Brevet FR3009569A1 — publié le 20150213

Procédé de fabrication d'un mur comprenant une étape de constitution d'une ossature réalisée à partir d'un panneau isolant, et ossature correspondante. L'invention concerne les techniques et équipements de construction. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un mur de bâtiment, en particulier mais non exclusivement de maison individuelle, incluant une isolation et étant partiellement constituée avant assemblage sur un site de construction. Dans le domaine de l'invention, on connait plusieurs techniques de 10 construction visant à réaliser un mur partiellement fabriqué en usine, et incluant un matériau isolant. Ces techniques conduisent à l'obtention de deux catégories d'éléments de construction, à savoir : - les murs « sandwich » ; 15 - les murs à coffrage intégré. Les murs « sandwich » sont schématiquement constitués de deux peaux béton entre lesquelles une plaque en matériau isolant est placée. Ces murs sont réalisés de la façon suivante : - on coule une première peau de béton sur un plateau 20 coffrant ; - on met en place l'isolant que l'on fixe au béton frais à l'aide par exemple de punaises plastique ; - on vient ensuite positionner les armatures avant de couler la seconde peau de béton sur l'isolant. 25 Les murs à coffrage intégré sont quant à eux des éléments de construction constitués de deux peaux en béton liées l'une à l'autre et maintenues écartées l'une de l'autre par des écarteurs acier désignés par le terme de « raidisseur », traditionnellement métalliques. Les deux peaux ménagent entre elles un espace pour couler du béton, cette 30 opération étant effectuée une fois le mur de coffrage intégré installé sur le site de construction. Un panneau isolant peut être plaqué contre l'une des deux peaux, afin de proposer un mur isolé à coffrage intégré. Les techniques de réalisation de ces deux types d'éléments de construction impliquent la mise en oeuvre d'équipements lourds et complexes, qui nécessitent par conséquent des investissements élevés et qui engendrent par la suite des coûts de fabrication relativement importants. De plus, les deux types d'éléments de construction, préfabriqués, sont chacun très lourds pour une même surface considérée et nécessitent donc le recours à des engins de manutention relativement puissants. De plus, de par leur poids, ils engendrent des coûts de transport eux aussi relativement importants. L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une technique de fabrication d'un mur pour la construction d'un bâtiment sur 15 un site de construction qui soit moins coûteux à fabriquer que les éléments de construction préfabriqués de l'art antérieur. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui ne nécessite pas d'installation de fabrication mettant en oeuvre des équipements lourds comme dans l'art antérieur. 20 L'invention a aussi pour objectif de fournir une telle technique qui conduise à la réalisation d'éléments de construction préfabriqués qui permette de réduire les coûts de transport. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un procédé de fabrication d'un 25 mur pour la construction d'un bâtiment sur un site de construction, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - disposer verticalement un panneau isolant en tant qu'élément de base pour la réalisation d'une ossature consistant à : 30 - coupler orthogonalement au panneau isolant une pluralité d'entretoises, s'étendant côté extérieur et intérieur du mur ; - mise en place sur les entretoises, côté intérieur, d'un coffrage intérieur distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un panneau béton structurant ; - coulée d'un béton fluide du côté du coffrage intérieur, cette étape étant réalisée après transport de l'ossature sur le site de construction. Ainsi, un procédé selon l'invention propose une technique de construction particulièrement économique, ceci à plusieurs titres. En effet, un mur obtenu avec un procédé de fabrication selon l'invention se compose essentiellement de trois éléments principaux, à savoir le panneau isolant, le parement extérieur et le panneau béton intérieur, qui permette d'envisager une politique d'achat de matériaux en grand volume permettant des gains d'échelle. De plus, le procédé de fabrication d'un mur selon l'invention 15 prévoit la réalisation d'une ossature susceptible d'être transportée sur le lieu de construction avant coulée du béton dans l'ossature. De cette façon, on peut réduire considérablement les coûts de transport. A titre indicatif, le poids de l'ossature obtenue est 35 kg/m2 tandis que les pré-murs de l'art antérieur pèsent environ 350 kg au m2. 