Brevet FR3051492A1 — publié le 20171124

ÉLÉMENT PRÉFABRIQUÉ DE MAÇONNERIE, SON PROCÉDÉ DE FABRICATION ET SON PROCÉDÉ DE POSE DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine du bâtiment et notamment aux adaptations permettant d'intégrer une baie à une construction dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe un dispositif préfabriqué conçu par la demanderesse appelé bloc baie et qui réunit une menuiserie de baie préinstallée sur un précadre en béton armé. Lors de la construction d'une habitation, ces blocs baies préfabriqués sont acheminés sur chantier et sont installés directement sur les maçonneries des baies. Ces baies sont gardées volontairement inachevées pour une installation par le haut des blocs baies. Les surfaces d'accueil sont arasées. Une fois les blocs baies installés, un coulage de béton est réalisé pour leur fixation. Ces blocs baies sont installés sur des parois porteuses et 20 peuvent également être installés sur des constructions à ossature bois. La mise à disposition de ces blocs baies est réalisée par camion grue. L'exploitation d'un tel dispositif apporte un gain de temps et une économie en ce que ce produit « tout en un » supprime 25 la présence de plusieurs corps de métier sur chantier. Par ailleurs, les normes de consommation d'énergie évoluent et requièrent une optimisation de l'isolation des habitations. Cette optimisation a conduit à la conception de blocs de construction intégrant des caractéristiques d'isolation. Par exemple, il existe 30 des blocs de construction parallélépipédiques à bancher qui sont équipés sur au moins une de leurs faces (constituant alors la face extérieure de la construction) d'un panneau isolant et qui requièrent une opération de coulage de béton une fois les blocs montés les uns sur les autres. Il existe également des blocs de 35 construction à bancher formés de deux panneaux isolants entretoisés et entre lesquels le béton est coulé. Ces blocs ont pour inconvénient de ne pouvoir soutenir une charge qu'une fois le béton coulé et sec. D'ailleurs, le remplissage 3051492 2 des allèges est considéré comme une opération délicate et peut faire l'objet d'une opération simultanée dédiée consistant à verser le béton sous les ouvertures directement (au seau ou à la goulotte) via l'allège elle-même. Le niveau du béton doit alors faire l'objet 5 d'une attention particulière pour assurer dans de bonnes conditions la mise en place ultérieure des pièces constituant le cadre de baie. Il est donc difficile d'intégrer dans de telles maçonneries les blocs baies précédemment décrits et qui sont des éléments préfabriqués lourds nécessitant des allèges suffisamment solides 10 pour les soutenir avant fixation finale. Une solution consiste à réaliser le coulage préalable des portions correspondant à l'allège, à laisser sécher ces portions puis à installer les blocs baies avant de reprendre le montage des blocs et de réaliser ensuite la fixation finale. Une telle solution 15 requiert néanmoins plus de temps et au moins deux opérations de coulage de béton à synchroniser avec le chantier. DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce que constatant, la demanderesse a mené des recherches visant à faciliter l'exploitation de blocs baies pour des constructions 20 utilisant des blocs à bancher. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un élément préfabriqué de maçonnerie obviant aux inconvénients de l'art antérieur en proposant une exploitation des blocs baies non seulement pour les nouvelles maçonneries mais également pour les 25 maçonneries plus traditionnelles. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un élément préfabriqué de maçonnerie, ladite maçonnerie répondant aux critères d'une norme d'isolation, remarquable en ce qu'il comprend un précadre de fenêtre en béton préfabriqué fixé sur une 30 allège préfabriquée selon la norme d'isolation de la maçonnerie à laquelle elle va s'intégrer. Ainsi, il n'est plus nécessaire de réaliser une allège sur chantier ce qui fait gagner du temps aussi bien pour des maçonneries classiques que pour des maçonneries utilisant des blocs à bancher. 35 De plus, un tel dispositif requiert une seule opération de coulage de béton sur chantier. Elle garde les avantages du bloc baie de l'art antérieur en ce qu'elle règle la problématique du linteau en proposant déjà ce dernier dans le bloc préfabriqué. 3051492 3 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention où la maçonnerie utilise des blocs à bancher, l'allège est construite avec les mêmes blocs à bancher que ceux de la maçonnerie dans laquelle elle s'intègre. L'invention autorise ainsi 5 l'intégration d'un élément préfabriqué lourd sur et dans un mur de maçonnerie sans craindre une faiblesse de l'allège qui sera elle pré remplie, tout en autorisant une adaptation totale à la technique de maçonnerie utilisée notamment aux techniques utilisant les blocs à bancher. 