Brevet FR3031997A1 — publié le 20160729

ELEMENT DE CONSTRUCTION PREFABRIQUE CONSTITUTIF D'UN BATIMENT A OSSATURE BOIS La présente invention concerne un élément de construction préfabriqué constitutif d'un bâtiment à ossature bois. Le terme bâtiment désigne ici toute construction, à usage particulier, professionnel, commercial, industrielle ou agricole, quelle que soit la taille de ce bâtiment. A titre d'exemple préféré, on peut citer des maisons individuelles ou (JE s chalets de loisir. Par élément de construction préfabriqué constitutif d'un bhment, on désigne ici un élément destiné à former au moins une partie d'une paroi externe ou interne d'un bâtiment, que cette paroi soit verticale comme un mur ou horizontale comme un plancher ou un plafond ou qu'il s'agisse d'un panneau de toit. Les bâtiments à ossature bois sont des constructions légères, rapides à réaliser de par la nature des matériaux utilisés. Il convient néanmoins d'optimiser l'isoljca thermique de ce type de bâtiment en limitant autant que possible les ponts thermiques, cela en sachant que l'isolation thermique des bâtiments à ossature bois est déjà i-ormante comparée à des bâtiments à base d'autres matériaux. Pour cela, on connait par FR-A-2 622 617 un élément de construction préfabriqué - ec, en position centrale, une lame de bois su, lacluelle sont fixées en quinconce, sur chaque face de la lame, des poutres qui soutiennent des lisses haute et basse. Un isolant thermi,ii.Je remplit les espaces de l'élément. Ici, la lame centrale j:artic-'2e à l'isolation mais alourdit l'élément tout en rendant plus complexe sa fabrication. On connaît également par FR-A-2 987 635 un élément de construction préfabriqué d'un mur à ,?E14..ure bois sans pont thermique. Ici des entretoises rigidifient les poutres qui soutiennent les lisses haute et basse. Les poutres sont clouées en quinconce sur des contreventements, un isolant remplissant les espaces libres de l'élément. Cet élément est destiné à être posé sur une dalle en béton. Dans ces conditions, l'invention vise à proposer un autre type d'élément de construction pour bâtiment à ossature bois, sans pont thermique, aisé à fel et 3031997 2 permettant de réaliser tout type de paroi. A cet 'e3t, l'invention a pour objet un élément de construction préfabriqué constitutif d'un bâtiment à Os: Eure ois comprenant : des lisses haute et ba:,e fùrinant deux bords de l'élément, 5 deux panneaux pleins, parallèles, reliant les lisses haute et basse et dont une des faces forme au moins une face visible de l'élément lorsque ce dernier est en place dans un bâtiment, des montants en bois fixés par leurs extrémités aux lisses haute et ;?, et maintenant ces dernières parallèles, les montants étant fixés sur les fa( as en 10 regard des panneaux et disposés en quinconce, un matériau isolant disposé dans les espaces libres délimités par les montants, les panneaux et les lisses, caractérisé en ce que le matériau isolant et sous forme d'au moins une plaque rigide formée d'au moins un m tériau isolant. 15 De cette manière, l'isolation est aisée et rapide à mettre en oeuvre, l'occupation des espaces libres par l'isolant est optimisée, sans perte ou surconsommation de matériau. De plus le fait que la plaque puisse être de type multi-matériaux permet d'adapter l'isolation de l'élément préfabriqué. Par ailleurs, la rigidité du matériau isolant participe également à la rigidité .) l'élément. 20 Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel élément de construction peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Il comprend au moins deux plaques dont les faces en regard ne sont pas en contact mutuel, définissant entre elles un espace libre. - Les deux plaques sont identiques et même nature. 