment. D'autres revêtements pourront aussi être fixés de manière similaire : panneaux de bois, plaques fibrées, bardage métallique, pare-pluie, etc. Lorsque l'invention est utilisée pour réaliser une dalle, un plancher pourra être posé de manière classique sur des lambourdes fixées sur les chants des planches, ou même directement sur les planches si leur écartement permet une telle utilisation des planches directement comme lambourdes. De manière similaire, si l'invention est utilisée pour réaliser un plafond, on pourra fixer sur les chants des planches des profilés classiques de W suspension de plafond, ou éventuellement fixer des plaques de plâtre cartonnées directement sur le chant inférieur des planches. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront 15 dans la description qui va être faite d'un bâtiment conforme à l'invention, et de son procédé de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un tel 20 bâtiment, - la figure 2 est une vue similaire, avec une partie de l'étage supprimée pour montrer la structure des murs, plancher et toiture, - la figure 3 est une vue en perspective montrant 25 un exemple d'assemblage des panneaux et planches selon le premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue en perspective montrant un exemple d'assemblage des panneaux et planches selon le deuxième mode de réalisation. 30 Le bâtiment représenté figures 1 et 2 est une maison de forme simple, à un étage. Les dalles bases et haute la, lb, les murs 2 et le toit 3 sont réalisés conformément à l'invention, par assemblage de panneaux 10 35 de polystyrène de dimensions typiquement 2,6 m X 1,2 m X 0,3 m d'épaisseur et de planches 20 en contreplaqué d'épaisseur 3 cm. Sur la figure 2, on voit bien notamment la réalisation de la dalle supérieure lb et de la toiture conformément à l'invention, les planches 20' de la dalle et de la toiture reposant respectivement sur les extrémités des planches 20" des murs. Les murs peuvent être pré-assemblés au sol avant W d'être érigés et liés aux murs déjà montés par collage au niveau des angles. La figure 3 montre l'assemblage des panneaux et des planches selon le premier mode de réalisation, dans 15 lequel les chants des panneaux 10 sont collés sur les planches 20. Au niveau des angles, les planches de la cloison verticale reposent sur le côté des planches constituant la dalle, et peuvent y être fixés par tous moyens de fixation classiques. Les panneaux constituant 20 les murs sont aussi collés sur ceux constituant la dalle. La figure 4 montre l'assemblage des panneaux et des planches selon le deuxième mode de réalisation, dans lequel des lames 30 sont fixées sur les chants des 25 planches 20 pour constituer des profilés en I, et les chants 11 des panneaux sont insérés à force entre les ailes des dits profilés. La figure 4 montre aussi l'utilisation de tasseaux 40 horizontaux fixés par vis sur les lames 30 et les chants des planches 20. Ces 30 tasseaux 40 relient entre elles plusieurs planches 20, comme expliqué précédemment, et permettent aussi d'y fixer un revêtement intérieur, tel que par exemple des plaques de plâtre. Des gaines électriques peuvent être placées entre les panneaux 10 et ces plaques ou tout 35 autre revêtement de finition, et maintenues par les tasseaux 40. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 3, des tasseaux horizontaux peuvent aussi être fixés directement sur les chants des planches 20.5 REVENDICATIONS1. Bâtiment à haute isolation thermique dont certaines au moins des parois (la, lb, 2, 3) sont essentiellement constituées de panneaux en matériau thermiquement isolant de faible densité, le bâtiment étant caractérisé en ce que les panneaux (10) ont des chants uniformément plans et sont assemblés entre eux avec interposition de planches (20) au niveau des zones de jonctions entre deux panneaux adjacents, les panneaux (10) étant assemblés avec les planches (20) sur toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction par collage et/ou encastrement. 2. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les planches (20) sont collées à plat sur les panneaux (10) toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction. 3. Bâtiment selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des lames (30) sont fixées sur les chants des planches (20) pour constituer les ailes de profilés en I ou H, et les chants (11) des panneaux (10) sont insérés entre les ailes des dits profilés. 4. Bâtiment selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les planches (20) ou les profilés sont reliés par des tasseaux (40). 5. Bâtiment selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tasseaux (40) servent de support pour un revêtement intérieur ou extérieur. 6. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux (10) sont en un matériau choisi parmi : mousses expansées, polystyrène expansé,polystyrène extrudé, mousse de polyuréthane, mousse résolique, liège, avec une épaisseur de 150 à 500 mm. 7. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les planches (20) sont en bois d'oeuvre ou bois contreplaqué ou bois multiplis, lamibois, bois composite. 8. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les planches (20) ont une largeur sensiblement W égale à l'épaisseur des panneaux (10), et une épaisseur dans un rapport compris entre 1/8 et 1/15 de la largeur. 9. Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle est choisie parmi des colles 15 polyuréthane, époxy, néoprène. Procédé de construction d'un bâtiment à haute thermique dont certaines au moins des parois 2, 3) sont essentiellement constituées de en matériau thermiquement isolant de faible caractérisé en ce qu'on découpe les panneaux dimensions souhaitées et de manière à réaliser des chants uniformément plans et on assemble les panneaux entre eux avec interposition de planches (20) au niveau 25 des zones de jonctions entre deux panneaux adjacents, les panneaux étant assemblés avec les planches sur toute la longueur et la largeur des dites zones de jonction par collage et/ou encastrement. 30 10. isolation (la, lb, 20 panneaux densité, (10) aux