10 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ledit précadre en béton accueille une menuiserie de baie. Ainsi, la demanderesse a avantageusement imaginé un dispositif permettant d'adapter son concept de bloc baie à des maçonneries non conventionnelles telles celles formées de blocs à bancher en 15 proposant un bloc baie plus allège. Ce bloc baie plus allège est transporté préfabriqué et mis à disposition sur chantier avant coulage final comme pour les blocs baies de l'art antérieur. L'élément préfabriqué de l'invention implique le fait de préfabriquer une allège simultanément avec le cadre en béton ou de 20 les fabriquer séparément et de réaliser leur liaison dans les meilleures conditions. En tant que fabricant de cadre en béton pour baie, la demanderesse a mené des recherches visant à optimiser la liaison entre une allège préfabriquée et un précadre préfabriqué en diminuant le plus 25 possible les modifications qui pourraient être requises sur les précadres en béton qu'elle produit déjà. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un élément préfabriqué remarquable en ce qu'il comprend une allège préfabriquée avec un volume en béton accueillant des barres 30 verticales métalliques de liaison se projetant vers le haut hors du volume de l'allège et entre lesquelles est positionné un précadre en béton armé préfabriqué, un volume de béton supplémentaire venant faire la liaison (ou clavetage) entre lesdites barres et ledit précadre. 35 Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle garantit, par une solution judicieuse et peu onéreuse, une bonne fixation en proposant un volume de béton supplémentaire 3051492 4 assurant la liaison entre les deux volumes constitués respectivement par l'allège préfabriquée et par le précadre en béton armé. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'extrémité haute de ces barres restent libres en se 5 projetant hors du coffrage de liaison créant ainsi des boucles susceptibles de coopérer avec des crochets de levage. La présence de ces barres permet ainsi de proposer une solution de levage à l'élément préfabriqué obtenu. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 10 l'invention, ce sont des anneaux de levage équipant préalablement le précadre en béton et insérés dans ce dernier lors de sa fabrication qui sont utilisés pour le levage, la manutention et l'installation de l'élément préfabriqué final réunissant l'allège et le précadre. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 15 l'invention, les extrémités hautes des tiges verticales dépassent du bord haut de l'élément préfabriqué pour participer à une liaison avec le chaînage de la maçonnerie. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, lesdites barres verticales sont associées à des projections horizontales dont les extrémités saillent des bords verticaux de l'élément préfabriqué afin de coopérer avec le béton qui sera appliqué lors de la fixation finale dans la maçonnerie. Lesdites projections horizontales facilitent ainsi la coopération entre les éléments préfabriqués et la maçonnerie dans laquelle ils s'intègrent. Selon un mode de réalisation préféré, ces projections horizontales sont préformées en étriers. Selon un mode de réalisation préféré, ces projections saillent horizontalement hors du volume du béton de liaison et de celui 30 remplissant l'allège. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, des bandes verticales de matériau isolant sont positionnées sur les bords verticaux de l'élément préfabriqué afin de créer un volume de rupture de pont thermique vertical entre 35 l'élément préfabriqué de l'invention et la maçonnerie à laquelle il s'intègre. Selon un mode de réalisation préféré, ces bandes de matériau isolant sont traversées par lesdites projections horizontales. 3051492 5 Selon un mode de réalisation préféré, ces bandes de matériau isolant sont positionnées essentiellement sur les bords verticaux de la partie de l'élément préfabriqué correspondant au précadre. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 5 l'invention, le dispositif est formé d'une allège armée par des barres verticales venant armer les montants du précadre en béton. Le précadre est alors moulé sur lesdites barres. D'autres solutions de liaison entre le précadre et l'allège sont possibles tout en restant dans l'invention. Ainsi, par exemple, 10 des réservations peuvent être préformées dans le précadre et/ou dans l'allège pour accueillir des barres de liaison entre les deux sous-ensembles, lesquelles barres seront fixées avec du scellement chimique. De même, des solutions par vissage mécanique peuvent être envisagées. 