Brevet FR3012827A1 — publié le 20150508

La présente invention concerne un système modulaire pour la construction de bâtiments, ainsi qu'un procédé de construction de bâtiment mettant en oeuvre un tel système modulaire. Un procédé connu de construction de bâtiments, présenté notamment par le document DE-A1-102011109102, comporte une structure porteuse comprenant des poutrelles reliées entre elles, qui est assemblée en premier pour constituer l'ossature du bâtiment. Ensuite cette structure est garnie de cellules préfabriquées, équipées au préalable en atelier des équipements suivant l'usage prévu, comprenant notamment les ouvertures intérieures et extérieures. Chaque cellule est posée au sol sur une palette, puis hissée au moyen d'une grue à la bonne hauteur, et enfin glissée horizontalement dans des espaces prévus à l'intérieur de l'ossature. En séparant la réalisation d'une structure porteuse et le garnissage des espaces, on réalise des cellules qui peuvent être préparées en atelier sur des chaînes d'assemblage. Toutefois pour le montage de la structure porteuse, ce document ne présente pas de procédé de construction modulaire permettant de réaliser au préalable des sous-ensembles, afin de proposer un assemblage sur le chantier qui est simple et rapide. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système modulaire pour la construction de bâtiments, comprenant des modules assemblés pour former une structure porteuse du bâtiment, remarquable en ce qu'il comporte des platines comprenant une base disposant de moyens de liaison sur un support inférieur, et des moyens de guidage qui coopèrent avec des formes complémentaires réalisées en dessous des modules, pour positionner ces modules. Un avantage de ce système modulaire est que l'on peut facilement sur le chantier à partir de modules produit en atelier, fixer au sol des platines de manière à former un guidage d'un premier module à poser au sol, qui est positionné alors de manière simple, rapide et précise grâce à ses formes complémentaires, puis de façon similaire pour monter un étage, fixer des platines au dessus de ce premier module, pour recevoir un module supérieur comprenant en dessous les mêmes formes complémentaires. Le système modulaire selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la base des platines forme un plan supportant le module qui est posé dessus. L'ensemble des platines supportant un module constituent ainsi une surface plane recevant la charge de ce module. Les moyens de liaison peuvent comporter des perçages permettant une fixation sur une dalle. Les moyens de liaison peuvent aussi comporter un volume de liaison qui s'ajuste dans une ouverture d'un module disposé en dessous. Avantageusement, le moyen de guidage comporte une forme comprenant des pentes permettant un guidage du module venant dessus, lors de sa descente. Le positionnement du module est ainsi facilité pendant la descente. En particulier, le moyen de guidage peut comporter une forme pyramidale dépassant au dessus de la base, assurant un guidage dans les deux directions. Avantageusement, la platine est réalisée de manière économique en tôle. En particulier la platine peut comporter une base carrée formant un cadre, l'intérieur de ce cadre étant découpé suivant une croix comportant chaque extrémité ajustée sur un angle de cet intérieur, pour réaliser quatre triangles pliés vers le haut afin de constituer la forme pyramidale. Selon un mode de réalisation, les modules comportent une structure porteuse réalisée avec des poutrelles en acier. Dans ce cas le volume de liaison peut s'ajuster dans une forme intérieure d'une poutrelle, ce qui permet d'utiliser des formes existantes. Avantageusement, le système modulaire comporte un joint d'étanchéité inférieur ou un joint d'étanchéité latéral, assurant l'étanchéité sur le contour des modules avec respectivement le support inférieur ou un module latéral. L'invention a aussi pour objet un procédé d'assemblage d'un système modulaire comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui comporte la pose de platines sur un support inférieur formé par une dalle ou un premier module, puis la pose d'un joint d'étanchéité inférieur sur cette dalle ou ce premier module, et enfin la descente d'un module sur ces platines. