Brevet FR3012830A1 — publié le 20150508

Panneau pour murs de bâtiments à base de tiges de bambou L'invention concerne le domaine de la construction de bâtiments, et concerne plus particulièrement un panneau constitutif de murs pour bâtiments. Le domaine de la construction de bâtiments est un très gros consommateur de ciment. Il est en cela responsable de grandes quantités d'émission de gaz carbonique produites, ainsi que de sources d'énergie consommées à l'occasion de la fabrication du ciment. Des matériaux alternatifs ont été proposés, plus conformes à un développement durable. Par exemple le bois est de plus en plus utilisé. Quand il est exploité avec plantation systématique de jeunes arbres pour chaque arbre abattu, le bois est un matériau durable. De plus il permet d'obtenir des constructions plus légères que le béton. Néanmoins le bois, quoique plus léger que le béton, reste un matériau lourd. Par ailleurs, son exploitation durable est contraignante. Le temps de pousse d'un arbre est en général de 30 ans sous nos latitudes et de plus de 60 ans dans les forêts du nord de l'Europe. Le document DE196 10 247 divulgue un panneau fait à partir de pellet, tiges ou fibres liés par un liant. Ces tiges ou fibres peuvent venir de fleurs de tournesol. Néanmoins ces panneaux se limitent à un usage de revêtement, et n'ont de caractéristique mécanique que celle du liant renforcé de fibres. Le document US2 369 006 divulgue une structure faite de tubes calibrés assemblés sur le modèle des structures en nid d'abeille. Le document cite le bambou comme matière première possible, mais la solution ne peut pas fonctionner avec des bambous naturels, de diamètre variable le long de la longueur des tiges de bambou et avec des différences de diamètre d'une tige de bambou à l'autre. La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités et propose une solution qui permette d'utiliser des tiges de bambou dans un panneau de sorte à conférer au panneau les caractéristiques de tenue mécanique des tiges de bambou, en plus de leurs caractéristiques d'isolation thermique. A cet effet, l'invention concerne un panneau comportant au moins une première couche de tiges de bambou parallèles entre eux et une deuxième couche de tiges de bambou parallèles entre eux. Ce panneau est particulier en ce que les tiges de bambou de la deuxième couche sont sensiblement perpendiculaires aux tiges de bambou de la première couche. Grâce à ces dispositions, le panneau selon l'invention peut être coupé sur chantier, pour s'adapter à la dimension réelle du bâtiment à construire, tant pour la longueur que pour la largeur, et on peut y découper des ouvertures pour une porte ou une fenêtre. Selon d'autres caractéristiques : les tiges de bambou des première et deuxième couche peuvent être d'un seul tenant sur toute la longueur, respectivement largeur du panneau ; cette caractéristique permet de conférer au panneau une résistance mécanique à la compression dans le sens de sa longueur et de sa largeur, le panneau devenant par là un panneau structurel, apte à constituer un mur d'un bâtiment et à soutenir un toit, ledit panneau peut comprendre des tiges de bambou constituées d'un aboutage de plusieurs morceaux de tiges de bambou brut, permettant ainsi une utilisation d'un maximum de tiges de bambou brut avec un minimum de chutes, lesdites tiges de bambou peuvent comporter un tourillon d'assemblage au niveau de chaque assemblage, permettant un assemblage fiable et solide, ledit panneau peut comprendre en outre une couche de remplissage constituée substantiellement de fibres et/ou laine de bambou ou autre laine végétale, reliées par un liant ; une telle disposition permet d'améliorer les qualités thermiques du panneau, et peut permettre de loger des conduites de fluides ou d'électricité, ledit panneau peut comprendre une couche de tiges de bambou disposées obliques par rapport aux tiges de bambou de ladite première couche, permettant ainsi une garantie de l'équerrage du panneau. Une autre couche de tiges de bambou obliques croisant ladite couche peut être disposée pour reprendre les efforts d'équerrage dans les deux sens, tout en maintenant l'avantage de pouvoir couper le panneau à longueur ou d'y découper des ouvertures