20 Par ailleurs, un procédé de fabrication selon l'invention procure aussi les avantages suivants : - l'assemblage de l'ossature se fait en atelier, ce qui évite les contraintes climatiques et permet de travailler dans des conditions optimales, notamment en terme d'outillage 25 (l'électricité étant par exemple rarement disponible sur les chantiers) ; - la pénibilité de la construction est notablement diminuée du fait des matériaux relativement légers à manutentionner (la coulée de béton s'effectuant verticalement par coulage à 30 l'aide d'une pompe à béton sur le site de construction) ; - les clients ont la possibilité de choisir la composition de leur mur : plusieurs types d'isolant peuvent être intégrés (polystyrène extrudé, polystyrène expansé, mousse polyuréthane, laine de bois, laine de roche, chanvre...), et plusieurs types de béton peuvent également être sélectionnés (béton classique, béton isolant incluant des billes d'argile ou de la pouzzolane) ; - la conformité aux normes récentes définissant la qualité des constructions, ceci notamment par : - une parfaite étanchéité, se faisant naturellement par le coulage du béton fluide, y compris à la périphérie des éventuelles menuiseries comme cela va être expliqué plus en détails par la suite ; - le respect de la conductivité thermique, ceci en changeant l'épaisseur si besoin de l'isolant en fonction d'un calcul réalisé par un géothermicien ; - l'adaptation aux exigences antisismiques, en augmentant si besoin le voile de béton porteur intérieur et en pouvant changer l'armature intégrée dans le béton. Selon une solution avantageuse, le procédé comprend une étape de mise en place d'un coffrage extérieur réalisé par la mise en place sur 20 les entretoises d'une surface de métal déployé. Dans ce cas, l'étape de coulée de béton fluide du côté de coffrage extérieur est réalisée de façon à noyer ladite surface de métal déployé. L'obtention du parement extérieur selon un tel procédé s'avère particulièrement avantageux. 25 On note que, dans l'option du coulage de la paroi extérieure, les deux parois (intérieures et extérieures, respectivement dans le coffrage intérieure et dans le coffrage extérieur) sont coulées sur le site de construction. En effet, selon les techniques traditionnelles, toute isolation 30 extérieure est obtenue obligatoirement par l'application de trois couches d'enduit avec une trame intégrée, ce qui engendre des coûts relativement importants et des temps de réalisation assez longs. Or, en utilisant le métal déployé, il est possible d'obtenir un vide d'air (en particulier en utilisant une surface de métal déployé dont un côté est revêtu d'une toile imperméabilisée) entre l'isolant et l'enduit extérieur, ce qui apporte une résistance thermique supplémentaire et ce qui élimine tout risque de fissuration, l'enduit n'étant plus en contact avec l'isolant, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite. Une finition de l'enduit extérieur peut ensuite être réalisée de façon simple et peu coûteuse, en deux passes, avec un mortier. Préférentiellement, le procédé comprend une étape de mise en 10 place d'un treillis d'armature métallique dans le coffrage intérieur. Comme mentionné précédemment, le choix de l'armature peut varier en fonction des études béton réalisées. Selon un mode de réalisation préférentiel, les entretoises couplées au panneau isolant sont installées de façon à traverser le panneau 15 isolant. Ainsi, un élément d'un seul tenant est introduit dans un passage ménagé dans le panneau isolant, en dépassant de chaque côté de façon à constituer d'une part l'entretoise intérieure et d'autre part l'entretoise extérieure. 20 Dans ce cas, les entretoises sont préférentiellement fixées au panneau isolant par la fixation, de part et d'autre du panneau isolant, de barres plaquées contre le panneau isolant à l'aide de clavettes de serrage. On note que ces barres plaquées de part et d'autre du panneau 25 isolant exercent, outre leur fonction de solidarisation des entretoises avec le panneau isolant, plusieurs rôles, à savoir : - elles confèrent de la rigidité au panneau isolant en vue de recevoir le béton dans les coffrages, le panneau isolant servant alors de peau coffrante ; 30 - elles donnent de la rectitude horizontale au panneau isolant, et donc au mur obtenu au final ; - elles assurent, à l'aide d'une forme appropriée, par exemple en C, la solidarisation du béton avec l'isolant, le béton épousant la forme des règles. Selon un mode de réalisation préféré, le coffrage intérieur est fixé 5 à distance du panneau isolant par l'intermédiaire de règles horizontales et de règles verticales maintenant serrés entre elles des panneaux de coffrage. On note que les règles verticales exercent plusieurs fonctions, à savoir : 10 - elles contribuent à la verticalité du coffrage ; - elles forment un ensemble de soutien des panneaux de coffrage ; - elles peuvent participer à la pré-installation de plaques de plâtre ayant une bande de vissage intégrée. 