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente une platine pour un système modulaire selon l'invention ; - les figures 2 et 3 présentent la préparation d'une dalle, comprenant successivement le positionnement des platines pour recevoir deux modules, et la pose d'un joint d'étanchéité au sol ; - la figure 4 présente la pose du premier module ; - la figure 5 présente la préparation de ce premier module pour recevoir à côté le deuxième module ; - les figures 6a à 6c présentent successivement l'arrivé du deuxième module, son approche, son début et sa fin de positionnement ; et - les figures 7 et 8 présentent la préparation de ces deux modules pour recevoir deux autres modules superposés, comprenant successivement la pose de platines et la pose d'un joint d'étanchéité sur le dessus. La figure 1 présente une platine 2 réalisée dans une tôle d'acier découpée et pliée, comprenant une base plane carrée 4 formant un cadre de 30 largeur constante, comportant à chaque angle un perçage 6 permettant de recevoir une vis de serrage au sol. L'intérieur du cadre de la base 4 est découpé de manière à former une croix centrée dans ce cadre, comprenant chacune de ses extrémités qui est ajustée sur un angle de cet intérieur, pour former quatre triangles isocèles 8 reliés par leurs bases au cadre. La base de chaque triangle 8 est pliée de manière à incliner ce triangle vers le haut suivant un angle d'environ 45°, en positionnant les pointes centrales des triangles à une même hauteur. On réalise ainsi de manière simple une forme pyramidale régulière 14. On peut en particulier produire les platines 2 de manière économique par découpe et emboutissage d'une tôle d'acier avec une presse. On peut aussi les produire de toute autre manière, par exemple par la découpe d'un cadre et de quatre triangles, puis par la soudure de ces triangles à l'intérieur du cadre. La figure 2 présente quatre platines 2 fixées sur le bord avant d'une dalle de sol 10 réalisée en béton, par des vis engagées dans les perçages 6 de chaque angle du cadre de la base 4. Au milieu deux platines 2 sont accolées ensemble pour former un groupe 12. Les deux autres platines 2 isolées de chaque côté, sont disposées dans l'alignement des deux platines accolées 12 pour former le guidage avant de deux modules similaires. La fixation de ces platines 2 se fait avec un positionnement précis après un traçage au sol, ou à l'aide d'un gabarit qui les positionne. La figure 3 présente la pose au sol d'un joint en mousse expansée inférieur 20, formant des bandes partant des platines 2 qui sont disposées suivant le contour des modules de structure. Seul l'avant de la dalle 10 est représenté, cette dalle se continuant vers l'arrière pour supporter l'ensemble des modules. La figure 4 présente la dépose d'un module de structure 40 sur la dalle 10 avec une grue non représentée, ce module comprenant un assemblage de poutrelles métalliques formant un volume globalement parallélépipédique. Sur les dessins seul l'avant des parties haute et basse du module 40 est présenté, en laissant un espace centrale non représenté qui relie ces deux parties entre elles. La face inférieure des angles de chaque module 40, comporte un contour carré qui permet de recevoir à l'intérieur de manière complémentaire, la forme pyramidale 14 de chaque platine 2. De cette manière lors de l'approche du module 40, le sommet des différentes formes pyramidales 14 s'introduit facilement dans chaque contour carré des angles, puis les pentes de ces pyramides guident le module dans la fin de sa descente, pour finir par un positionnement parfait quand ce module est posé sur le cadre de la base 4 formant un plan d'appui. On notera que seulement deux platines 2 sont nécessaires pour positionner entièrement un module de structure 40. Toutefois on peut placer une platine 2 à chaque angle du module 40, pour assurer notamment un positionnement en hauteur identique, une reprise de la charge, et une compression maîtrisée du joint en mousse inférieur 20 disposé entre ces platines. Le contour du module de structure 40 pose alors entièrement sur les platines 2 et les bandes de joint en mousse 20, ce qui ferme le passage par en dessous. La figure 5 présente la préparation du premier module 40 pour recevoir de manière accolée un deuxième module, avec la pose sur le contour du côté des poutrelles, d'un joint en mousse expansé latéral 50 formant des bandes. La figure 6a présente l'approche du deuxième module 42 à l'aide d'une grue, qui est placé globalement au dessus des platines 2 comme présenté figure 6b. La figure 6c présente la descente du deuxième module 42, à côté du premier module 40. De la même manière lors de l'approche du deuxième module 42, les angles sont positionnés par les formes pyramidales 14 des platines 2. A la fin de la dépose présentée figure 6d, le deuxième module 42 est dans sa position précise, sa face latérale venant en appui sur le joint en mousse latéral 50 en le comprimant de manière contrôlée pour assurer une étanchéité continue. La figure 7 présente la pose de platines supérieures 2 sur le dessus, à chaque angle des deux premiers modules 40, 42, comprenant aussi un groupe de deux platines 12 et deux platines isolées qui sont alignées avec celles du dessous de manière à transmettre verticalement les efforts des unes aux autres. Les platines supérieures 2 comportent chacune un caisson parallélépipédique 60 centré en dessous du cadre de la base 4,formant un volume de liaison qui s'ajuste dans une ouverture supérieure comprise dans le profilé des poutrelles à un angle des modules 40. Le cadre de base 4 vient en appui sur un bord supérieur des poutrelles. De cette manière les formes pyramidales 14 sont positionnées avec précision, et ce cadre de base 4 forme un plan