25 - Les deux plaques sont de natures _lentes. - Les deux plaques ont des épaisseurs différentes. - Chaque plaque est formée d'au moins deux matériaux différents. - l'élément est configuré en L. - L'élément comprend sur au moins une face un panneau formant contreventement ou 30 à effet décoratif. 3031997 3 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux deuins 'nnexés dans lesquels: 5 - la figure 1 est une vue en perspective, partielle, d'un élément de construction conforme à un mode de réalisation de l'invention, le matériau isolant n'étant pas représenté et la lisse haute étant en position de pré-montage pour plus de lisibilité, - la figure 2 est une vue de dessus, en coupe longitudinale, partielle et à plus grande échelle, d'un élément de construction conforme à un autre mode de 10 réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus, en coupe longitudinale, partielle et à la même échelle que la figure 2, d'un élément de construction conforme à un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe verticale, partielle et à une autre échelle, de 15 deux éléments de construction conformes au mode de réalisation de la figure 2, en position montée comme paroi latérale et comme plancher dans un bâtiment à ossature bois et - la figure 5 est une vue de dessus en coupe partielle ct à une autre échelle, de deux éléments de construction conformes au mode de réaLation illustré à la figure 2, 20 en position montée comme paroi d'angle d'un bâtiment. L'invention sera décrite en référence à un élément de construction préfabriqué destiné à former une paroi dans un bâtiment, cela qu'il s'agisse d'une paroi ou cloison intérieur ou d'une paroi ou mur extérieur ou d'un panneau de toit. De ce fait, les termes mur, paroi ou cloison seront par la suite employés indifféremment pour 25 désigner une rnér-T) La figure 1 illustre un élément de construction 1 préfabriqué pour bâtiment à ossature bois. Il comprend une lisse 2 dite lisse basse. Il s'agit d'une planche de bois, d'une longueur allant généralement de 0,30 m à 12 m et d'une largeur allant de 6 cm à 50 cm. La lisse 2 forme un bord d'ar;::ui d l'àlément 1 sur un su:ort. C.? 30 connu en soi, peut être une dalle ou un sol d'un bâtiment, que ce 11 se situe en 3031997 4 rez-de-c;£-issée ou à l'étage. Une lisse 3 dite haute, dans l'exemple identique à la lisse 2, est illustrée à la figure 1 en configuration de pré-montage pour plus de lisibilité. La lisse 3 forme un bord supérieur de l'élément 1. Dans l'exemple, les lisses 2 et 3 définissent la hauteur H de l'élément 1, en position montée, c'est-à-dire lorsqu'il 5 participe à former une cloison verticale dans un bâtiment. En variante, lorsque l'élément 1 est utilisé en position horizontale, c'est-à-dire comme élément constitutif d'un sol ou d'un plafond, les lisses 2 et 3 définissent la largeur de l'élément. Des montants en bois 4, à section transversale rectangulaire dans l'exemple, donc de facto des tasseaux, sont fixés par leurs extrémités libres 5 et 6 à, 10 respectivement, les lisses basse 2 et haute 3. Les montants 4 maintiennent parallèles les lisses 2 et 3. Pour cela, ils sont cloués, collés ou vissés. Le nombre, la longueur et/ou la section transversale des montants 4 sont adaptés aux dimensions des lisses et/ou de l'élément à réaliser. Dans tous les cas, les montants 4 sont répartis en deux lignes parallèles, au 15 voisinage des bords 7, 8 de plus grande longueur des lisses 2, 3. Les montants 4 ne sont pas en regard les uns des autres mais disposés en quinconce. De cette manière, et en jouant sur l'épaisseur E de l'élément 1, donc de facto sur la largeur de chaque lisse 2, 3, on s'assure qu'il n'y a pas de contact entre les différents mcnta,its 4 répartis sur chaque bord 7, 8. 