15 Pour certaines portions de mur, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de réalisation d'une ouverture pour la mise en place d'une menuiserie. Dans ce cas, le procédé comprend une étape de mise en place de bandes de métal déployé autour de ladite ouverture, de façon à pouvoir 20 intercaler un matériau isolant entre les bandes et la menuiserie. Ces bandes de métal déployé permettent un arrêt du béton lors du coulage de celui-ci, pour éviter l'écrasement des menuiseries préinstallées. L'invention concerne également une ossature mise en oeuvre dans 25 un procédé de fabrication d'un mur selon l'invention, caractérisé en ce qu'elle comprend : - un panneau isolant en tant qu'élément de base ; - une pluralité d'entretoises s'étendant côté extérieur et intérieur du mur ; 30 - un coffrage intérieur mis en place sur les entretoises et distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un panneau béton structurant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une ossature de mur mise en oeuvre dans un procédé de fabrication selon l'invention ; - la figure 2 est une vue détail, au niveau d'une entretoise, d'une ossature mise en oeuvre dans un procédé de fabrication selon l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des vues d'une ossature avec menuiserie, mise en oeuvre dans un procédé de fabrication selon l'invention, respectivement vue en coupe de dessus et vue de face ; - les figures 5 à 8 illustrent chacune une variante de réalisation du parement extérieur d'un mur obtenu selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, on décrit ci-après un procédé de fabrication d'un mur pour la construction d'un bâtiment sur un site de 20 construction. Selon le principe de l'invention, le procédé de fabrication d'un mur comprend une étape de réalisation d'une ossature construite à partir d'un panneau isolant 1, sous forme d'une plaque de grand format (adaptée aux dimensions du mur ou de la portion de mur à réaliser), se substituant 25 à un mur porteur dans une technique de fabrication traditionnelle. Les dimensions du panneau isolant 1 pourront par exemple être les suivantes - hauteur : celle d'une hauteur d'étage ; - largeur : 120 cm 30 Le panneau isolant 1 étant disposé verticalement, le procédé selon l'invention prévoit de coupler orthogonalement au panneau isolant une pluralité d'entretoises 2, qui peuvent être en partie constituées par des barres à clavettes réalisées en matière non corrosive et non conductrice pour éviter les ponts thermiques. L'étape de mise en place des entretoises est effectuée de façon très méthodique pour disposer les entretoises avec un entraxe prédéfini, 5 de façon à assurer le bon déroulement des étapes suivantes, qui utiliseront pour certains éléments les mêmes entraxes. On note qu'il est envisageable, dans un autre mode de réalisation, de pré-fabriquer les panneaux isolants avec les entretoises déjà intégrées, avec par conséquent des entraxes prédéfinis, éventuellement 10 réalisés de façon automatisée. Le montage pourrait ainsi être réalisé sur le site de construction. Comme cela apparaît sur la figure 2, chaque entretoise 2 est installée de façon à traverser le panneau isolant 1. Ainsi, chaque entretoise s'étend de part et d'autres du panneau 15 isolant 1, côté extérieur E et côté intérieur I. Les entretoises sont fixées au panneau isolant 1 par la fixation, de part et d'autre du panneau isolant, de barres plaquées contre le panneau isolant à l'aide de moyens de serrage (vis/écrous par exemple). Pour cela, des barres horizontales 3,4. Des clavettes 5 et 6 sont ensuite 20 serrées sur les barres 3, 4, de façon à les maintenir plaquées contre le panneau isolant. Le panneau isolant 1 est donc pris en sandwich entre deux séries de barres horizontales 3, 4 l'une côté extérieure E et l'autre côté intérieur I. Les barres 3, 4 pourront présenter une ou plusieurs cavités en 25 forme de C par exemple, avec l'ouverture des cavités orientée côté opposé au panneau isolant, de telle sorte que le béton coulé ultérieurement pénètre ces cavités et améliore la prise du béton, après séchage, sur le panneau isolant par l'intermédiaire des barres 3, 4. On procède ensuite aux étapes suivantes : 30 - mise en place sur les entretoises, côté extérieur E d'un coffrage extérieur (selon un mode de réalisation envisageable) distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un parement ; - mise en place sur les entretoises, côté intérieur I d'un coffrage intérieur distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un panneau béton structurant (porteur). L'étape de mise en place du coffrage extérieur est réalisée par la mise en place et la fixation par vissage d'une surface de métal déployé 8 sur des profilés 15 métalliques verticaux portés par les entretoises 2, côté extérieur E du mur. On rappelle qu'on désigne par métal déployé (ou métal étiré) une structure métallique obtenue par un procédé de déployage, appliqué à une tôle dans laquelle des ouvertures sont créées par cisaillage. Un tel procédé donne