de porte et fenêtre, ledit panneau peut comprendre deux tirants disposés selon les deux diagonales dudit panneau, de sorte à en maintenir l'équerrage, de tels tirants pouvant être disposés dans une couche de remplissage, le cas échéant, et peuvent être des câbles, ledit panneau peut comprendre au moins une aiguille, débouchante sur une face externe dudit panneau et traversant au moins une couche dudit panneau, ladite aiguille étant agencée pour pouvoir y injecter un liant ou une résine, et percée latéralement de sorte à répandre le dit liant ou ladite résine dans une autre couche plus éloignée de ladite face externe ; cette caractéristique permet d'améliorer la répartition du liant ou de la résine, et permet aussi de lier les couches entre elles ; plusieurs aiguilles peuvent être réparties sur la surface du panneau ledit panneau peut comporter un chant élastique de sorte à répartir les efforts entre les tiges de bambou, par exemple constitué de mortier colle ou de polyéthylène expansé. La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d'un panneau selon l'invention, comprenant les étapes suivantes : - introduction d'une tige de bambou brut dans une ligne de sélection - mesure du diamètre le long de la longueur de ladite tige de bambou brut - comparaison dudit diamètre à un diamètre de consigne - coupe de la tige dès que ledit diamètre passe sous ledit diamètre de consigne - utilisation de l'assemblage obtenu dans la fabrication dudit panneau Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, on peut y ajouter les étapes suivantes : - introduction d'une deuxième tige - calibrage du creux interne des extrémités des deux tiges - assemblage des deux tiges par introduction d'un tourillon, de préférence collé. - utilisation de l'assemblage obtenu dans la fabrication dudit panneau. Un tel procédé permet une utilisation optimale des tiges de bambou brut récoltées, et de réduire à la fois les différences d'épaisseur d'une couche, et les chutes. L'avantage découlant de la présente invention consiste en ce qu'elle rend possible de réaliser un panneau à partir de bambou, et donc par une exploitation durable des ressources naturelles, qui présente des caractéristiques mécaniques et thermiques remarquables. La facilité d'adaptation aux contraintes géométriques d'un bâtiment sont également faciles à respecter de par la souplesse d'adaptation de tels panneaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints, dans lesquels : la figure 1 représente une vue avant en perspective d'un panneau selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue schématique d'une machine intervenant dans la fabrication du panneau de la fig. 1 ; - la figure 3 représente un détail d'un mode particulier de réalisation du panneau de la fig. 1 ; - la figure 4 représente une vue en plan d'un mode particulier de réalisation du panneau de la fig. 1 ; - la figure 5 représente une vue en plan d'un autre mode de réalisation du panneau de la fig. 1 ; Tel que représenté à la fig. 1, un mode préféré de réalisation de la présente invention concerne un panneau comportant une première couche 1 de tiges de bambou 5 sensiblement parallèles entre eux, une deuxième couche 2 de tiges de bambou 5 sensiblement parallèles entre eux, et perpendiculaires à celles de la première couche 1, une couche de remplissage 3 avec des fibres de bambou et/ou de la laine de bambou, et/ou d'autres matériaux de remplissage, et une quatrième couche 4 de tiges de bambou. Le panneau est recouvert de part et d'autre par une dalle fine 6, pouvant être composée de profilés usinés en bambou, ou de bois ou plastique, pour donner une apparence finie au panneau. Pour des raisons de clarté, les dalles fines 6 du dessus sont représentées en transparence dans la fig. 1. De telles dalles fines 6 peuvent aussi être remplacées par une plaque de plâtre ou de ciment, ou encore du ciment d'un côté et du plâtre de l'autre, selon les finitions et les caractéristiques externes souhaitées. Un liant 7 est disposé entre les tiges de bambou 5, pour les maintenir entre eux, et pour le maintien des couches entre elles. Le liant peut être par exemple un béton végétal, par exemple avec du chanvre, présentant de bonnes caractéristiques thermiques. On peut prévoir de constituer le panneau avec les tiges de bambou 5, puis de le plonger dans un tel béton, puis de laisser prendre le béton, fixant ainsi l'ensemble du panneau. Le liant peut aussi être une résine, qui peut être projetée au pistolet sur le panneau constitué des tiges de bambou 5. On peut alors placer le panneau dans une presse pendant la polymérisation de la résine, pour une bonne mise en place des couches 1, 2, 4 les unes par rapport aux autres. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on peut prévoir en un ou plusieurs endroits du panneau de disposer une aiguille traversant les diverses couches 1, 2, 3, 4, et utilisée pour injecter de la résine. Ceci permet d'apporter un maintien supplémentaire entre les couches 1, 2, 3, 4, en plus du liant. Une telle aiguille peut par exemple être un morceau de tige de bambou, percé latéralement ; on peut ainsi injecter de la résine par l'extrémité du morceau de tige, et celle-ci se disperse dans les couches 1, 2, 3, 4 aux environs du morceau de tige, et assure ainsi la liaison entre les couches 1, 2, 3, 4. Le même procédé par aiguille peut être utilisé pour injecter le liant entre les tiges de bambou 5, et entre les couches 1, 2, 3, 4. Une telle aiguille peut aussi être un morceau de tige de bambou, percé pour laisser passer une tige de bambou 5 de chacune des couches 1, 2, 4 de tiges de bambou 5. Une telle disposition est un peu plus difficile à mettre en oeuvre, mais permet d'assurer un lien de très bonne qualité entre les couches 1, 2, 3, 4. Il convient alors de rogner un peu les tiges adjacentes à celles qui traversent le morceau de tige de bambou, pour laisser la place à la paroi du morceau de tige de bambou. Pour l'introduction de l'aiguille, on peut prévoir de percer le panneau, de préférence selon un diamètre de perçage plus petit que le diamètre des tiges de bambou 5 constituant les couches 1, 2, 4 du panneau, pour éviter de sectionner complètement l'une des tiges de bambou du panneau. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le liant 7 ne remplit pas complètement les interstices entre les tiges de bambou, mais des espaces sont laissés libres. Ceci permet aux tiges de bambou de se déformer, et ainsi de donner de la souplesse. Ainsi le panneau est apte à reprendre un effort d'appui mécanique, ladite charge se répartissant naturellement sur toutes les tiges de bambou 5 qui sont disposées dans le sens de la charge. En effet selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, les tiges de bambou 5 sont d'un seul tenant sur toute la longueur du panneau. Ceci leur permet de contribuer à la reprise d'une charge de compression dans le sens de la tige, étant d'un seul tenant entre le point d'application de la charge d'un côté du panneau, et le point d'appui de l'autre côté du panneau. Dans le processus de fabrication du panneau, des tiges de bambou brut 8 sont introduites dans une ligne de sélection 9 comportant un moyen de mesure du diamètre 10 tel qu'une caméra ou un palpeur, ainsi qu'un moyen de coupe 11 tel qu'une scie. On coupe alors les parties de tige de bambou brut 8 présentant des diamètres extérieurs trop différents, et on aboute les morceaux de tige de bambou brut 8 présentant des diamètres extérieurs suffisamment proches. Des diamètres extérieurs entre 20 et 25mm, entre 25 et 30mm, entre 30 et 40mm, et entre 40 et 50mm peuvent par exemple être prévus. Pour une tige de bambou brut 8 dont le diamètre extérieur est sur une partie de sa longueur entre 25 et 30mm, et qui présente des parties de tige de bambou brut 8 de diamètre inférieur à 25mm, ces parties sont coupées, et aboutées à des tiges de bambou brut 8 de diamètre compris entre 20 et 25mm. L'aboutage de deux parties de tiges de bambou brut 8 se fait par sciage des deux extrémités 12, calibrage du creux interne 13, puis introduction d'un tourillon 14 dans le creux calibré de chacune des extrémités 12, et collage dudit tourillon 14, qui peut aussi être réalisé en bambou calibré de diamètre inférieur. Un tel procédé permet de disposer de tiges de bambou 5 de toute longueur, par exemple jusqu'à 2, 3, ou même 6 mètres de long, avec un diamètre dans la même gamme sur toute la longueur. On considère dans le cadre de la