Brevet FR3012156A1 — publié le 20150424

CONSTRUCTION MODULAIRE A OSSATURE METALLIQUE La présente invention concerne une construction, notamment de type à usage d'habitation, tertiaire, industriel du type modulaire, comprenant une ossature métallique sous la forme de profilés longilignes, assemblés en rectangle ou carré, les uns aux autres, pour former l'ossature et la charpente de la construction. L'ossature et/ou la charpente est ensuite associée à, et/ou recouverte de panneaux destinés à constituer les murs et/ou le plafond et/ou la toiture de la construction. On entend par le terme « modulaire » la possibilité de construire un module unitaire, tel que mentionné ci-dessus, et susceptible d'être utilisé soit seul soit associé à d'autres modules similaires ou comparables ou identiques, de manière à réaliser une construction globale ou seule, comportant ainsi plusieurs modules, les uns associés aux autres dans un même plan, décalés suivant au moins une direction dudit plan, voire disposés les uns au dessus des autres pour former des étages. Le type le plus commun et simple de telle construction modulaire est utilisé sur les chantiers à titre de bureau ou d'habitation temporaire, sous forme de caissons parallélépipédiques, associés les uns aux autres et empilés les uns sur les autres. Par ailleurs, on connait de nombreux systèmes ou procédés de fabrication de construction modulaire, notamment à usage d'habitation, et comportant des ossatures bois, ou des ossatures métalliques, préfabriquées en usine et installées sur place). De telles constructions modulaires doivent répondre à des exigences diverses et contradictoires. Elles doivent à la fois : - Etre faciles à monter, tant sur le plan de l'assemblage des différents éléments, que de la simplicité de la structure elle-même qui ne devrait requérir en théorie aucune ou de faible compétence en matière de bâtiment. - Etre susceptibles d'être montées par une ou deux personne(s) si nécessaire, ce qui suppose que chaque élément individuel, tel que poutre, longeron, panneau, etc., doit être suffisamment léger et peu encombrant pour être manipulé par une ou deux personne(s) aisément sans appareil de levage. - Résister aux intempéries, non seulement la pluie, mais également le vent, la neige et toutes autres contraintes extérieures tendant à déformer, voire briser la construction. - Permettre des possibilités d'assemblages variés de modules, en terme de combinaisons et d'associations de modules entre eux, tout en présentant un aspect esthétique d'ensemble agréable. - Respecter les contraintes environnementales liées aux matériaux de construction sans sacrifier la qualité et notamment la résistance de la 20 construction. Les constructions modulaires, notamment à usage d'habitation ou de bureau, de type connu, ne permettent pas de concilier de manière optimale ces différentes contraintes opposées. 25 La présente invention vise à réaliser un compromis optimal de ces contraintes et propose une construction modulaire à usage d'habitation et/ou de bureau, à ossature métallique, et également le procédé de réalisation de cette dernière. 30 A cette fin, selon l'invention, la construction de type modulaire, à usage notamment d'habitation et/ou de bureau, comportant une ossature métallique comprenant des éléments longilignes ou longiformes assemblés les uns aux autres et susceptibles d'être associés à des panneaux, pour former des pans de la construction, tel que mur, plancher, plafond ou toiture, est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un module comprenant : - trois cadres parallèles et espacés, formé chacun d'au moins deux montants latéraux verticaux parallèles ; - un longeron transversal horizontal les trois cadres définissant ainsi une face avant, deux faces latérales, une face arrière, une face de plafond et une face plancher, en ce qu'elle comporte en outre au moins deux éléments de liaison / solidarisation reliant un cadre au suivant, et en ce que l'espacement entre deux cadres consécutifs dans une direction parallèle au plancher et aux faxes latérales, est tel qu'au moins une partie de pan séparant deux cadres dans ladite direction, le plancher et le plafond/toit soient susceptibles d'être associés à des panneaux, des fenêtres, portes ou similaires. La construction de l'invention comporte