naissance à une grille spécifique composée d'éléments répétitifs dont l'unité est appelée maille. Chaque maille est délimitée par des noeuds. Un exemple de surface de métal déployé est vendu sous la désignation « Nergalto » (marque déposée) par la société « Métal Déployé ». Cette surface de métal déployé 8 a le rôle de : - maintenir l'enduit de finition espacé de 15 mm par rapport au panneau isolant 1, ce qui évite le contact avec l'isolant et qui désolidarise d'enduit du panneau isolant ; - créer une lame d'air qui permettrait une augmentation de l'inertie thermique du mur ; - éviter tout risque de rejet de condensation du panneau isolant vers l'enduit, évitant par conséquent tout gonflement de l'enduit. Le coffrage intérieur est quant à lui réalisé de la façon suivante. Des règles verticales 10 présentant des perforations réparties 30 avec un écartement entre elles correspondant à l'entraxe des entretoises disposées selon une même ligne verticale sont engagées sur les entretoises d'une même ligne verticale (chaque entretoise traversant donc un orifice de la règle correspondante). Des panneaux de coffrage sont alors engagés sur des entretoises. Les panneaux de coffrage 11 (en pratique des planches) sont amenées en appui contre les règles verticales 10 qui ont donc un rôle, comme mentionné précédemment, de - verticalité ; - soutien des panneaux de coffrage 11 ; - pré-installation de plaques de plâtre ayant une bande de vissage intégrée. On note que les panneaux de coffrage 11 peuvent porter des gaines électriques si besoin, en fonction de l'emplacement du mur dans la globalité de la construction du bâtiment. Des règles horizontales 12 sont ensuite rapportées contre les panneaux de coffrage 11. Les règles horizontales 12 sont donc engagées 15 jusqu'à venir au contact des panneaux de coffrage, en venant chacune au contact d'une pièce butoir 13. Des clavettes (ou autres moyens de serrage) 14 viennent assurer le serrage de l'ensemble, les panneaux de coffrage 11 étant par conséquent maintenus serrés entre les règles verticales 10 et les règles 20 horizontales 12. Les planches de coffrage 11 sont de dimensions identiques et non pré-percées. Elles viennent s'appliquer contre les règles verticales 10 et ce sont bien les règles 12 horizontale qui sont comprimée par les pièces butoir 13 permettant la fermeture du coffrage. Ces trois pièces sont donc 25 interchangeables en l'état ; il y a juste l'intervalle des règles 10 à bien respecter. Les règles verticales prennent chacune la forme d'un profilé rectangulaire à ailette laissant une cavité creuse après coulage du béton de façon à accueillir les vis de fixation des plaques de plâtre, tel que cela 30 apparaît sur les figure 2 et 3. On note qu'avec les règles horizontales 12, il est possible d'obtenir un effet de glissement entre les barres pour obtenir toute une longueur de mur, sans qu'il soit nécessaire que la longueur de mur corresponde à un multiple de la longueur des règles horizontales. En effet, avec deux règles de six mètres, on peut obtenir un coulissement de 6,10 mètres à 11,90 mètres. Selon les étapes qui viennent d'être décrites, on obtient donc une ossature pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un mur selon l'invention, comprenant : - un panneau isolant en tant qu'élément de base ; - une pluralité d'entretoises, s'étendant du côté extérieur et intérieur du panneau isolant, c'est à dire du mur final obtenu - un coffrage extérieur, mis en place sur les entretoises et distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un parement ; - un coffrage intérieur mis en place sur les entretoises et distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un panneau béton structurant (porteur). Côté coffrage intérieur, un treillis 19 d'armatures métalliques, dont l'épaisseur des armatures a été calculé au préalable, et mis en place sur 20 les entretoises (cette installation étant donc préférentiellement réalisée avant mise en place des règles verticales 10). Une telle ossature peut être transportée en l'état sur le site de construction du bâtiment. Chaque mur, ou portion de mur, est ainsi disposé sur une fondation F réalisée au préalable sur le site de 25 construction. Le béton 7 est ensuite coulé à l'aide d'un système à pompe, dans le coffrage intérieur et dans le coffrage extérieur. Le béton utilisé est du type S4, c'est à dire un béton fluide qui, selon les normes en vigueur, a une valeur d'affaissement de 180 mm avec une tolérance de + ou - 30 30 mm. Aves les bétons actuels, il est possible de démonter le coffrage intérieur et les règles qui le maintiennent dès le jour suivant le coulage du béton. Selon une première variante de réalisation illustrée par la figure 5, 5 le parement, côté extérieur, est obtenu par le coulage du béton 7, réalisé de façon à noyer la surface de métal déployé 8 Selon une deuxième variante de réalisation illustrée