Brevet FR3011564A1 — publié le 20150410

L'invention concerne une poutre multiéléments pour construction de charpente. Les poutres utilisées pour soutenir des charpentes sont traditionnellement réalisées en bois, en acier, en béton ou en lamellé collée. Quand on veut construire une charpente dans une région ne disposant pas à proximité du lieu de construction de fournisseurs de telles poutres ou de matériaux permettant de les réaliser, il est nécessaire de les faire fabriquer loin du chantier et de les transporter jusqu'à ce chantier. Cela ajoute des surcoûts et des délais de fourniture qui renchérissent le coût général de la construction . Cela est particulièrement important dans les zones géographiques proches de terres arides ou peu urbaniséesou dans les pays en voie de développement. La présente invention a pour but de rémédier à cela en fournissant une poutre multiéléments, composée d'éléments longiformes facilement transportables par des moyens de transport courants, ne nécessitant aucun moyen complémentaire pour assurer la liaison de ses composants, et offrant une resistance au moins égale à celle des meilleures poutres. Elle fait partie des poutres composées d'éléments longiformes unitaires identiques dont l'assemblage est réalisé par emboitement sur le chantier de 20 construction d'un bâtiment. La poutre selon l'invention est composée de plusieurs éléments longiformes, juxtaposés et assemblés à joint croisé, chaque élément ayant une longueur de l'ordre de 1 mètre, étant réalisé par moulage de matière plastique, présentant une section transversale en U et comportant, en saillie du dos de son 25 âme, des tenons trapézoïdaux et verticaux espacées par des mortaises inverses de dimensions complémentaires de celles des tenons, ces mortaises étant aptes à recevoir les tenons des éléments contre lesquels elles sont adossées. Cette poutre présente de nombreux avantages : - la faible longueur de ses éléments, identiques pour tous les éléments 30 d'une même poutre, permet de transporter ceux-ci par des moyens de transports usuels, de leur lieu de fabrication jusqu'au lieu d'utilisation de la poutre ; - la réalisation en matière plastique moulée, permet d'adapter la matière aux besoins de la construction, de la choisir parmi celles économiquement disponibles dans le pays et d'ajouter à la matière de base des matières de récupération abaissant le coût de fabrication, et/ou des matières fibreuses augmentant sa résistance ; - l'assemblage des éléments longiformes s'effectue par emboitement avec coincement, sans aucun éléments complémentaires, tels que clavette de 5 verrouillage, boulon, vis ou rivet, tout en étant indémontable ; - la fixation de la poutre de charpente sur une paroi ou un poteau ne modifie pas les usages, puisqu'elle s'effectue de la même façon qu'une poutre en métal, en bois ou en lamellé-collé, - et, enfin, la résistance de la poutre formée par les éléments assemblés est 10 égale, et voir même supérieure, à celle des poutres monolithiques ou en lamellé-collé. Dans une forme d'exécution préférée, les faces latérales de chaque tenon et mortaises sont inclinées de l'ordre de 2 à 3 degrés par rapport à l'axe longitudinal du tenon ou de la mortaise pour assurer, à la façon d'un cône morse, 15 son autocoincement dans la mortaise qui le reçoit. C'est agencement est particulièrement important car il améliore la liaison entre composants et rend la poutre difficilement démontable. Avantageusement, chaque tenon et mortaise présente en section transversale une forme en queue d'aronde assurant, à l'état assemblé, leur 20 retenue transversale réciproque. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant une forme d'exécution de la poutre et de ses composants. Figures 1 à 4 sont respectivement des vues en élévation, 25 respectivement, de dos, de coté, par-dessus et de face d'un élément longiforme constitutif de la poutre ; Figure 5 est une vue en perspective éclatée de deux éléments de poutre lors de leur assemblage par emboitement ; Figure 6 est une vue en perspective de la poutre obtenue par 30 assemblage de plusieurs éléments longiformes ; Figure 7 est une vue partielle en perspective, montrant à échelle agrandie la liaison à joint croisé de deux éléments juxtaposés ; Figure 8 est une vue en coupe selon VIN-VIN de figure 7 montrant les dentelures d'adhérence ménagées dans les faces en vis-à-vis des tenons et mortaises. Comme montré aux figures 1 à 4 chaque élément A de poutre B est 5 constitué par une pièce longiforme moulée en matière plastique et présentant en section transversale la forme générale d'un U, avec une âme 2 formant la paroi dorsale et deux ailes 3. La matière plastique est choisie, en fonction de la résistance attendue, parmi les matières suivantes : Polychlorure de vinyle (PVC), Polyamides, 10 Polypropylène, Acrylonitrile butadiène styrène (ABS), Polycarbonate (PC), Polytéréphtalate d'éthylène (PET). Ces matières peuvent être utilisées seules ou en mélange avec des fibres synthétiques ou végétales, renforçant la résistance et le module de YOUNG des éléments. La longueur de chaque élément longiforme A est de l'ordre de 1 mètre 15 afin de pouvoir former des colis transportables sur palettes normalisées. La largeur S, la hauteur H et l'épaisseur E sont définies, lors de la conception de