Brevet FR3026126A1 — publié le 20160325

Intitulé de l'invention Construction légère et mobile de forme ronde ou polygonale composée de « caissons » assemblés et maintenus entre eux par serrage concentrique avec application d'un cerclage ou d'une ceinture en tension en périphérie de la construction. 2 Indication du domaine technique auquel l'invention se rapporte Cette invention se rapporte au domaine technique de la construction légère, facilement montable, démontable et transportable bien que très solide et durable. La construction est susceptible de répondre aux normes courantes 10 d'habitabilité et ses usages sont multiples. 3 Contexte de l'invention Le contexte actuel de la construction se décompose en deux catégories principales : 4 La construction dite « en dur » qui apporte une bonne durabilité, un 15 confort permettant de répondre aux normes d'habitabilité en vigueur ainsi qu'une surface habitable sans limites. Son coût est généralement élevé et ce type de construction ne permet aucune mobilité. 4 La construction dite « légère » qui répond souvent à un besoin de 20 mobilité et de coût modéré. Ce type de construction propose généralement un confort sommaire incapable de répondre aux normes d'habitabilité courantes, une surface habitable souvent limitée et offre parfois une durabilité réduite. L'invention se situe dans la seconde catégorie de construction dite 25 « légère » et se caractérise donc par un coût modeste et une bonne mobilité. En revanche, elle se singularise par un niveau de confort équivalent aux constructions dites « en dur » en permettant de respecter les normes de construction courantes et offre une durabilité et une surface habitable importante. De plus, le concept rend les montages et démontages 30 très rapides et simples sans aucun outillage. 4 Description Construction économique, légère et mobile, constituée d'un assemblage simple et rapide d'éléments de poids et dimensions permettant un transport facile. De forme circulaire ou polygonale la construction pourra atteindre 35 une surface importante dépendante du diamètre choisi (à priori entre 4m et 12 m). L'objet du brevet consiste en l'application du principe de tenue mécanique par serrage concentrique avec application d'un cerclage ou d'une ceinture en tension en périphérie. Les éléments constituants, nommés caissons, sont ainsi assemblés de façon à constituer trois ensembles : un plancher ayant la forme d'un disque, sur lequel repose un mur cylindrique longeant le bord du plancher, et supportant lui même une toiture conique. Chaque caisson constitue un secteur angulaire et une portion de l'ensemble qu'il compose. 4.1 Les caissons Les portions angulaires du plancher, du mur et de la toiture sont appelés « caissons ». Ils sont constitués d'une ossature dimensionnée et assemblée précisément de façon à constituer des portions angulaires parfaites de la partie complète. Conçue pour favoriser la forme arrondie de l'ensemble, une ossature assure la résistance mécanique du caisson et participe à la stabilité de l'ensemble, en particulier par la reprise des efforts liés au serrage concentrique. L'épaisseur des caissons est déterminée afin d'assurer la tenue mécanique et permettre au caisson de contenir l'épaisseur d'isolant souhaitée. (Par exemple 12 cm pour le plancher et les murs et 22 cm pour la toiture). L'ossature pourra être construite eh bois ou tout autre matériau assurant les fonctions décrites. Une « peau » vient fermer les faces intérieures et extérieures des caissons. Outre la fonction de face des éléments elle assure aussi une fonction de renfort mécanique et de contreventement des caissons. Suffisamment souple pour prendre une forme arrondie une fois contrainte sur la structure, elle pourra être constituée d'OSB, de contreplaqué ou de tout autre matériau assurant ces fonctions. Afin de faciliter le montage et d'apporter une sécurité supplémentaire, des feuillures permettant un emboîtement par la technique de rainure / languette peuvent aider à joindre deux caissons l'un à l'autre et d'assurer leur bon positionnement une fois le serrage concentrique appliqué. 