d'appui se trouvant à la bonne hauteur pour recevoir les modules venant au dessus. La figure 8 présente la pose sur le contour supérieur des deux premiers modules 40, 42, d'un joint en mousse expansée inférieur 20, qui est disposé comme le joint posé sur la dalle de sol 10. On peut alors répéter la pose d'une nouvelle hauteur de modules 40, 42 qui se trouvent bien alignés avec les modules inférieurs grâce aux formes pyramidales 14 emboîtées. De plus les platines 2 réalisent un ancrage latéral entre les modules superposés, ce qui assure une tenue mécanique de l'ensemble. On peut ainsi continuer à superposer des hauteurs de modules pour élever la construction. On peut aussi à certains niveaux poser une dalle par exemple en béton, sur des platines 2 fixées au dessus des modules 40, 42 supérieurs, cette 30 dalle comprenant en dessous des formes complémentaires recevant les formes pyramidales 14 de ces platines, pour la positionner et la maintenir. La dalle peut alors constituer une terrasse supérieure du bâtiment, ou former un plancher en hauteur recevant à son tour comme pour la dalle de sol 10, des platines 2 fixées dessus pour continuer à poser des modules 40 en hauteur. D'une manière générale les platines 2 et les modules 40 peuvent être produits dans différents matériaux. En particulier on peut réaliser les modules 40 avec un assemblage de poutrelles en acier soudées entre elles, comprenant des sections transversales en forme de « U » ou de « H ». Les modules 40 peuvent comporter entre eux des variantes afin de former des espaces habitables différents, ou des esthétiques variées. Les modules 40 peuvent recevoir en complément des moyens d'accrochage complémentaires permettant de les lier entre eux, notamment entre deux modules superposés ou deux modules latéraux, pour rigidifier l'ensemble du bâtiment. Les modules 40 peuvent former uniquement une structure porteuse, recevant après leurs assemblages un habillage pour fermer les espaces habitables. Ils peuvent aussi en variante recevoir en atelier des habillages, de manière à constituer des sous-ensembles qui forment après assemblage un bâtiment sensiblement fini. Le système modulaire selon l'invention permet de plus un démontage simple et rapide des bâtiments, en déposant les uns après les autres les modules avec une grue en commençant par le haut. On peut ensuite reconstruire facilement ce bâtiment ailleurs. REVENDICATIONS1 - Système modulaire pour la construction de bâtiments, comprenant des modules (40, 42) assemblés pour former une structure porteuse du bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte des platines (2) comprenant une base (4) disposant de moyens de liaison (6, 60) sur un support inférieur (10, 40, 42), et des moyens de guidage (14) qui coopèrent avec des formes complémentaires réalisées en dessous des modules (40, 42), pour positionner ces modules. 2 - Système modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base (4) des platines (2) forme un plan supportant le module (40, 42) qui est posé dessus. 3 - Système modulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent des perçages (6) permettant une fixation sur une dalle (10). 4 - Système modulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent un volume de liaison (60) qui s'ajuste dans une ouverture d'un module (40, 42) disposé en dessous. 5 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que le moyen de guidage comporte une forme (14) comprenant des pentes permettant un guidage du module (40, 42) venant dessus, lors de sa descente. 6 - Système modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de guidage comporte une forme pyramidale (14) dépassant au 25 dessus de la base (10). 7 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (2) est réalisée en tôle. 8 - Système modulaire selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la platine (2) comporte une base carrée (4) formant un cadre, 30 l'intérieur de ce cadre étant découpé suivant une croix comportant chaqueextrémité ajustée sur un angle de cet intérieur, pour réaliser quatre triangles (8) pliés vers le haut afin de constituer la forme pyramidale (14). 9 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les modules (40, 42) comportent une structure porteuse réalisée avec des poutrelles en acier. - Système modulaire selon les revendications 4 et 9, caractérisé en ce que le volume de liaison (60) s'ajuste dans une forme intérieure d'une poutrelle. 11 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité inférieur (20) ou un joint d'étanchéité latéral (50), assurant l'étanchéité sur le contour des modules (40, 42) avec respectivement le support inférieur (10) ou un module latéral. 12 - Procédé d'assemblage d'un système modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte la pose de platines (2) sur un support inférieur formé par une dalle (10) ou un premier module (40), puis la pose d'un joint d'étanchéité inférieur (20) sur cette dalle ou ce premier module, et enfin la descente d'un module sur ces platines.