20 Les montants 4 sont fixés latér__ 3ment sur des panneaux pleins 9, 10 formant des contreventements. De tels panneaux 9, 10 sont, selon un exemple avantageux, à base de particules de bois orientées ou Oriented Strand Board en anglais. De tels panneaux sont fréquemment désignés par leur acronme anglais OSB. En variante, il s'agit de panneaux en contreplaqué marine ou en 's naturel ou en un ou plusieurs 25 autres rat-f'.riaux convenant pour réaliser des contreventements. A titre d'exemple, on peut citer anneaux à base de fibres de bois et/ou minérales. Une face 11, 12 de chaque panneau, respectivement 9,10, forme une face visible de l'élément 1, lorsqu'un utilisateur se trouve d'un côté ou de l'autre de la paroi définie par l'élément 1. En d'autres termes, les faces 11 et 12 déf:ni- sent les faces extérieure 30 ou intérieure d'une pièce ou d'un bâtiment, selon que l'élément 1 est employé pour 3031997 5 réaliser, par exemple, une cloison interne ou un mur :térieur, un panneau de toit ou bien encore la face vie Liu sol ou du plafond lorsque l'élément 1 est utilisé en position horizontale. Ainsi, les panneaux 9, 10 et les lisses 2, 3 délimitent un volume V globalement en 5 forme de caisson rectangulaire. Lorsque ce volume est vide, comme à la figure 1, son pouvoir isolant est réduit, en particulier en termes d'isolation thermique. La figure 2 illustre un élément 1 comportant un matériau isolant introduit dans le volur- a interne V de l'élément 1. Ici, le matériau est sous forme d'une plaque rigide 13. La aque 13 est d'un emploi et d'un maniement plus aisée que du matériau en vrac. 10 On conçoit que, dans d'autres modes de réalisation, on emploie plusieurs plaques rigides pour occuper le volume V. De plus, comme cela sera décrit plus précisément plus loin, le procédé de montage de l'élément 1 permet que le matériau isolant occupe tout l'espace libre du volume V et seulement cet espace, sans débordement extérieur ou sans retrait, cela 15 avec une épaisseur identique en tout point du volume V, donc avec une isolation maitrisée et identique en tout point de l'élément 1. Ici la plaque rigide 13 est r.. no-matériau. Elle est réalisée, par e.ar.ple, partir de polystyrène extrudé et graphité, de polyuréthane rigide à cellules fermées ou de PET à cellules fermées tel celui commercialisé par la société ICYNENE®. En variante 20 non illustrée, la Lque 13 est composée d'au moins deux types de matériau d'isolation, d'épaisseur identique ou non. On conçoit que ces matériaux peuvent être pour l'un un isolant thermique et pour l'autre un isolant phonique. Sur les fi c-s 11, 12 des panneaux 9, 10 des tass-aux 14 sont fiyês. Ils supr-.--tent des plaques de matériau 15, à effet décoratif ou aut, telles que d : s phques à . ;Ise 25 de fibres de papier et de gypse ou 2:tre. De telles plaques, telles c 29és commercialisées par la société FER ,ELL®, permettent de former un support pouvant être peint, enduit ou tapissé. Dans ce cas, la face 12 est la face visible et elle est orientée vers l'intérieur du bâtiment ou de la pièce dans le cas d'un élément employé pour former une cloison verticale. Si la face 11 est orientée vers l'extérieur, 30 elle est avantageusement pourvue d'un film pare-pluie, non illustré. 3031997 6 Dans ce cas, les tasseaux 14 supportent un contreventement 16 et/ou un panneau d'un matériau décoratif destiné à l'extérieur, par exemple avec un enduit ou une imitation de bois, de brique ou de pierre. On conçoit que la et/ou pect des panneaux 15, 16 sont 7.3.dtés aux besoins et à l'utilisation de l'élément 5 1. La réalisation d'un tel élément 1 s'effectue à rair d'un panneau 9 ou 10. Sur ce dernier, on fixe les montants 4. On repère l'emplacement des montants 4 et, dans la plaque 13, on découpe, par des techniques connues en soi, par exemple par sciage ou au fil chaud, des 10 logements de forme et de dimensions complémentaire 3 à celles des montants 4. Dans une autre étape, on réalise les logements com _mentaires des montants 4 qui sont portés par l'autre panneau 10 ou 9 en s'assurant que ces montants 