Brevet FR2999202A1 — publié le 20140613

CONSTRUCTION EN BOIS La présente invention se rapporte à une construction en bois. Selon une première technique de construction, pour obtenir une construction en bois, il convient de réaliser dans un premier temps une ossature en bois puis d'habiller cette ossature en disposant des éléments d'isolation entre deux parements fixés sur l'ossature, l'un formant le parement extérieur et l'autre le parement intérieur. Cette ossature en bois qui confère à la construction ses caractéristiques mécaniques, est réalisée en assemblant des éléments longilignes en bois tels que des poteaux et des poutres. Selon cette technique, les éléments formant les murs et ceux formant la charpente sont quasiment tous assemblés sur site. Ils ont des formes et des longueurs qui sont différentes d'une construction à l'autre. Selon un autre aspect, pour conférer au pan de mur une résistance à la flexion, il est nécessaire d'utiliser des sablières ou des poutres avec des portées importantes qui s'étendent sur toute la longueur du pan de mur. Cette technique de construction permet d'obtenir des maisons de qualité élevée. En contrepartie, elle conduit à un prix relativement élevé. Ce prix élevé découle d'une part du temps passé sur site pour assembler les différents éléments de l'ossature et pour l'habiller, et d'autre part, du fait que la majorité des éléments de l'ossature bois doivent être taillés en usine de manière spécifique d'une construction à l'autre. Pour réduire les coûts de construction, une deuxième technique de construction consiste à réaliser des pans de mur préfabriqués en usine puis à les assembler sur le chantier. Chaque pan de mur est obtenu par l'assemblage de traverses, une en partie haute 5 et une en partie basse, reliées par des montants. Pour assurer la reprise des efforts, les traverses s'étendent sur toute la longueur du mur. En sortie d'usine, les pans de mur intègrent généralement les éléments d'isolation. Toutefois, ils sont dépourvus des parements intérieur et extérieur. Pour réduire les coûts de production, la réalisation des pans de mur est 10 fortement automatisée. Même si elle permet en théorie de réduire les coûts de fabrication, cette technique nécessite un investissement important pour acquérir un outil de production adéquat. Selon une autre contrainte, cette solution nécessite des engins de grutage avec 15 des capacités de levage importantes sur le chantier pour manipuler des pans entiers de la construction. Enfin, comme pour la première technique de construction, les pans de murs sont tous différents d'une construction à l'autre. A titre d'exemple, les traverses doivent avoir des longueurs adaptées à chaque pan de mur et à chaque 20 construction. Compte tenu de la diversité des éléments à fabriquer, les coûts de fabrication ne sont pas optimisés même si l'automatisation permet de les réduire. Il existe d'autres techniques de construction pour obtenir une maison à ossature bois. Toutefois, quelle que soit la technique utilisée, de nombreux éléments n'ont pas 25 de longueurs standardisées et doivent être découpés en fonction de la construction à réaliser. Ainsi, des éléments comme des traverses ou des sablières ont des longueurs adaptées à chaque construction car elles doivent s'étendre sur toute la longueur du mur pour assurer la reprise des efforts de flexion. Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en augmentant sensiblement le nombre d'éléments qui peuvent être identiques d'une construction à l'autre. A cet effet, l'invention a pour objet une construction en bois comprenant au moins deux murs longitudinaux et une charpente comprenant au moins une ferme avec un entrait qui relie la partie supérieure des murs longitudinaux, ladite construction étant caractérisée en ce que chaque mur longitudinal comprend : -des poteaux d'angle, -des panneaux, -au moins un poteau intermédiaire intercalé entre lesdits panneaux, un poteau intermédiaire d'un premier mur longitudinal étant relié à un poteau intermédiaire du second mur longitudinal par un entrait d'une ferme, -des tronçons de sablière reliant les extrémités supérieures des poteaux intermédiaires et des poteaux d'angle, et -des renforts d'angle reliant deux tronçons de sablière au niveau des angles de la construction ou un tronçon de sablière et une ferme de part et d'autre de chaque ferme. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - Les figures 1A à 1G sont des vues en perspective d'une construction selon l'invention à différentes étapes de son élévation, - La figure 2 est une vue en perspective de la partie supérieure d'un poteau intermédiaire, - La figure 3 est une vue en perspective d'une extrémité d'une sablière selon l'invention, - La figure 4 est une vue en perspective de la partie supérieure d'un poteau d'angle, - Les figures 5A et 5B sont respectivement une coupe et une vue latérale d'un panneau selon l'invention, - La figure 6 est une vue de dessus d'une partie d'une construction selon l'invention sans sa charpente. Sur la figure 1G, on a représenté en 10 une maison qui comprend un plancher 12, des murs 14.1 à 14.4 et une charpente 16. Selon un mode de réalisation, la maison 10 est rectangulaire et comprend une 10 toiture à deux pans de part et d'autre d'un faite 18. Pour la suite de la description, la direction longitudinale est parallèle au faite 18. Un plan transversal est perpendiculaire à la direction longitudinale. Deux murs opposés longitudinaux 14.1 et 14.3 (parallèles à la direction longitudinale) sont rectangulaires. Les deux autres murs opposés transversaux 15 14.2 et 14.4 (perpendiculaires à la direction longitudinale) comprennent chacun une partie inférieure rectangulaire surmontée d'une partie supérieure triangulaire assurant la fonction de pignon. Les murs de la maison comprennent des ouvertures 20 telles que des fenêtres, des portes, des portes fenêtres ou autre. 20 La charpente 16 comprend des fermes 22 disposées dans des plans transversaux, des pannes 24 orientées selon la direction longitudinale, des sablières 26 disposées au-dessus des murs longitudinaux 14.1 et 14.3 et des chevrons 28 rapportés sur les pannes et les sablières, disposés dans des plans transversaux. Les autres éléments de la charpente et de la toiture ne sont pas décrits car ils 25 sont connus de l'homme du métier et peuvent être identiques à ceux des constructions de l'art antérieur. be manière connue, comme illustré sur la figure 1E, une ferme 22 comprend un élément horizontal appelé entrait 30, deux éléments inclinés appelés arbalétriers 32 formant avec l'entrait 30 un triangle isocèle, un élément médian appelé poinçon 34 supportant les arbalétriers 32 et des contrefiches 36 qui s'étendent entre le poinçon 34 et les arbalétriers 32 et entre le poinçon et les pannes. L'entrait 30 a une longueur égale à la distance séparant les murs longitudinaux 14.1 et 14.3. Pour la description, on entend par plancher aussi bien un plancher en bois qu'une dalle en béton. Le plancher n'est pas plus décrit car il est connu de l'homme du métier. Comme illustré sur la figure 1A, un plancher 12 comprend en périphérie des lisses 38 sur lesquelles sont rapportés les murs 14.1 à 14.4. Les lisses 38 sont fixées sur le plancher 12 par tous moyens appropriés. Généralement, une maison 10 comprend des lisses 38 qui ne s'étendent pas au niveau des ouvertures 20 telles que les portes ou les portes fenêtres. Selon l'invention, au moins chaque mur longitudinal, et de préférence chaque mur 15 14.1 à 14.4, comprend des poteaux d'angle 40 à chaque extrémité et plusieurs panneaux 42 entre lesquels sont intercalés des poteaux intermédiaires 44. Ainsi, une maison 10 comprend quatre poteaux d'angle 40 à chaque angle. Les nombres de panneaux 42 et de poteaux intermédiaires 44 dépendent des longueurs des murs. 20 Avantageusement, les poteaux d'angle 40 et les poteaux intermédiaires 44 sont toujours identiques d'une maison à l'autre, seul le nombre de poteaux peut changer d'une maison à l'autre en fonction des dimensions de la maison à réaliser. Les panneaux 42 ont une hauteur qui correspond à la hauteur des murs longitudinaux. 