présente invention qu'une tige de bambou brut 8 est une tige de bambou avant découpe et assemblage, et qu'une tige de bambou 5 est une tige prête à l'emploi dans un panneau selon l'invention, le cas échéant après assemblage de plusieurs morceaux de tiges de bambou brut 8. On peut alors obtenir des panneaux comportant une première couche 1 de bambous avec des tiges de bambou 5 d'un seul tenant sur toute la longueur du panneau, et d'épaisseur sensiblement constante, du moins comprise dans la même gamme d'épaisseur, par exemple définie sur une plage de 5 mm comme ci-dessus. La deuxième couche 2 peut alors être constituée de tiges de bambou 5 d'un seul tenant sur toute la largeur du panneau, et d'épaisseur également sensiblement constante, ladite épaisseur pouvant être différente d'une couche à l'autre. La quatrième couche 4 peut être constituée dans le sens de la première couche 1 ou de la deuxième couche 2, ou encore on peut prévoir une cinquième couche avec des tiges de bambou 5 disposées perpendiculaires à celles de la quatrième couche 4. La couche de remplissage 3 permet d'une part d'absorber d'éventuelles surépaisseurs des couches 1, 2 et 4, et d'éviter que celles-ci se reportent vers l'extérieur du panneau. La couche de remplissage 3 permet également d'apporter une isolation thermique et/ou phonique supplémentaire, ainsi que de garantir l'étanchéité du panneau à l'air. En effet le liant entre les tiges de bambou 5 ne suffit pas à garantir une telle étanchéité. Il est en effet assez difficile, et coûteux, d'arriver à remplir complètement les interstices entre les tiges de bambou 5. De plus, comme indiqué ci-dessus, il peut être avantageux de ne pas remplir complètement lesdits interstices, et de laisser des espaces libres, pour permettre un peu de mouvement des tiges et leur donner un peu d'élasticité. Cela permet auxdites tiges par flambage d'adapter légèrement leurs longueurs, et de permettre une résistance collective des tiges à la compression en longueur du panneau. La présence de la deuxième couche 2, avec des tiges de bambou 5 perpendiculaires à celles de la première couche 1, permet d'une part de conférer au panneau la possibilité de le couper à longueur, ou d'y découper des ouvertures pour une porte ou un fenêtre ; elle permet d'autre par, en particulier dans la variante des tiges de bambou 5 en un seul tenant, de conférer au panneau une résistance à la compression dans le sens de la largeur, considérée ici comme étant le sens des tiges de bambou 5 de la deuxième couche 2. Ainsi la disposition perpendiculaire des tiges de la deuxième couche 2 par rapport à celles de la première couche 1 permet d'obtenir un panneau résistant à la compression dans les deux directions du plan du panneau, longueur et largeur. Pour assurer la tenue de l'équerrage du panneau, on peut disposer dans au moins l'une des couches 1, 2, 4 suffisamment de liant pour empêcher les tiges de bambou 5 de glisser longitudinalement l'une par rapport à l'autre. Cette couche assure alors la tenue de l'équerrage de tout le panneau. Une autre solution, représentée à la fig. 4, consiste à disposer, par exemple dans la quatrième couche 4, les tiges de bambou inclinées 15 par rapport à la longueur du panneau, ainsi que le cas échéant, selon la quantité et efficacité du liant, dans une couche complémentaire, des tiges de bambou inclinées en sens contraire 16. Ces tiges de bambou 15, 16 croisées résistant à la compression dans le sens de leur longueur interdisent toute déformation hors équerre du panneau. On peut aussi prévoir une liaison particulière, par exemple par résine, en extrémités des tiges de bambou 15, permettant leur sollicitation en traction, et d'éviter une couche complémentaire de tiges de bambou 16. L'inclinaison peut être d'une vingtaine de degrés, comme illustré à la fig. 4, mais elle peut aussi être plus forte, jusqu'à 45° et au-delà. Une telle solution permet de disposer de panneaux qu'on peut sans inconvénient découper à longueur sur le site de montage du panneau, ainsi que découper des ouvertures pour les portes ou fenêtres. Le cas échéant on pourra prévoir la mise en place d'une résine au niveau des découpes effectuées. Pour éviter l'ajustage et la coupe en biseau des tiges de