4 sont disposés en quinconce par rapport aux autres montants. On assemble ensuite les montants et les panneaux 9, 10 ':? pirt et d'autre de la plaque 13. La dernière étape 15 de fabrication de l'élément 1 consiste à fixer les lisses 2, 3. En variante, selon un autre mode de réalisation du procédé de fabrication des panneaux, chaquz panneau 9, 10 est au préalable équipé de ses montants 4 dont la dir' ,:-,sition est définie pour que, lorsque l'élément 1 est réalisé, ils soient disposés - quinccnce. Donc, de facto, pour qu'aucun montant ne se trouve en regard d'un auLe 20 montant lorsque l'élément est fini. Les panneaux 9, 10 sont alors montés sur la plaque 13, après repérage de l'emplacement des montants 4 et réalisation des logements correspondants. On conçoit qu'en variante, la plaque 13 est pourvue de tous les logements pour les montants 4. Dans ce cas, les panneaux 9, 10 pourvus des montants sont alors 25 directement fixés sur la plaque 13. La figure 3 illustre un autre mode, avantageux, de réalisation de l'invention. Dans ce cas, deux plaques 130, ici identiques en termes d'e-raisseur et de nature, sont utilisées comme matériau isolant. Les plaques 130 ont une épaisseur E130 inférieure à l'épaisseur de l'élément 1A, c'est-à-dire inférieure à la distance séparant les faces 30 17, 18 en regard des panneaux 9, 10. 3031997 7 Les plaques 130 sont fixées, par des techniques connues en soi telles que le collage, aux faces 17, 18 p2nneaux. Les faces en regard des plaqi 130 ne sont pas en contact mutuel. On génère ainsi un espace libre A également (:nommé vide d'air. Cet espace A est donc dépourvu de matériau isolant entre les faces 19, 20 en 5 regard des plaques 130. Ce vide d'air A permet de réaliser un allégement de l'élément 1A tout en préservant les qualités d'isolation de ce dernier, l'air étant en lui-même isolant. Une telle configuration, outre une isolation thermique permet également d'optimiser l'isolation phonique. Dans un autre mode de réal- athn non illustré, l'espace libre A est comblé, si besoin, avec un autre matériau, par exemple avec un 10 isolant en vrac tel que de la laine de cellulose. Par ailleurs, une telle configuration est d'une construction aisée. En effet, chaque plaque 130 est, avantageusement, fixée sur une face 17 ou 18 d'un pann-,'..1 9 ou 10 et livrée ainsi, prête au montage. De cette manière le stockage des places 130 est optimisé. Lorsque l'on .eut klser un élément 1A, il suffit de fixer les lisses 2, 3 sur 15 les ensembles plaque 130 et panneaux 9, 10. En variante, les contreventements 15, 16 sont également pré-montés d'origine, c'est-à-dire avant le montage finale de l'élément 1A. La figure 4 illustre une zone de jonction entre une cloison formée d'un élément 1 et un dallage comportant également un élément 1B, similaire à l'élément 1. Afin 20 C surer la continuité du matériau isolant, dans cette zone on dispose une plaque 131 configurée en L. La jonction entre l'élément 1 et 1 B, nécessite que les montants 4 fixés sur les panneaux 10 et 9 de l'élément 1 soient longueurs différentes. De même le panneau 10 est plus court que le panneau 9. Cette différence correspond à l'épaisseur E1B de l'élément 1B. Ainsi, on réalise une d :xmpe dans l'élément 1 25 permettant le passage de la plaque 131 et donc la continuité du matériau isolant entre les éléments 1 et 1 B. Ici, l'élément 1 est utilisé pour former un mur extérieur. Il repose sur une poutre 21, elle-même fixée sur un pieu métallique 22 équipé d'un support de la poutre 21. Cette poutre 21 est reliée, par des assemblages connus en soi, par exemple à queue d'aronde, à une poutre 23. L'élément 1B repose sur autant de 30 poutres 23 que nécessaire. 