4.2 Le plancher Le plancher repose sur un chevronnage soutenu par des fondations dites « à visser » plantées dans le sol ou par tout autre support ou calage approprié. Le plancher est rond (ou polygonal) et composé de portions angulaires maintenues en place par serrage concentrique de l'ensemble sur le bord extérieur (épaisseur du plancher). La partie centrale peut être constituée d'un polygone ayant un nombre de faces égal au nombre de portions angulaires qui viendront s'y appuyer / emboîter. Voir dessins : figures 1 et 2 4.3 Les murs Les murs constituent un cylindre (ou un polygone) composé de portions angulaires juxtaposées bord à bord avec en option une possibilité d'emboîtement grâce à des feuillures par la technique de rainure / languette. La mise en place et le maintien sont assurés par serrage concentrique de 5 l'ensemble sur la face extérieure en partie haute et basse. Une fois en place, des équerres métalliques posées sur la face intérieure à chaque jonction de portions de plancher solidarisent les murs au plancher et maintiennent la base des murs. Le serrage concentrique en partie basse peut alors être enlevé, celui du haut reste et fait partie intégrante de 10 l'ensemble. Les équerres métalliques permettent d'éviter le soulèvement, de maintenir le serrage concentrique et ainsi d'enlever la ceinture en partie basse. Voir dessins : figures 3, 4 et 5 4.4 La toiture 15 La toiture constitue un cône (ou un cône à facettes) dont la base repose sur les murs. Elle est composée de portions angulaire juxtaposées bord à bord avec la possibilité d'emboîtement sur les murs par la technique de rainure / languette. La base des portions de cône est taillée en double biseau arrondi afin de 20 créer un méplat permettant l'appui stable sur les murs d'une part et de prolonger l'arrondi du mur dans l'épaisseur de la portion de cône une fois posé. Au choix, le sommet du cône pourra être une pointe constituée par les arrêtes de toutes les portions angulaires ou constitué d'un « tonneau » assurant à la fois la fonction de clé de voûte et de puits de lumière. 25 Les portions de cône sont alors tronquées en leur sommet avec une coupe en biseau constituant une face d'appui verticale munie d'un tenon permettant de s'y appuyer / emboîter. Le maintien est assuré par serrage concentrique sur la base arrondie extérieure juste au dessus de la jonction avec les murs, ce serrage reste en place et fait partie intégrante de l'ensemble. On 30 observe alors un report des forces dues au poids de la toiture sur le serrage concentrique. Une fois en place, des « pattes » de fixation métalliques posées sur le bord extérieur à chaque jonction de portions de toiture solidarisent la toiture aux murs permettant d'empêcher le soulèvement de la toiture en cas 35 de tempête. Voir dessins : figures 6 et 7 4.5 Le serrage concentrique Le principe de serrage concentrique avec application d'un cerclage ou d'une ceinture en tension en périphérie du plancher, des murs et particulièrement 40 de la toiture assure à lui seul la tenue mécanique de l'ensemble de la construction permettant de se passer de structure porteuse et de dispositifs d'assemblage. Cela permet un coût de fabrication particulièrement faible et facilite le montage, le démontage, et la mobilité du bâtiment. Le concept impose quatre emplacements où le serrage concentrique par 5 cerclage ou ceinture en tension devra être appliqué, chacun ayant une ou des fonctions sur le dispositif : - serrage sur le bord extérieur du plancher : . Mise en place parfaite des portions angulaires constituant le plancher, le disque parfait étant la forme ayant la plus petite 10 circonférence possible. . Supportant peu d'efforts, ce cerclage pourra être remplacé par un maintien en position par des équerres ou fers plats liant le plancher au mur. - Serrage sur le bas et sur le haut du mur : 15 . Mise en place parfaite des portions angulaires constituant le mur, le cylindre parfait étant la forme géométrique ayant la plus petite circonférence possible. . Le serrage non élastique assure la rigidité du mur en contraignant l'assemblage : toute déformation du cylindre implique une 20 augmentation de sa circonférence en s'opposant au serrage concentrique. Ceci assure à la fois une très bonne tenue mécanique et empêche toute déformation due aux conditions climatiques. . Supportant peu d'efforts, le cerclage en partie basse pourra être remplacé par un maintien en position par des équerres liant le mur 25 au plancher. . Le cerclage en partie haute sera maintenu et supportera une partie de la composante horizontale des forces d'appuis de la toiture et de ses surcharges éventuelles. - Serrage sur le bord extérieur du bas de la toiture : 30 . Mise en place parfaite des portions angulaires constituant la toiture, le cône parfait étant la forme ayant la plus petite circonférence possible. . Le cerclage sera maintenu et supportera la composante horizontale des forces d'appuis de la toiture et de ses surcharges 35 éventuelles. Les dispositifs de cerclage assurant le serrage concentrique