bambou en leurs extrémité, on peut prévoir lors de la fabrication de la quatrième couche 4, de disposer des tiges plus longues, puis de couper le contour de la quatrième couche 4, ou encore de ne couper les sur-longueurs qu'une fois les couches 1, 2, 3, 4 assemblées, en coupant le panneau complet. Une telle solution permet également de faciliter l'égalité des longueurs des tiges de bambou 5 des autres couches 1, 2, et contribue à permettre un travail de résistance de toutes les tiges de bambou 5 en même temps. Une autre solution encore, représentée à la fig. 5, consiste à disposer deux câbles ou tirants 17 dans les deux diagonales du panneau, et quatre équerres 18, l'une dans chaque coin du panneau. Ces tirants 17 sont résistants en traction, et interdisent ainsi toute déformation hors équerre du panneau. De tels câbles ou tirants 17 peuvent être disposés par exemple dans la couche de remplissage 3 et sont alors invisibles, les équerres 18 se reprenant sur au moins une, et de préférence au moins deux couches 1, 2, 4 de tiges de bambou 5. Les équerres 18 peuvent aussi présenter une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur totale du panneau, et se reprendre sur toutes les couches 1, 2, 4 de tiges de bambou 5. Cette dernière solution présente toutefois l'inconvénient de rendre impossible une découpe sur chantier du panneau pour en adapter précisément les dimensions, ainsi que des découpes d'ouvertures pour fenêtres et portes du bâtiment. La fig. 5 présente également une solution alternative ou complémentaire à l'élasticité des tiges de bambou 5 pour faciliter la résistance collective des tiges de bambou 5 d'une couche 1, 2, 4. On a disposé sur le pourtour du panneau un chant 19 en mortier colle. Un tel mortier colle présente la caractéristique d'être à la fois élastique et résistant. Cela permet de reprendre les différences de longueur des tiges de bambou 5, et d'en répartir les efforts sur tout le chant 19 du panneau. Un tel chant 19 peut aussi être en bois, formant ainsi un cadre en bois, de dimensions extérieures calibrées, la répartition des efforts entre les tiges de bambou 5 étant alors traitée autrement. Le panneau selon l'invention confère alors des propriétés mécaniques et thermiques bien supérieures à un panneau seulement en bois. Un tel chant 19 peut encore être en polyéthylène expansé, matériau également élastique, dans lequel les extrémités de tiges de bambou 5 s'enfoncent plus ou moins, reprenant ainsi les tolérances de longueurs des tiges de bambou 5. En alternative, on peut prévoir de disposer un ressort ou un autre système élastique sur chaque extrémité de tige de bambou 5, remplissant une fonction similaire. Les panneaux selon l'invention pourront présenter des dimensions adaptées pour la construction d'un mur de bâtiment, tout en restant avantageusement en dessous des limites de dimensions transportables sur un camion. On peut par exemple proposer des panneaux de 2 x 3m, ou 2 x 6m. On peut aussi prévoir la préfabrication sous forme d'un seul panneau de la taille d'un mur complet d'un bâtiment. Toutefois on peut aussi proposer des dimensions beaucoup plus petites, comme 200 x 300mm par exemple, ces panneaux formant alors des briques utilisables pour construire un mur de n'importe quelle dimension. On peut alors prévoir des briques standard, de dimensions figées, avec par exemple les solutions décrites ci-dessus ne permettant pas une recoupe du panneau comme l'équerrage maintenu par câbles 17 ou les chants 19 en mortier colle, et par ailleurs des briques ajustables, par exemple avec une quatrième couche 4 de tiges de bambou inclinées 15, ou avec plus de liant ou un liant plus performant pour maintenir l'équerrage. L'avantage de la présente invention réside en particulier en ce que le panneau selon l'invention résiste à la compression dans les deux directions, longueur et largeur, ainsi qu'en équerrage, et peut donc être utilisé comme panneau structurel pour un mur de bâtiment, et pas seulement comme panneau de remplissage. Un mur peut être construit exclusivement avec de tels panneaux, ce qui permet une construction simplifiée, avec des panneaux légers présentant à la fois de bonnes caractéristiques mécaniques, et une bonne résistance