15 Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément préfabriqué reprenant tout ou partie des caractéristiques ci-dessus décrites. Ainsi, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé de fabrication d'un tel 20 élément préfabriqué est remarquable en ce qu'il comprend les opérations suivantes : - identification de la technique de maçonnerie, - prise de mesure pour définir l'allège, - création d'un moule correspondant à l'allège souhaitée, 25 - implantation de barres métalliques verticales de liaison, - coulage du béton dans le moule, - préfabrication d'un précadre de baie, - pose du précadre sur l'allège, - création d'un coffrage de liaison entre les barres et le 30 précadre, - coulage d'un volume de béton de liaison dans ledit coffrage à des fins de fixation entre l'allège et le précadre. Un tel procédé permet de ne pas modifier la préfabrication des précadres en béton déjà existants. 35 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de ce procédé, c'est un bloc baie associant un précadre en béton et une menuiserie qui est positionné sur l'allège. 3051492 6 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de ce procédé, le moule correspondant à l'allège souhaitée est réalisé par assemblage de blocs à bancher de la technique de maçonnerie identifiée. Une telle caractéristique facilite la réalisation de 5 l'allège en évitant la création d'un moule spécifique. Elle facilite également l'intégration de l'élément préfabriqué qui va reprendre les mêmes techniques de positionnement que les blocs de la maçonnerie dans laquelle il va s'intégrer. Enfin, elle garantit la continuité des performances d'isolation de la maçonnerie en 10 réutilisant les mêmes blocs que le reste de la maçonnerie. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de ce procédé, des pièces en plastique expansé sont disposées dans le moule de l'allège pour en diminuer le poids. Les contraintes sont alors réduites et la masse totale de l'élément préfabriqué est 15 également diminuée ce qui en facilite la manutention. Selon une autre caractéristique, des barres horizontales en acier sont positionnées dans le volume de béton de l'allège afin d'armer le volume de béton la constituant. Un autre objet de l'invention concerne le procédé de pose d'un 20 élément préfabriqué reprenant tout ou partie des caractéristiques ci-dessus décrites. Ainsi, le procédé de pose d'un tel élément préfabriqué est remarquable en ce qu'il comprend les opérations suivantes : - pose des éléments préfabriqués sur les surfaces préalablement 25 arasées avant pose des blocs de construction, - pose des blocs de construction, - coulage du béton. On comprend qu'un tel procédé réunit les avantages des blocs baies de l'art antérieur tout en solutionnant les problèmes liés à 30 la pose sur allège en préfabriquant des éléments préfabriqués intégrant une allège. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la 35 description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un élément préfabriqué, conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 3051492 7 Les figures la, lb, lc sont des dessins schématiques en vue de face extérieure des étapes de pose d'un premier mode de réalisation d'un élément préfabriqué conforme à l'invention ; Les figures 2a, 2b, 2c sont des dessins schématiques en vue de 5 face extérieure des étapes de pose d'un deuxième mode de réalisation d'un élément préfabriqué conforme à l'invention ; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue extérieure illustrant le positionnement d'un précadre en béton sur l'allège préfabriquée ; 10 La figure 4 est un dessin schématique d'une vue extérieure de face de l'élément préfabriqué selon le deuxième mode de réalisation ; La figure 5 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de l'élément préfabriqué selon le plan de coupe V-V (cf. 15 figure 4) ; La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe selon le plan de coupe VI-VI (cf. figure 4) ; La figure 6a est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe selon le plan de coupe VI-VI (cf. figure 4) d'une variante de 20 fabrication de l'allège ; La figure 7 est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe selon le plan de coupe VII-VII (cf. figure 4). DESCRIPTION DES MODES PRÉFÉRÉS DE RÉALISATION Comme illustré sur les dessins des figures la, lb et lc, 25 l'élément préfabriqué de maçonnerie référencé E dans son ensemble, comprend, dans une structure monobloc, un précadre de fenêtre en béton préfabriqué 100 fixé sur une allège préfabriquée 200. Comme illustrée sur les dessins des figures lb et lc, l'allège est fabriquée selon les normes de la maçonnerie M à laquelle elle va s'intégrer. Ici, cette maçonnerie M et donc l'allège 200 sont constituées par des blocs à bancher B. Comme illustrée, ledit précadre en béton 100 