25 Certains panneaux 42 comprennent une ouverture 20. A titre d'exemple, certains panneaux comprennent une ouverture 20 de type fenêtre, d'autres une ouverture 20 de type porte à simple battant, d'autres une ouverture 20 de type porte à double battant. be préférence, les panneaux 42 qui comprennent une ouverture 20 n'ont qu'une seule ouverture, cette dernière étant de préférence centrée selon la longueur du panneau. Il existe autant de types de panneaux avec une ouverture que de types d'ouvertures. Selon une variante, les panneaux pleins (sans ouverture) existent en au moins deux longueurs. Ainsi, à partir de trois types de panneaux pleins, chaque type ayant une longueur différente, et un nombre limité de types de panneaux avec une ouverture, chaque type ayant une ouverture différente, il est possible d'obtenir un grand nombre de combinaisons et donc de maisons différentes. be préférence, tous les panneaux pleins ou avec une ouverture ont les mêmes dimensions. Pour donner un ordre de grandeur, les panneaux ont tous la même hauteur de l'ordre de 2,80 m et tous la même longueur de l'ordre de 2,4 m. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 5A et 5B, chaque panneau 42 comprend une plaque en bois 46, par exemple de type OSB, avec sur une 15 première face (dite face intérieure) un cadre en bois 48 et sur l'autre face (dite face extérieure) un film pare pluie 50. Comme illustré sur la figure 5B, le cadre en bois 48 comprend deux traverses, une traverse haute 52.1 et une traverse basse 52.2, entre lesquelles sont prévus au moins deux montants 54. be préférence, le cadre en bois 48 comprend des 20 montants 54 à chaque extrémité des traverses et des montants intermédiaires. Avantageusement, des renforts 56 horizontaux et/ou obliques peuvent être prévus entre les montants. bans le cas d'un panneau avec une ouverture, les montants intermédiaires et les renforts horizontaux sont disposés de manière à encadrer l'ouverture. 25 Selon une particularité de l'invention, la plaque en bois a une longueur supérieure à celle du cadre en bois. Ainsi, il existe de part et d'autre du panneau un décalage 58 avec une longueur Li entre le bord de la plaque et le montant adjacent. Selon un mode de réalisation, les montants et les traverses du cadre en bois 48 ont la même épaisseur E. Selon une autre caractéristique de l'invention, les panneaux 42 comprennent un parement extérieur 60. Avantageusement, le parement extérieur 60 a la même longueur que la plaque en bois 46. Selon un mode de réalisation, la plaque en bois 46 comprend au niveau de la face extérieure des tasseaux verticaux 62 sur lesquels sont fixées des lames 64 d'un bardage en bois qui assure la fonction de parement extérieur, comme illustré sur la figure 5A. L'invention n'est pas limitée à ce type de parement. Avantageusement, quel que soit le parement extérieur 60, il est fixé sur la plaque en usine ce qui contribue à conférer au panneau un parement régulier, contrairement à ce qui pourrait être obtenu sur site. Comme illustré sur la figure 4, un poteau d'angle 40 comprend au moins deux faces 66.1 et 66.2 orientées vers les murs adjacents. Chaque face 66.1 et 66.2 comprend deux rainures verticales, une première rainure verticale 68 apte à recevoir le bord d'une plaque en bois 46 d'un panneau 42 et une seconde rainure verticale 70 apte à recevoir le bord d'un parement extérieur 60 d'un panneau. Les rainures 68 et 70 ont une profondeur supérieure à L1 de manière à ce que le cadre en bois 48 d'un panneau vienne se plaquer contre la face 66.1, 66.2 correspondante. Ces deux rainures 68 et 70 s'étendent sur toute la hauteur du poteau d'angle 40. be préférence, chaque poteau d'angle 40 comprend au niveau de chaque face 66.1 et 66.2 une découpe 72 dont la forme est adaptée pour obtenir un assemblage par emboitement, comme cela sera expliqué ultérieurement. Selon un mode de réalisation, la découpe 72 a la forme d'une mortaise apte à recevoir un tenon afin d'obtenir un assemblage en queue d'aronde. be préférence, chaque poteau d'angle 40 comprend au moins une encoche 74 permettant de recevoir une extrémité de sablière 