avantageusement deux modules avec deux de leurs faces latérales en regard et accolées, de manière décalée selon une direction dans le plan de ladite face et parallèle au sol, d'une distance au plus égale à la distance séparant un cadre du suivant, ou d'une distance au plus égale à la distance séparant un premier d'un troisième cadres consécutifs. Les parties de faces latérales communes à deux modules sont dépourvues de panneaux, et sont alors soit laissées libres, soit associées à des fenêtres ou des portes.30 Selon une forme de réalisation préférée, chaque module comporte trois cadres, est de forme parallélépipédique, et comporte deux côtés rectangulaires de grande dimension, et deux côtés soit rectangulaires soit carrés. La construction comporte également une embase comprenant : - un treillis formé de profilés assemblés, de forme et surface correspondant à l'empreinte des cadres associés les aux autres ; - des plots susceptibles d'être posés sur ou ancrés dans le sol, et sur lesquels repose ledit treillis au niveau des montants verticaux des cadres. Les plots réglables ou de fondation sont par exemple au nombre de douze et en béton armé. Les profilés et longerons sont en aluminium. Les panneaux, de forme rectangulaire, sont constitués de matériaux 20 composites associés à une âme métallique, aluminium ou en bois ou tout autre matériau similaire. A titre d'exemple non limitatif, les dimensions extérieures de chaque module sont : 25 - 3,80 mètres de largeur ; - 5,10 mètres en longueur, - 3,435 mètres en hauteur. Les dimensions des cadres à titre d'exemple sont 1,575 m x 3,5 m pour les premier et troisième cadres, tandis que le second, au milieu, présente une dimension de 1,64 m x 3,5 m. Les panneaux des faces latérales présentent des dimensions à titre d'exemple de 3,5 m x 1 m. Les supports verticaux sont constitués de profilés métalliques creux de dimension 60 x 120 mm (épaisseur 4 mm). Un élément vertical est relié à un élément horizontal d'un même cadre par l'intermédiaire : - soit d'un boitier formant double ou triple manchon dans lequel sont susceptibles d'être insérés avec frottement les extrémités desdits supports verticaux et longerons transversaux ; - soit de plaques ou cornières avec boulons. La disposition et la longueur des supports verticaux est telle qu'une pente faible, inférieure à 5° de préférence de l'ordre de 2°, est prévue pour les longerons transversaux supérieurs appelés à supporter la toiture. Les panneaux formant la toiture comportent une feuille d'aluminium collée sur un panneau en matériau composite isolant incluant de la laine minérale lamellaire ininflammable. Les dimensions des panneaux de toit sont de 3,51 m x 1 m. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit se rapportant à des exemples illustratifs mais non limitatifs, reposant sur les 30 dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue d'une surface de sol sur laquelle sont disposés douze plots de soubassement pour la construction de l'invention. La figure 2 montre les plots de la figure 1 sur lesquels repose le treillis d'embase quadrangulaire. La figure 3 est une vue en perspective du soubassement de la figure 2 sur laquelle sont fixés quatre cadres verticaux parallèles et espacés. La figure 4 montre la structure de la figure 3 sur laquelle sont fixés des longerons transversaux pour relier un cadre au cadre suivant. La figure 5 est une vue de la construction de la figure 4 sur laquelle ont été rapportés et fixés des panneaux formant le plancher d'une part et la toiture d'autre part. La figure 6 est une vue de la construction de la figure 5 sur laquelle ont été rapportées des cloisons extérieures sous forme de panneaux. La figure 7 est une vue en perspective d'un exemple d'intérieur d'un module. La figure 8 représente une construction constituée de trois modules dont deux sont accolés dans un même plan horizontal, tandis que le troisième est superposé à l'un des deux modules. La figure 9 est une vue de côté d'un autre exemple de module. La figure 10 est une vue en perspective de trois modules accolés les uns contre les autres à la suite et décalés horizontalement. La figure 11 est une vue en perspective frontale d'un autre exemple de module de l'invention. La figure 12 est une vue en perspective de deux modules superposés; et décalés dans un plan