accueille une menuiserie de baie 300 préfabriquée. Le procédé de pose comprend les opérations suivantes : - pose de l'élément préfabriqué E sur les surfaces préalablement arasées S avant pose des blocs de construction et ayant fait l'objet d'un dépôt de deux cordons d'étanchéité (non illustrés), 3051492 8 - pose des blocs de constructions B, - coulage du béton. Ainsi, un niveau de construction peut être réalisé par une seule phase de coulage de béton à des fins de remplissage des blocs 5 à bancher B. La pose des éléments préfabriqués E ne constitue pas un ralentissement pour le chantier et résout la gestion dédiée des allèges. Un autre mode de réalisation est illustré sur les dessins des figures 2a, 2b et 2c où l'élément préfabriqué E' comprend une allège 10 200' qui ne reprend pas exactement les mêmes solutions de constructions que la maçonnerie M dans laquelle il s'intègre. Néanmoins, conformément à l'invention, les caractéristiques d'isolation de la maçonnerie sont respectées. Ainsi, en alternative à l'association d'une pluralité de blocs à bancher, l'allège peut 15 être réalisée par un seul bloc reprenant les mêmes matériaux isolants. Par exemple, si la maçonnerie M est composée de blocs à bancher formés de deux panneaux de matériaux isolant entretoisés, l'allège 200' peut être réalisée par le remplissage de deux panneaux de matériaux isolants en lieu et place d'une association de 20 plusieurs panneaux de plusieurs blocs B. Comme illustré sur le dessin de la figure 3, le procédé de fabrication de l'élément préfabriqué E comprend les opérations suivantes : - identification de la technique de la maçonnerie M qui utilise 25 ici des blocs à bancher B, - prise de mesure pour définir l'allège 200, - création d'un moule correspondant à l'allège souhaitée par association de blocs à bancher B, - implantation de barres métalliques verticales de liaison 410 30 et 420, - implantation de barres métalliques horizontales 430, - coulage du béton dans le moule, - préfabrication d'un précadre de baie 100 avec une menuiserie 300, 35 - pose du précadre 100 avec menuiserie 300 sur l'allège 200, - création d'un coffrage de liaison (non illustré) entre les barres 410 et 420 et le précadre 100, 3051492 9 - remplissage dudit coffrage par une nouvelle opération de coulage de béton à des fins de création d'un volume de béton 110 (cf. figure 7) de liaison. L'élément préfabriqué E est décrit plus précisément en 5 s'appuyant sur les dessins des figures 4, 5, 6, 6a et 7. Comme illustré sur le dessin de la figure 4, l'élément préfabriqué E comprend une allège préfabriquée 200 avec un volume en béton 210 armé (cf. figures 5 et 6) en accueillant des barres verticales métalliques 410 et 420 et des barres horizontales 430. Ce 10 béton armé 210 de l'allège 200 forme un voile entre les deux parois 220 et 230 en matériau isolant proposées par les blocs à bancher B. Les barres de liaison 410 et 420 se projettent vers le haut hors du volume de béton 210 de l'allège 200. Le précadre 100 est positionné entre ces barres 410 et 420 et lié à ces dernières et 15 donc à l'allège 200 par un volume de béton 110 supplémentaire (cf. figure 7) venant faire la liaison entre lesdites barres 410 et 420 et ledit précadre 100. En outre, lesdites barres verticales 410 et 420 sont associées à des projections horizontales 412 et 422 dont les extrémités 20 saillent hors du volume de liaison ainsi que hors des bords de l'allège afin de coopérer avec le béton qui sera appliqué lors de la fixation finale dans la maçonnerie M. Lesdites projections horizontales 412 et 422 facilitent ainsi la coopération entre les éléments préfabriqués E et la maçonnerie M dans laquelle ils 25 s'intègrent. Selon le mode de réalisation préféré illustré, lesdites projections 412 422 sont des étriers. Comme illustrées sur les dessins des figures 6 et 7, des bandes verticales de matériau isolant 510 et 520 sont positionnées sur les bords verticaux de l'élément préfabriqué E. Ces bandes sont 30 traversées par les projections horizontales afin de créer un volume de rupture de pont thermique vertical entre l'élément préfabriqué E et la maçonnerie M à laquelle il s'intègre. Le dessin de la figure 5 illustre bien que le précadre 100 est simplement posé sur l'allège préfabriquée et c'est le volume de 35 béton de liaison 110 qui solidarise le précadre préfabriqué 100 à l'allège préfabriquée 200. Bien entendu, les moyens d'étanchéité classiques sont interposés entre ledit précadre 100 et ladite allège avant coulage du béton de liaison 110. Le précadre 100 accueille en 3051492 - 10 - outre en partie supérieure de sa face intérieure des portions de panneau isolant 120 afin de respecter les normes d'isolation de la constructions dans laquelle il s'intègre. Ce dessin ne fait pas apparaître les entretoises entre les panneaux de matériaux isolant 5 qui équipent classiquement ce type de bloc à bancher B et qui participent à l'armement du béton. Les dessins des figures 6 et 7 montrent que les barres verticales 410 et 420 se dédoublent chacune en deux tiges verticales et que les projections 412 et 422 adoptent la forme d'étriers qui 10 vont optimiser la liaison de l'élément E avec la maçonnerie M lors du coulage final. Le dessin de la figure 7 illustre que le volume de béton de liaison 110 utilise les réservations et les surfaces du précadre béton 100 comme surfaces de coffrage lors de son moulage. 