76. Selon une variante simplifiée, un poteau d'angle 40 peut ne comprendre aucune rainure verticale 68, 70 ou seulement une apte à recevoir le bord d'un panneau. La section des poteaux d'angle est adaptée à l'épaisseur des cadres en bois des panneaux 42. Ainsi, la distance L40 séparant l'arête intérieure 78 et la première 5 rainure verticale 68 est égale à l'épaisseur E du cadre en bois du panneau adjacent. Selon un avantage procuré par l'invention, les poteaux d'angle 40 sont toujours les mêmes quelle que soit la maison. Comme illustré sur la figure 2, un poteau intermédiaire 44 comprend quatre 10 faces 80.1 à 80.4, dont deux faces opposées 80.1 et 80.3 sont orientées vers les panneaux adjacents. Chaque face 80.1 et 80.3 comprend une découpe 82 dont la forme est adaptée pour obtenir un assemblage par emboitement, comme cela sera expliqué ultérieurement. Selon une caractéristique de l'invention, cette découpe 82 est identique à la 15 découpe 72 prévue au niveau du poteau d'angle 40. Selon un mode de réalisation, la découpe 82 a la forme d'une mortaise apte à recevoir un tenon afin d'obtenir un assemblage en queue d'aronde. Selon une autre caractéristique, chaque poteau intermédiaire 44 comprend une découpe 84 au niveau de la face 80.2 orientée vers l'intérieur de la maison dont 20 la forme est adaptée pour obtenir un assemblage par emboitement avec une extrémité d'un entrait 30 d'une ferme. Selon un mode de réalisation, la découpe 84 a la forme d'une mortaise apte à recevoir un tenon afin d'obtenir un assemblage en queue d'aronde. La distance b44 entre les deux faces 80.2 et 80.4 est égale à l'épaisseur E du 25 cadre en bois des panneaux 42 afin que le décalage 58 d'un panneau 44 adjacent soit plaqué contre la face 80.4 du poteau intermédiaire. be plus, la distance d44 entre les deux faces 80.1 et 80.3 est supérieure ou égale à deux fois la longueur L1 du décalage 58 de manière à ce que les montants des cadres en bois 46 des panneaux adjacents soient plaqués contre les faces 80.1 et 80.3. Selon un avantage procuré par l'invention, les poteaux intermédiaires sont tous identiques dans une même maison et sont tous identiques d'une maison à l'autre. Selon un point important de l'invention, les poteaux intermédiaires d'un mur longitudinal sont espacés de la même manière que les poteaux intermédiaires de l'autre mur longitudinal afin que les fermes soient disposées dans des plans transversaux. Selon un point important de l'invention, pour chaque mur longitudinal, la maison ne comprend pas une sablière réalisée d'un seul tenant mais plusieurs tronçons de sablière 86 reliant les extrémités supérieures des poteaux intermédiaires et des poteaux d'angle et disposés au-dessus du cadre en bois des panneaux. Il existe autant de types de tronçons de sablières que de longueurs de panneaux. Selon une variante simplifiée, tous les tronçons de sablière 86 sont identiques et 15 ont la même longueur lorsque tous les panneaux ont la même longueur. Comme illustré sur la figure 3, un tronçon de sablière 86 a une section carrée ou rectangulaire et comprend à chaque extrémité une forme en saillie permettant de le solidariser avec un poteau d'angle ou un poteau intermédiaire. Selon un mode de réalisation, chaque extrémité d'un tronçon de sablière 86 comprend une 20 forme en tenon 88 qui peut coopérer avec les découpes 72 et 82 respectivement des poteaux d'angle et des poteaux intermédiaires de manière à obtenir un assemblage en queue d'aronde. Un tronçon de sablière 86 a une largeur L86 égale à l'épaisseur E du cadre en bois d'un panneau 42. 