horizontal. En référence à la figure 1, on a représenté de façon schématique et pour les besoin de l'illustration, le sol ou un support 1, sensiblement horizontal, limité par un horizon 2, et faisant apparaitre une partie du ciel 3. Sur le sol 1 sont disposés des plots ou socles en béton, de forme parallélépipédiques et aplatis, à section carrée (ou rectangulaire). Dans l'exemple montré, douze plots sont indiqués, à savoir, quatre rangées parallèles de trois plots alignés, respectivement : - 4A, 4B, 4C - 5A, 5B, 5C - 6A, 6B, 6C - 7A, 7B, 7C Les plots sont uniformément repartis de manière à former pour les plots 4A, 4B, 4C un segment frontal, les quatre plots 4A, 5A, 6A et 7A définissant un segment de première paroi latérale, tandis que les plots 4C, 5C, 6C et 7C forment un segment correspondant à une seconde paroi latérale, et enfin les trois plots 7A, 7B, 7C forment un segment correspondant à l'arrière de la future construction. 3012 156 8 Les plots ont une dimension en l'espèce de 30 cm x 30 cm x 6 cm. Sur la figure 2, on a représenté les plots de la figure 1, dans la même situation, sur lesquels sont posés, et fixés de manière connue en soi, des 5 éléments longilignes sous forme de profilés métalliques creux, de dimension de préférence 60 x 60 mm. L'ensemble de ces profilés constitue la structure 8 de support de plancher, et comporte ainsi quatre longerons parallèles 9, 10, 11, 12 selon les cotés lo latéraux, d'une part, et quatre traverses transversale parallèles, référencées 13, 14, 15, et 16, de dimensions 60 x 60 mm (épaisseur 4 mm), et de longueur de 350 cm. Les longerons 9 à 12 et les traverses 13 à 16 sont disposés de manière à 15 former trois cadres rectangulaires, de dimension par exemple 1575 x 3500 mm, pour le cadre frontal et le cadre arrière, tandis que le cadre médian présente une dimension de 1640 x 3500 mm. Les longerons 9 à 12 et les traverses 13 à 18 de la structure 8 de support 20 de plancher sont assemblés de manière connue et non représentée, par exemple par des manchons et boitiers de formes complémentaires aux extrémités des longerons et traverses, lesdits manchons et boitiers étant maintenus par des vis, boulons ou rivets. 25 La structure 8 présente ainsi une longueur, dans le sens des cotés latéraux de la structure de 4800 mm, et une largeur, dans le sens des cotés avant et arrière de la construction, de 3500 mm. Cette structure 8 de support de plancher est destinée à recevoir et à 30 supporter des panneaux de plancher comme décrit ultérieurement. Sur la figure 3, on a représenté les plots de support et la structure au sol de plancher de la figure 2, sur lesquels ont été rapportés des éléments complémentaires sous forme d'arceaux ou de portiques, en forme de U inversé, au nombre de quatre, à savoir, 17, 18, 19 et 20, disposés parallèlement les uns aux autres dans des plans parallèles aux faces avant et arrière de la structure. Chaque portique est constitué de deux montants verticaux parallèles reposant sur les plots d'extrémité de chaque coté, d'une part, et d'un longeron ou traverse horizontal reliant les extrémités libres des deux montants verticaux. Ainsi, le portique frontal 17 est constitué de deux montants verticaux latéraux 17A et 17B, et d'un longeron transversal horizontal 17C. Pour chaque portique, chaque longeron transversal est fixé aux extrémités libres supérieures des deux montants verticaux latéraux, par des boitiers de jonction connus en soi. Ainsi, les boitiers en forme de T, 17D et 17 E assurent la liaison entre les montants latéraux 17 A et 17B et le longeron transversal 17C. Le portique frontal 17 repose par l'extrémité inférieure des montants latéraux 17A et 17B, sur les plots d'extrémité 4A et 4C. Il en est de même des portiques 18, 19 et 20 qui procèdent du même principe de référencement alphanumérique. 3012 156 10 Ainsi, la structure telle que montrée sur la figure 3 comporte quatre portiques ou arceaux parallèles en forme de U inversé dont l'ouverture est tournée vers le sol. 5 Sur la figure 4, on a représenté la structure de la figure 3, dans laquelle les portiques ou arceaux 17, 18, 19 et 20 sont reliés les uns aux autres par l'intermédiaire chacun de trois entretoises, à savoir : - une première entretoise latérale respectivement 21A, 22A et 23A ; - une seconde entretoise latérale respectivement 21 B, 22B et 23B ; 10 - une entretoise médiane respectivement 21C, 22C et 23C. Les trois entretoises latérales et médianes, sont respectivement colinéaires et parallèles aux faces latérales de la structure. 