3031997 8 Ici, l'élément 1B est pourvu de panneaux 90, 100 de différentes épaisseurs. Le panneau 100 forme un dallage pour un sol. Pour plus de lisibilité, une seule sous-couche est illustrée, sous la couche de marche, par exemple un carrelage, un dallage PVC ou encore un parquet flottant. L'homme du métier n'aura pas de 5 difficultés à réaliser les couches nécessaires à former le sol, selon le choix de matériau défini. On conçoit qu'ici, les éléments 1 et 1B peuvent être différents de ceux représentés, par exemple il peut s'agir de deux é..--nents 1.^.. L'invention permet de réaliser, aisément et rapidement, des éléments de construction de différents types, adaptés 10 aux besoins d'isolation et aux critères architecturaux, cela grâce à l'utilisation de plaques d'isolant rigide préfabriquées. La figure 5 illustre, en vue de dessus comme les figures 2, 3, un élément 1C destiné à former un angle d'une pièce ou d'un bâtiment, selon l'usage intérieur ou extérieur. La figure 5 illustre un mode de construction d'un élément 1C avec une 15 plaque d'isolant 132 similaire à la plaque 13, c'est-à-dire avec une épaisseur correspondant sensiblement à l'épaisseur El C de l'élément 1C. Comme pour la figure 4, la plaque 132 est configurée au préalable et les panneaux 9 sont également plus CO( :s que les panneaux 10, afin de pouvoir réaliser un espace continu en L pour recev-1r la plaque 132. 20 Dans tous les cas, la jonction entre les divers éléments 1, 1A, 1B, 1C est effectuée par des moyens connus en soi, par exemple par assemblage à queue d'aronde, collage et/ou vissage. Il en est de même pour assurer la liaison entre deux plaques 13, 130, 131, 132 mitoyennes. Cette liaison est, avantageusement, réalisée par collage ou soudure à chaud. Ainsi, on obtient la longueur voulue du mur ou de la cloison, avec 25 une nn'huité du matériau d'isolation, sans pont thermique et avec un de réalisation rapide et optimisé en termes de consommation de matériau. REVENDICATIONS1. .- Elément de construction (1 ; 1A; 1B; 1C) préfabriqué constitutif d'un bâtiment à ossature bois comprenant : des lisses haute (3) et basse (2) formant deux bords de l'élément (1 ; lA ; 1B ; 10), deux panneaux (9, 10 ; 90, 100) pleins, par.1.,:es, reliant les lisses I- (-) 10 et basse (2) et dont une des faces (11, 12) forme au moins une face visible de l'élément (1 ; 1A; 1B; 1C) lorsque ce dernier est en place dans un bâtiment, des montants (4) en bois fixés par leurs extrémités (5, 6) aux lisses haute (3) et basse (2) et main'')n lt ces dernières parallèles, les montants (4) étant 15 fixés sur les faces en regard des panneaux (9, 10 ; 90, 100) et disposés en quinconce, un matériau isolant (13 ; 130 ; 131 ; 132) disposé dans les espaces libres (V) délimités par les montants (4), les panneaux (9, 10 ;S0, 100) et les lisses (2, 3), 20 cAL.c;térisé en ce que le matériau isolant est sous forme d'au moins une plaque rigide (13 ; 130 ; 131 ; 132) formée d'au moins un matériau isolant. 2.- Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux plaques (130) dont les faces (19, 20) en regard ne sont pas en contact mutuel, définissant entre elles un ro -,ce libre (A). 25 3.- Elément de construction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux plaques (130) sont identiques et de même nature. 4.- Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu I s _;aLIX plaques (130) sont de natures différentes. 5.- Elément de construction selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce 30 que les deux plaques (130) ont des épaisseurs différentes. 3031997 10 6.- Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque plaque (13; 130; 131 ; 132) est formée d'au moins deux matériaux différents. 7.- Elément de construction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il (1C) est configuré en L. C.- El-',ment de construction selon l'une s revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend sur au moins une face (11, 12) un panneau formant contreventement (16) ou à effet décoratif (15).10