devront être insensibles aux variations de température, non élastiques et supporteront les surcharges liées aux conditions météorologiques (vent et neige). Afin de réduire la hauteur des seuils de portes et d'éviter les moyens de 40 tension au ras du sol, les ceintures du plancher et du bas du mur supportant peu d'efforts horizontaux pourront être remplacés par des équerres positionnées à l'intérieur de la construction ou des fers plats positionnés à l'extérieur. Les dispositifs venant en remplacement des ceintures devront être disposés de façon à empêcher tout écartement des caissons du plancher et du mur entre eux afin de leur interdire tout mouvement vers l'extérieur de l'ensemble qu'ils constituent. Il suffit pour cela que chaque équerre (intérieur) ou fer plat (extérieur) assemble à la fois deux caissons de plancher et le ou les caissons de mur en vis à vis. Un calcul de la composante des forces horizontales appliquées par la toiture au niveau de la jonction avec le mur sera réalisé pour chaque taille d'habitat en fonction de son diamètre, du poids propre de l'ensemble des caissons constituant la toiture et des conditions météorologiques du site. Par précaution la méthode de calcul prendra les assemblages de haut de 15 toiture (pointe ou « tonneau ») et de bas de toiture (jonction murs / toiture) comme une rotule libre dans l'axe tangent aux murs. Le serrage concentrique pourra par exemple être réalisé à l'aide d'une sangle à cliquet, d'un câble acier ou d'une corde synthétique avec tendeur adapté. 20 4.6 Ouvrants et finitions extérieures 4.6.1 Les ouvrants Les ouvrants sont forcément inclus dans une portion angulaire (ou caisson) de mur. L'ossature du caisson est adaptée afin de laisser apparaître un cadre aux dimensions de l'ouvrant qui sera posé en tunnel dans celui ci. Le 25 « tonneau » peut laisser apparaître une ouverture circulaire au sommet du toit du diamètre intérieur de ce dernier. Il est judicieux d'utiliser cette ouverture en puits de lumière et surtout de permettre une ventilation dont l'ouverture pourra être réglable. L'usage d'un dôme en polycarbonate ou matière équivalente (surface froide) 30 d'un diamètre un peu supérieur au « tonneau » permet de « capter » la condensation et de l'extraire naturellement sur la toiture par ruissellement sous le dôme. 4.6.2 Finition extérieure La finition extérieure pourra être réalisée selon la convenance mais le 35 concept et la forme de la yourte sont bien adaptés à l'utilisation d'une toile technique qui devra avoir les caractéristiques suivantes : - Imperméable à l'eau, - Respirante pour permettre la ventilation du bois des caissons, - Durée de vie supérieure A 10 ans. 40 Apports et avantages du procédé de serrage concentrique appliqué sur des caissons Ces avantages découlent du fait que la tenue mécanique par serrage concentrique vient SEULE permettre le maintien de l'ensemble de la 5 construction. - Aucun besoin de tenue entre les caissons. - Aucun besoin d'autres structures devant venir supporter les caissons et / ou sur lesquelles ils devraient venir se fixer pour assurer leur maintien. - De par les deux premiers point, facilité de montage / démontage et de transport de l'habitat (maniabilité des caissons, poids, etc.). - Possibilité de monter l'habitation en terrain varié (sans modifications, terrassement, dalle béton, etc.). - Possibilité d'obtenir une surface habitable importante en fonction des demandes. - Possibilité de remplir les caissons d'isolant phonique et / ou thermique permettant une réelle qualité dans l'isolation de l'habitat tout en restant mobile. - Avantage d'un coût de fabrication (matériaux etc.) peu élevé par rapport au confort final de l'habitat. 7 REVENDICATIONS1) Méthode d'assemblage d'éléments préfabriqués constituant une construction de forme ronde ou polygonale et constituée de trois sous ensembles : un plancher ayant la forme d'un disque (voir dessins figures 1 et 2), sur lequel repose un mur cylindrique longeant le bord du plancher (voir dessins : figures 3 et 4), et supportant lui même une toiture conique (voir dessins : figures 6 et 7), chacun constitués d'éléments nommés caissons et constituant un secteur angulaire et une portion du sous ensemble qu'il compose caractérisée en ce qu'une fois constitués, les sous ensembles disposent chacun d'une face extérieure parfaitement ronde permettant d'appliquer le principe de tenue mécanique par serrage concentrique avec mise en place d'un cerclage ou d'une ceinture en tension en périphérie du sous ensemble constitué afin de maintenir fermement l'assemblage de caissons.