15 Les entretoises médianes sont fixées sur les traverses correspondantes (17, 18, 19, 20) par l'intermédiaire de boitiers ou manchons en forme de U, connus en eux-mêmes et qui ne sont pas décris plus en détail. Les première et seconde entretoises latérales sont fixées sur les boitiers de 20 jonction de chaque portique (17, 18, 19, 20) par l'intermédiaire de boitiers ou manchons en forme de U, connus en eux-mêmes et qui ne sont pas décris plus en détail. Les montants verticaux 17A, 17B, 18A, 18A, 18B, 19A, 19B, 20A, 20B des 25 portiques sont des profilés métalliques creux de dimension 60 x 120 mm (épaisseur 4 mm), et ont une hauteur de 300,05 cm pour les montants de la série référencée B (sur un côté de la construction) et de 287,87 cm pour les montants de la série référencée A (sur l'autre côté de la construction). Cette différence de hauteur permet de réaliser un toit avec une légère pente. 3012 156 11 Les extrémités desdits montants 17 à 20 sont taillées en biseau à 45°. Les longerons ou traverses supérieur(e)s 17, 18, 19 et 20 des portiques sont constitué(e)s également de profilés métalliques creux de 60 x 120 mm 5 (épaisseur 4 mm) , et ont une longueur de 350,21 cm. Les extrémités de ces longerons ou traverses sont taillées en biseau à 45°. Les entretoises 21, 22 et 23 sont constituées de profilés métalliques creux de 50 mm x 80 mm (d'épaisseur 4 mm), et une longueur de 1510 mm. 10 Leurs extrémités sont taillées à angle droit. Les montant latéraux verticaux, les entretoises, les longerons sont constitués de profilés métalliques creux, de préférence en aluminium, et peuvent présenter toute forme de section (carré, rectangulaire, ronde, etc), 15 une section rectangulaire étant préférée. Sur la figure 5, est représentée la structure de la figure 4 sur laquelle sont rapportés des plaques ou panneaux, respectivement pour le plancher, et le plafond ou toit. 20 Les panneaux constituant le plancher sont en matériau rigide isolant thermiquement, présentent une dimension en l'espèce de 100 x 3500 x 1000 mm. 25 Dans l'exemple de la figure 5, les panneaux de plancher sont au nombre de cinq, disposés cote à cote le long de leur plus grande dimension (dans des plans parallèles au plan arrière et avant de la structure). Les panneaux de plancher sont référencés 24 à 28. 30 La structure de plafond comporte également des panneaux sensiblement de même dimension que ceux du plancher, et disposés de la même manière, et en l'espèce référencés 29 à 33. Enfin, comme montré sur la figure 6, de manière partielle, sont rapportés et fixés sur la structure de la figure 5 des panneaux extérieurs destinés à constituer les murs de la structure. Ces panneaux extérieurs présentent des dimensions dans l'exemple 10 montré, de 100 x 5100 x 1000 mm. Ces panneaux présentent des propriétés d'isolation thermique, et si possible phonique, et sont également étanches. Sur la figure 6, on a représenté un exemple particulier où, pour des raisons 15 de clarté, et d'illustration du procédé de l'invention, la totalité d'une face latérale est couverte de panneaux, tandis que la face arrière, la face avant et l'autre face latérale ne sont couvertes que partiellement, délimitant des ouvertures. 20 La figure 7 montre un exemple particulier et non limitatif d'un aménagement intérieur de la structure de la figure 6, intégrant des meubles, vitres (second face latérale), et une porte visible sur la face arrière. Les figures 8 à 12 montrent des exemples de réalisation de structures de 25 l'invention constituées de deux ou plusieurs modules associés, disposés côte à côte. La figure 8 montre une structure composées de - deux modules I et II disposés l'un contre l'autre le long de l'une de 30 leurs faces latérales, qui est donc commune, et 3012 156 13 - d'un module III disposé sur le module II, le plafond de ce dernier correspondant au plancher du module supérieur III. Les faces communes entre deux modules sont pourvues d'ouvertures 5 ménagées entre les montants verticaux d'une même face latérale (modules I et II), et/ou entre les entretoises et les longerons transversaux des plancher et plafond