15 Le dessin de la figure 6a illustre un autre mode de réalisation où des pièces en plastique expansé 240" sont disposées dans le volume de béton 210" de l'allège 200" pour en diminuer le poids. On comprend que l'élément préfabriqué, son procédé de fabrication et son procédé de pose, qui viennent d'être ci-dessus 20 décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 25 30 35 REVENDICATIONS1. Élément préfabriqué (E) de maçonnerie (M), ladite maçonnerie (M) répondant à des critères d'isolation, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend un précadre de fenêtre en béton préfabriqué (100) fixé sur une allège préfabriquée (200) selon les critères d'isolation de la maçonnerie (M) à laquelle elle va s'intégrer. 2. Élément préfabriqué (E) selon la revendication 1, où la maçonnerie (M) utilisant des blocs à bancher (B), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE l'allège (200) est construite avec les mêmes blocs à 10 bancher (B) que ceux de la maçonnerie (M) dans laquelle elle s'intègre. 3. Élément préfabriqué (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit précadre en béton préfabriqué (100) accueille une menuiserie de baie (300). 15 4. Élément préfabriqué (E) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend une allège préfabriquée (200) avec un volume en béton (210) accueillant des barres verticales métalliques (410, 420) de liaison se projetant vers le haut hors du volume de l'allège (200) et entre lesquelles est positionné un 20 précadre en béton armé préfabriqué (100), un volume de béton supplémentaire (110) venant faire la liaison entre lesdites barres (410, 420) et ledit précadre (100). 5. Élément préfabriqué (E) selon la revendication 4, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE lesdites barres verticales (410, 420) 25 sont associées à des projections horizontales (412, 422) dont les extrémités saillent des bords verticaux de l'élément préfabriqué (E) afin de coopérer avec le béton qui sera appliqué lors de la fixation finale dans la maçonnerie (M). 6. Élément préfabriqué (E) selon la revendication 1, 30 CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE des bandes verticales de matériau isolant (510, 520) sont positionnées sur les bords verticaux de l'élément préfabriqué (E) afin de créer un volume de rupture de pont thermique vertical entre l'élément préfabriqué (E) et la maçonnerie (M) à laquelle il s'intègre. 35 7. Procédé de fabrication d'un élément préfabriqué (E) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il comprend les opérations suivantes : - identification de la technique de maçonnerie (M), 3051492 - 12 - - prise de mesure pour définir l'allège (200), - création d'un moule correspondant à l'allège (200) souhaitée, - implantation de barres métalliques verticales (410, 420) de liaison, 5 - coulage du béton (210) dans le moule, - préfabrication d'un précadre de baie (100), - pose du précadre (100) sur l'allège (200), - création d'un coffrage de liaison entre les barres (410, 420) et le précadre (100), - coulage d'un volume supplémentaire de béton (110) de liaison dans ledit coffrage à des fins de fixation entre l'allège (200) et le précadre (100). 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, CARACTÉRISÉ EN CE QUE un bloc baie associant un précadre en béton (100) et une 15 menuiserie (300) est positionné sur l'allège (200). 9. Procédé de fabrication selon la revendication 7, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le moule correspondant à l'allège (200) souhaitée est réalisée par assemblage de blocs à bancher (B) de la technique de maçonnerie (M) identifiée. 20 10. Procédé de fabrication selon la revendication 7, CARACTÉRISÉ EN CE QUE des pièces en plastique expansé (240 ") sont disposées dans le moule de l'allège (200") pour en diminuer le poids. 11. Procédé de pose d'un élément préfabriqué (E) selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 6, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il comprend les opérations suivantes : - pose des éléments préfabriqués (E) sur les surfaces préalablement arasées avant pose des blocs de construction (B). - pose des blocs de construction (B), 30 - coulage du béton. 35