25 Pour assurer la reprise des efforts de flexion des murs longitudinaux, la maison comprend un renfort d'angle 90 pour chaque angle formé, soit entre deux murs perpendiculaires ou soit entre un tronçon de sablière et une ferme. Ce renfort d'angle 90 relie deux tronçons de sablière au niveau des angles de la maison ou un tronçon de sablière et une ferme de part et d'autre de chaque ferme. Ces renforts d'angle 90 sont disposés dans un plan horizontal. Pour assurer un montage rapide, les renforts d'angle 90 sont reliés aux autres éléments de la maison grâce à un assemblage par emboitement. Selon un mode de réalisation, les renforts d'angle 90 comprennent à chaque extrémité une forme en saillie tel qu'un tenon susceptible de se loger dans une encoche de forme complémentaire au tenon de manière à obtenir un assemblage en queue d'aronde. A cet effet, chaque tronçon de sablière comprend deux encoches 92 au niveau d'une même face. be plus, l'entrait 30 de chaque ferme comprend à proximité de chaque extrémité deux encoches 94 disposées de part et d'autre de l'entrait, comme illustré sur la figure 6. Selon un mode de réalisation, la partie supérieure triangulaire assurant la 15 fonction de pignon comprend deux panneaux triangulaires 96 symétriques. Comme les panneaux 42, chaque panneau triangulaire 96 comprend une plaque en bois, par exemple en OSB, avec au niveau d'une face un film pare pluie et un parement extérieur identique à celui des panneaux 42 et au niveau de l'autre face un cadre en bois. 20 Ce cadre en bois comprend une traverse inférieure, une série de montants et une traverse supérieure inclinée. Le panneau triangulaire et le cadre en bois associé ont des formes permettant de laisser passer des pannes. Afin d'assurer une rigidité aux murs transversaux, la ligne de jonction 98 des 25 panneaux triangulaires 96 est décalée par rapport aux bords du ou des panneaux 42 situés en-dessous. Selon un autre point de l'invention, comme les sablières, les pannes sont constituées de tronçons 100 qui s'étendent entre deux fermes consécutives. Cette caractéristique permet de limiter le nombre de longueurs de tronçons de panne qui est limité à une longueur si tous les panneaux 42 ont la même longueur. Sur les figures lA à 1G, on a illustré le procédé de montage d'une maison selon l'invention. Après la mise en place des lisses 38 sur le plancher 12, un premier panneau 42 adjacent à un angle est mis en place. En suivant, un poteau d'angle 40 est installé en faisant coopérer les bords du premier panneau 40 avec les rainures 68 et 70 du poteau d'angle. Le cadre du bois 48 du panneau 42 doit reposer sur la lisse et venir en appui contre l'une des faces du poteau d'angle. Avantageusement, au moins un cordon de mastic est intercalé entre la lisse et le cadre en bois et entre le poteau d'angle et le cadre en bois. bes étais peuvent être utilisés pour maintenir les panneaux 42 verticalement tant qu'ils ne sont pas fixés aux lisses, aux poteaux d'angle ou intermédiaires et aux tronçons de sablière. En suivant comme illustré sur la figure 1B, un deuxième panneau 42 est mis en place sur l'autre mur de façon à venir en contact avec le poteau d'angle déjà installé. Après la mise en place de ces deux panneaux 42, un poteau intermédiaire 44 est accolé contre le deuxième panneau et un tronçon de sablière est mis en place en 20 assemblant ses extrémités au poteau d'angle et au poteau intermédiaire. En suivant, on répète ce cycle qui comprend la mise en place d'un panneau, suivie de la mise en place d'un poteau (intermédiaire ou d'angle) suivie de la mise en place d'un tronçon de sablière, comme illustré sur la figure 1C. Lorsque la ceinture de la maison est réalisée, on procède à la mise en place des 25 panneaux triangulaires 96, comme illustré sur la figure lb. En suivant, les fermes 22 sont installées entre les poteaux intermédiaires des murs longitudinaux comme illustré sur la figure 1E. A l'étape suivante, les renforts d'angle 90 sont installés puis les tronçons de pannes 100 et les extrémités de sablière 76, comme illustré sur la figure 1G. Enfin, le restant de la charpente tels que les chevrons sont mis en place comme illustré sur la figure 1G. Enfin après réglage des différents éléments, les poteaux intermédiaires sont fixés au plancher et les cadres en bois des panneaux 42 sont fixés à l'aide de clous ou de pointes aux éléments adjacents (lisses, poteaux intermédiaires, poteaux d'angle ou tronçons de sablière). La présente invention procure les avantages suivants : be nombreux éléments sont communs d'une maison à l'autre. Ainsi, il est possible