thermique et sonore. La présence des plaques fines 7, ou de plaques de plâtre ou de ciment, permet de conférer un aspect fini au panneau qui ne nécessite donc pas de revêtement intérieur, et le cas échéant moyennant un traitement approprié, pas de revêtement extérieur non plus. Dans la description ci-dessus, la disposition des première couche 1, deuxième couche 2, couche de remplissage 3 et quatrième couche 4 est décrite dans cet ordre. Toutefois elles peuvent être disposées dans un ordre différent, et de plus un panneau peut comporter une première 1, deuxième 2, et quatrième couche 4, sans comporter de couche de remplissage, ou comporter les couches 1 et 2 seulement, ou les couches 1, 2 et 3 seulement. Selon l'invention, il doit comporter au moins deux couches telles que les première couche 1 et deuxième couche 2 dont les tiges de bambou 5 sont perpendiculaires à celles de la première couche 1. Nomenclature 1. première couche 2. deuxième couche 3. couche de remplissage 4. quatrième couche 5. tige de bambou 6. plaque fine 7. liant 8. tige de bambou brut 9. ligne de sélection 10. moyen de mesure 11. moyen de coupe 12. extrémités 13. creux 14. tourillon 15. tige de bambou inclinée 16. tige de bambou inclinée 17. câble 18. équerre 19. chant REVENDICATIONS1. Panneau comportant au moins une première couche (1) de tiges de bambou (5) parallèles entre eux et une deuxième couche (2) de tiges de bambou (5) parallèles entre eux, caractérisé en ce que les tiges de bambou (5) de la deuxième couche (2) sont sensiblement perpendiculaires aux tiges de bambou (5) de la première couche (1). 2. Panneau selon la revendication précédente, dans lequel les tiges de bambou (5) des première (1) et deuxième couche (2) sont d'un seul tenant sur toute la longueur, respectivement largeur du panneau. 3. Panneau selon la revendication précédente, comprenant des tiges de bambou (5) constituées d'un aboutage de plusieurs morceaux de tiges de bambou brut (8), par exemple comportant un tourillon (14) d'assemblage au niveau de chaque aboutage. 4. Panneau selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une couche de remplissage (3) constituée substantiellement de fibres et/ou laine de bambou ou autre laine végétale, reliées par un liant. 5. Panneau selon l'une des revendications précédentes, comprenant une quatrième couche (4) de tiges de bambou (15) disposées obliques par rapport aux tiges de bambou (5) de ladite première couche. 6. Panneau selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant deux câbles (17) disposés selon les deux diagonales dudit panneau, de sorte à en maintenir l'équerrage. 7. Panneau selon l'une des revendications précédentes, comportant un chant élastique (19) de sorte à répartir les efforts entre les tiges de bambou (5, 15, 16), par exemple constitué de mortier colle ou de polyéthylène expansé. 8. Panneau selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins une aiguille, débouchante sur une face externe dudit panneau et traversant au moins une couche (1, 4) dudit panneau, ladite aiguille étant agencée pour pouvoir y injecter un liant ou une résine, et percée latéralement de sorte à répandre le dit liant ou ladite résine dans une autre couche (2, 4, 1) plus éloignée de ladite face externe. 9. Procédé de fabrication d'un panneau selon l'une des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : - introduction d'une tige de bambou brut (8) dans une ligne de sélection (9) - mesure du diamètre le long de la longueur de ladite tige de bambou brut (8) - comparaison dudit diamètre à un diamètre de consigne - coupe de la tige de bambou brut (8) dès que ledit diamètre passe sous ledit diamètre de consigne - utilisation des morceaux obtenus comme tige de bambou (5) dans la fabrication dudit panneau. 10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, comprenant en plus les étapes suivantes : - préparation selon les étapes précédentes d'une deuxième tige de bambou brut (8) - calibrage du creux interne (13) des extrémités (12) des deux tiges de bambou brut (8) - assemblage des deux tiges de bambou brut (8) par introduction d'un tourillon (14), de préférence collé. - utilisation de l'assemblage obtenu comme tige de bambou (5) dans la fabrication dudit panneau.