par la figure 6, le parement, côté extérieur, est obtenu de la façon suivante : une surface de métal déployé 8 est fixée sur les profilés 15 verticaux. Selon cette 10 variante, la surface de métal déployé 8 est pourvu d'une toile imperméable permettant l'arrêt de l'enduit lors de la première projection de celui-ci (le métal déployé ayant une épaisseur de 8 m/m, cela correspond à une première couche d'enduit de 1 cm environ). Puis, une deuxième passe (finale) d'enduit est réalisée en projection traditionnelle 15 comme toute construction. Pour la conformité aux normes d'exécution, une lame d'air 18 de 1.5 cm et donc obtenue entre le support d'enduit fini et l'isolant. Selon une troisième variante de réalisation illustrée par la figure 7, on projette un béton ou similaire 16 sur la face extérieure du mur sur une 20 épaisseur correspondant à l'ensemble des règles extérieures. Cette projection vient se claveter dans lesdites règles. L'enduit est dans ce cas possible en un enduit monocouche traditionnel. Selon une quatrième variante de réalisation illustrée par la figure 8, un bardage 17 est tout simplement fixé sur les profilés 15 fixés 25 verticalement. Pour certaines portions de murs, le procédé comprend une étape de réalisation d'une ouverture pour la mise en place d'une menuiserie 9. Dans ce cas, une bande de métal déployée ou similaire est mise en place autour de l'ouverture destinée à accueillir la menuiserie 9 de façon 30 à pouvoir intercaler et coller un matériau isolant sur la tapée d'isolation de la fenêtre, en laissant 5 cm de vide entre la bande de métal déployée 8 et l'isolant collé sur la menuiserie 9. En effet, cette bande de métal déployé va constituer un arrêt pour le béton fluide coulé dans le coffrage intérieur sur les premières passes. Sur la dernière passe du collage, ce vide de 5 cm permettra le clavetage de la fenêtre pour obtenir l'étanchéité de liaison mur / fenêtre. Bien entendu, les menuiseries 9 ont été fixées par des pattes équerres sur les règles intérieure 3 plaquées contre le panneau isolant 1.10 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un mur pour la construction d'un bâtiment sur un site de construction, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - disposer verticalement un panneau isolant (1) en tant qu'élément de base pour la réalisation d'une ossature consistant à: - coupler orthogonalement au panneau isolant (1) une pluralité d'entretoises (2), s'étendant côté extérieur et intérieur du mur ; - mise en place sur les entretoises (2), côté intérieur, d'un coffrage intérieur (10), (11), (12), (13) distant du panneau isolant d'une distance correspondante à un panneau béton (7) structurant ; - coulée d'un béton fluide du côté du coffrage intérieur (10), (11), (12), (13), cette étape étant réalisée après transport de l'ossature sur le site de construction. 2. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en place d'un coffrage extérieur réalisé par la mise en place sur les entretoises (2) d'une surface de métal déployé (8). 3. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de coulée du béton (7) fluide du côté du coffrage extérieur est réalisée de façon à noyer ladite surface de métal déployé (8). 4. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en place d'un treillis (19) d'armature métallique dans le coffrage intérieur. 5. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les entretoises (2) couplées au panneau isolant (1) sont installées de façon à traverser le panneau isolant (1). 6. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les entretoises (2) sont fixées au panneau isolant (1) par la fixation, de part et d'autre du panneau isolant, de barres (3), (4) plaquées contre le panneau isolant à l'aide de clavettes de serrage (5), (6). 7. Procédé de fabrication d'un mur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le coffrage intérieur est fixé à distance du panneau isolant (1) par l'intermédiaire de règles horizontales (12) et de règles verticales (10) maintenant serrés entre elles des panneaux de coffrage (11). 8. Procédé de fabrication d'un mur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réalisation d'une ouverture pour la mise en place d'une menuiserie (9). 9. Procédé de fabrication d'un mur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en place de bandes de métal déployé autour de ladite ouverture, de façon à pouvoir intercaler un matériau isolant entre les bandes et la menuiserie.30 10.0ssature mise en oeuvre dans un procédé de fabrication d'un mur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un panneau isolant (1) en tant qu'élément de base ; - une pluralité d'entretoises (2), s'étendant côté extérieur et intérieur du mur ; - un coffrage intérieur (10), (11), (12), (13) mis en place sur les entretoises (2) et distant du panneau isolant (1) d'une distance correspondante à un panneau béton structurant.