la poutre, en fonction des charges devant être supportées par la poutre. Chaque élément comporte, en saillie du dos de son âme 2, des tenons trapézoïdaux 4, s'étendant dans la hauteur de l'élément et présentant en section 20 transversale une forme en queue d'aronde. Les tenons sont séparés par des mortaises trapézoïdales 5 de conicité inverse pouvant accueillir les tenons 4 d'un élément juxtaposé. Dans cette forme d'exécution et présentant aussi une section en queue d'aronde. De préférence, les faces latérales 6 des tenons et des mortaises 25 forment, par rapport à l'axe longitudinal x'-x du tenon ou de la mortaise, un angle c dont la valeur est comprise entre 2 et 3 degrés pour assurer, à la façon d'un cône morse, son autocoincement dans la mortaise qui le reçoit. Dans une réalisation, l'espace compris entre les ailes longitudinales 3 de l'élément longiforme A est renforcé par des nervures 7, visibles aux figures 2, 30 4 et 5. La figure 8 montre que, pour certaines applications et pour augmenter l'adhérence de surface entre lames, les faces latérales 6 des tenons 4 et des mortaises 5 sont munies de fines dentelures d'adhérence 9 orientées perpendiculairement au sens d'engagement des tenons dans les mortaises. Pour construire une poutre de charpente avec ces éléments longiformes, il suffit, comme montré figure 5, de disposer les éléments Al et A2 dos à dos, l'un au dessus de l'autre avec un décalage longitudinale de mi longueur et en prenant soin, pour l'élément Ai, de disposer les petites extrémités 5 4a des tenons 4 tournées vers le bas, au-dessus de l'autre élément A2, et en alignement avec les grandes ouvertures 5a des mortaises 5 de cet élément. On notera que dans l'autre élément A2, les petites extrémités 4a des tenons 4 sont disposées en haut pour recevoir les grandes ouvertures 5a des mortaises 5 de l'élément A2. 10 Le rapprochement vertical des éléments Al et A2 engage les tenons en queue d'aronde dans les mortaises en queue d'aronde, jusqu'à leur emboitement complet et leur coincement par l'effet cône Morse. La figure 6 montre que les éléments longiformes Al et A2 sont assemblés à joints croisés, c'est à dire de manière que les zones 8 de jonction 15 bout à bout de deux éléments contigus Al disposés du même coté soient disposées à mi longueur des éléments A2, juxtaposés et disposés de l'autre coté. Une meilleure tenue de l'assemblage est assurée quand les extrémités de chaque élément A sont formées, comme montrée figure 8, par un 20 demi tenon 4d apte à s'engager, avec le demi tenon extrême 4d de l'élément contigu suivant, dans la mortaise centrale 5a de l'élément juxtaposé. Après assemblage de ses composants A, la poutre B montrée figure 6 forme une structure porteuse très résistante, bien que composée d'éléments de plus petite longueur qu'elle et assemblés sans aucun moyen de liaison 25 complémentaire. Elle apporte une solution très intéressante pour la construction de charpentes dans les pays en voie de développement qui ne disposent pas de moyens de communication permettant le transport de charges lourdes ou longues mais qui sont aptes à mouler des éléments de plus petites dimensions et 30 plus facilement transportables. REVENDICATIONS1.) Poutre multiéléments pour construction de charpente composée d'éléments unitaires identiques assemblables par emboitement sur chantier, caractérisé en ce que chaque poutre B est composée de plusieurs éléments 5 longiformes A, juxtaposées et assemblées à joint croisé (8), chaque élément A, ayant une longueur de l'ordre de 1 mètre, étant réalisé par moulage de matière plastique avec une section transversale en U (2-3) et comportant, en saillie du dos de son âme (2), des tenons transversaux (4), de forme trapézoïdale et espacés par des mortaises 5, inverses et de dimensions complémentaires de 10 celles des tenons, ces mortaises (5) étant aptes, lors de l'assemblage, à recevoir les tenons (4) des éléments contre lesquels elles sont adossées. 2.) Poutre multiéléments selon la revendication 1 caractérisée en ce que les faces latérales (6) de chaque tenon et mortaise sont inclinées de l'ordre de 2 à 3 degrés par rapport à l'axe longitudinal (x'-x) du tenon ou de la mortaise 15 pour assurer, à la façon d'un cône morse, son autocoincement dans la mortaise (5) qui le reçoit. 3.) Poutre multiéléments selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque tenon (4) et mortaise (5) présente en section transversale une forme en queue d'aronde assurant, à l'état assemblé, leur retenue transversale 20 réciproque. 4.) Poutre multiéléments selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'espace compris entre les ailes longitudinales (3) de chaque élément longiforme A à section transversale en U est renforcé par des nervures (7). 5.) Poutre multiéléments selon la revendication 1 caractérisée en ce 25 que les faces latérales (6) des tenons et mortaises sont munies de dentelures d'adhérence (9) orientées perpendiculairement au sens d'engagement des tenons dans les mortaises. 6.) Poutre multiéléments selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque élément longiforme A se termine à chacune de ses extrémités par un 30 demi-tenon (4d) emboitable, avec le demi-tenon extrême (4d) d'un autre élément contigu A, dans la mortaise centrale (5a) de l'élément juxtaposé.