respectifs des modules superposées II et II. La figure 9 montre de côté un module dont les arêtes sont arrondies. Sur la figure 10, sont représentés schématiquement trois modules IV, V et VI, côte à côte et décalés dans le plan de leurs faces latérales, le décalage correspondant de préférence au double de l'espacement entre deux montants verticaux latéraux (17B, 18B, 19B, 20B - figure 3) d'une même face. Ledit décalage est donc égal à l'espacement entre les montants 17B et 19B. En outre, les modules IV, V et VI comportent des panneaux latéraux additionnels sur leurs faces frontales et sur le toit, créant une véranda. Le module de la figure 11 représente une autre variante. La figure 12 montre deux modules VII et VIII l'un au dessus de l'autre, décalés selon une direction transversale, le module supérieur VIII reposant sur le sol, pour la partie en porte-à-faux, par des pilotis 34 et 35. REVENDICATIONS1. Construction de type modulaire, à usage notamment d'habitation et/ou de bureau, comportant une ossature métallique comprenant des éléments longilignes ou longiformes assemblés les uns aux autres et susceptibles d'être associés à des panneaux, pour former des pans de la construction, tel que mur, plancher (24 à 28), plafond ou toiture, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un module comprenant quatre portiques (17, 18, 19, 20) parallèles et espacés, formé lo chacun d'au moins deux montants (17B, 18B) (18B, 19B) (19B, 20B) latéraux verticaux parallèles et d'un longeron transversal horizontal (17C, 18C, 19C, 20C), les portiques définissant ainsi une face avant, deux faces latérales, une face arrière, une face de plafond (18) et une face plancher (8), en ce qu'elle comporte en outre au moins deux entretoises (21A, 21B) 15 (22A, 22B) (23A, 23B) reliant un portique au suivant, et en ce que l'espacement entre deux portiques consécutifs dans une direction parallèle au plancher et aux faxes latérales, est tel qu'au moins une partie de pan séparant deux portiques dans ladite direction, le plancher et le plafond/toit soient susceptibles d'être associés à des panneaux, des fenêtres, portes ou 20 similaires. 2. Construction selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux modules (IV, V) avec deux de leurs faces latérales en regard et accolées, de manière décalée selon une direction dans le plan de ladite face et parallèle au sol, d'une distance au plus égale à la distance 25 séparant un portique du suivant, ou d'une distance au plus égale à la distance séparant un premier d'un troisième portique consécutifs. 3. Construction selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les parties de faces latérales communes à deux modules sont dépourvues de panneaux, et sont alors soit laissées libres, soit associées à 30 des fenêtres ou des portes. 4. Construction selon I une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque module comporte quatre portiques, est de forme parallélépipédique, et comporte deux côtés rectangulaires de grandex dimension, et deux côtés, soit rectangulaires, soit carrés. 5. Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte également une embase comprenant : - un treillis (8) formé de profilés assemblés (9 à 16), de forme et surface correspondant à l'empreinte des portiques associés les aux autres ; - des plots (4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 5C, 6A, 6B, 6C) susceptibles d'être posés sur ou ancrés dans le sol (1), et sur lesquels repose ledit treillis au niveau des montants verticaux (17A, 17B) (18A, 18B) (19A, 19B) (20A, 20B) des portiques. 6. Construction selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les plots de fondation sont au nombre de douze et en béton armé. 7. Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les profilés et longerons sont en aluminium. 8. Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les panneaux, de forme rectangulaire, sont 20 constitués de matériaux composites associés à une âme métallique, aluminium, ou en bois ou tout autre matériau similaire. 9. Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dimensions extérieures de chaque module sont : - 3,80 mètres de largeur ; 25 - 5,10 mètres en longueur, - 3,435 mètres en hauteur. 10. Construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dimensions des portiques sont 1,575 m x 3,5 m.