d'obtenir des maisons différentes à partir d'un type de tronçons de sablière, d'un type de poteaux intermédiaires, d'un type de renfort d'angle, d'au plus deux types de poteaux d'angles, d'un nombre limité de types de panneaux 12 (limité au nombre de types d'ouverture), d'un type de fermes et de deux types panneaux triangulaires (si on se limite à une largeur de maison). Le fait de gérer un faible nombre de références permet d'optimiser les coûts de production et de gestion des pièces fabriquées. Selon un autre avantage, le procédé de montage est relativement simple et peut être mis en oeuvre même par un non professionnel. Ainsi, ce type de maison peut 20 s'adresser aux auto-constructeurs et être livré en kit. Enfin, les différents éléments peuvent être manipulés par des opérateurs ou avec des engins de levage de faible capacité. REVENDICATIONS1. Construction en bois comprenant au moins deux murs longitudinaux (14.1, 14.3) et une charpente comprenant au moins une ferme (22) avec un entrait (30) qui relie la partie supérieure des murs longitudinaux (14.1, 14.3), ladite construction étant caractérisée en ce que chaque mur longitudinal (14.1, 14.3) comprend : - des poteaux d'angle (40), - des panneaux (42), - au moins un poteau intermédiaire (44) intercalé entre lesdits panneaux (42), un poteau intermédiaire (44) d'un premier mur longitudinal étant relié à un poteau intermédiaire (44) du second mur longitudinal par un entrait (30) d'une ferme, - des tronçons de sablière (86) reliant les extrémités supérieures des poteaux intermédiaires et des poteaux d'angle, et - des renforts d'angle (90) reliant deux tronçons de sablière (86) au niveau des angles de la construction ou un tronçon de sablière (86) et une ferme (22) de part et d'autre de chaque ferme (22). 2. Construction en bois selon la revendication 1, caractérisée en ce que les renforts d'angle (90) sont disposés dans un plan horizontal. 3. Construction en bois selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque panneau (42) comprend une plaque en bois (46) avec sur une face intérieure un cadre en bois (48) avec des montants (54) et sur une face extérieure un film pare pluie (50) et un parement extérieur (60) solidarisé au panneau (42) en usine. 4. Constructions en bois selon la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque en bois (46) a une longueur supérieure à celle du cadre en bois (48) de manière à ce qu'il existe de part et d'autre du panneau (42) un décalage (58)entre le bord de la plaque en bois (46) et le montant (54) adjacent du cadre en bois (48). 5. Construction en bois selon la revendication 4, caractérisée en ce que le parement extérieur (60) a la même longueur que la plaque en bois (46). 6. Construction en bois selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un poteau d'angle (40) comprend au moins deux faces (66.1, 66.2) orientées vers les murs adjacents avec chacune deux rainures verticales, une première rainure verticale (68) apte à recevoir le bord d'une plaque en bois (46) d'un panneau (42) et une seconde rainure verticale (70) apte à recevoir le bord d'un parement extérieur (60) du panneau (42). 7. Construction en bois selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les tronçons de sablière (86) sont reliés aux poteaux d'angle (40) et/ou aux poteaux intermédiaires (44) grâce à des assemblages en queue d'aronde. 8. Construction en bois selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les renforts d'angle (90) sont reliés aux tronçons de sablière (86) et aux fermes (22) grâce à des assemblages en queue d'aronde. 9. Construction en bois selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les entraits (30) sont reliés aux poteaux intermédiaires 20 (44) grâce à des assemblages en queue d'aronde. 10. Construction en bois selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un mur (14.2) avec une partie triangulaire assurant la fonction de pignon qui comprend deux panneaux triangulaires (96) symétriques dont la ligne de jonction (98) est décalée par rapport aux bords du 25 ou des panneaux (42) situés en dessous.