Brevet FR3071522A1 — publié le 20190329

- 1 - La présente invention concerne un procédé de construction de murs de bâtiments par assemblage d'éléments modulaires constitués de caissons isolés fermés préfabriqués en pièces de bois de petite section et en matériaux tirés du bois. Les murs ossature bois sont habituellement conçus selon la technique dite d' « ossature plate-forme » et peuvent être assemblés sur le chantier ou composés d'éléments préfabriqués en atelier. Dans les deux cas ils comprennent une ossature traversante qui assure la stabilité structurelle de la construction en traversant de part en part au moins une couche d'isolation, et a l'inconvénient de créer un pont thermique intégré qui amoindrit les performances globales du bâtiment. Cette ossature est disposée le plus couramment suivant des côtes normées en partie courante, côtes qui rendent difficile l'utilisation de matériaux isolants non industrialisés, souvent issus de l'économie agricole ou de récupération, type botte de paille par exemple. L'augmentation des exigences réglementaires en matière de performance thermique contraint les concepteurs à augmenter l'épaisseur des éléments porteurs traversants pour pouvoir intégrer plus d'isolant dans la paroi, et donc à augmenter la valeur du pont thermique intégré, ou à créer des couches complémentaires d'isolant maintenus par une ossature complémentaire ou des systèmes de fixation spécifiques. Qui plus est, ces murs nécessitent l'utilisation de membranes rapportées pour assurer les fonctions d'étanchéité à l'eau, au vent, et à l'air requises par les normes en vigueur, ainsi que la création de contre-ossatures supplémentaires comme support des finitions intérieures et extérieures. Ces dernières opérations, par l'achat des matériaux et la main d'oeuvre supplémentaire qu'ils occasionnent, constituent une part substantielle du coût de revient global du bâtiment. Ces prestations sont souvent réalisées sur chantier, avec ainsi un plus grand risque de malfaçons. Par ailleurs le défi posé par les contraintes sismiques et surtout climatiques, avec la récurrence actuelle des épisodes de tempête pose le problème de la fixation au support des structures légères. Les quelques sinistres en la matière observés ces dernières années amènent à renforcer la réflexion sur les systèmes d'ancrage pour une meilleure prise en compte des contraintes structurelles. Le dispositif innovant présenté permet de pallier ces inconvénients. Le système est un assemblage de caissons isolés préfabriqués constitués d'éléments qui assurent chacun plusieurs des fonctions habituellement remplies par des éléments différents, et des fixations métalliques spécifiques, qui assurent l'interface entre le système et la dalle et/ou les fondations. Les caissons de base, sont des parallélépipèdes rectangles composés d'un premier panneau positionné vers l'extérieur du bâtiment, d'un deuxième panneau positionné vers l'intérieur du bâtiment, de deux panneaux latéraux, d'un panneau inférieur et d'un supérieur. Ces caissons - 2 - pourront adopter des volumes hexaédriques à faces externes ou internes de types triangle ou trapèze selon la géométrie des façades ou des pignons du bâtiment. Les panneaux extérieurs et intérieurs sont fixés sur des montants verticaux qui assurent également la liaison de l'ensemble avec les panneaux latéraux pour former un caisson. Ces montants sont placés sur la face externe du caisson, de manière à laisser ses faces internes libres d'aspérité pour simplifier la mise en oeuvre de l'isolant à l'intérieur. Ils forment de la sorte une double ossature, dite extérieure, qui assure la reprise des efforts structurels en limitant au maximum les ponts thermiques intégrés. De part leur disposition externe ils permettent aussi la mise en oeuvre de matériaux isolants aux dimensions hors des standards de la construction bois habituel, type botte de paille ou autre. Ces éléments porteurs sont de section moindre que ceux utilisés habituellement en ossature bois, mais présentent une résistance structurelle équivalente, voire meilleure, de part leur disposition. Selon le mode particulier de réalisation, et à titre d'exemple non limitatif, les dimensions des panneaux intérieurs et extérieurs pourront être aux dimensions standards des panneaux destinés couramment à la construction bois, pour limiter le nombre de manipulations et les pertes lors de la fabrication. Le panneau intérieur assure les fonctions de contreventement, de pare vapeur, d'étanchéité à l'air, et de confinement de l'isolant, ce qui permet de mettre en oeuvre directement la finition intérieure sur les montants porteurs verticaux, fixés vers l'intérieur du bâtiment, sans nécessité de mise en oeuvre des membranes et ossatures secondaires habituelles, tout en conservant un espace technique pour le passage des différentes gaines dans ces parois. Le panneau extérieur assure les fonctions de pare pluie et de confinement de l'isolant. La finition extérieure est mise en oeuvre directement sur les montants verticaux fixés vers l'extérieur du bâtiment, sans nécessité de mise en oeuvre des membranes et ossatures secondaires habituelles. L'ossature extérieure maintient également la ventilation derrière la vêture externe du mur, nécessaire au déphasage pour la chaleur d'été, et la pérennité des vêtures bois. Les panneaux latéraux en plus du confinement de l'isolant mis en oeuvre, servent à assurer la stabilité structurelle du caisson. Ces caissons de par leur conception innovante, nécessitent également des fixations innovantes spécifiques pour la liaison au support. Les Platines Double Ancrage, de part leur forme spécifique, renforcent la liaison entre les montants intérieurs et extérieurs de l'ossature en partie basse et permettent une reprise conjointe des efforts structurels transmis par le montant intérieur et le montant extérieur de l'ossature au support. Le double point de fixation au support confère une résistance plus grande et mieux répartie du système aux efforts sismiques et climatiques. - 3 - La disposition des platines, notamment aux raccords entre caissons, permet la correction, dès leur mise en oeuvre, des éventuels défauts dimensionnels et de planéité du support. La pose des caissons peut s'effectuer par la suite aux endroits dédiés avec précision, sans les risques d'erreur liés aux variations dimensionnelles et altimétriques du support. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en vue générale axonométrique, un caisson fermé, accompagné du Profil de Chainage, présenté non fixé en partie supérieure, et des Platines Doubles Ancrages, disposées en pied de caisson. La figure 2 représente en coupe, le dispositif de l'invention positionné sur le support. La figure 3 représente en vue axonométrique, une Platine Double Ancrage. Le principe est la réalisation d'un caisson préfabriqué fermé à double ossature porteuse externe, destinées à être l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur du bâtiment. En partie courante, en référence aux dessins annexés, les caissons sont composés d' une première série d'éléments porteurs verticaux (1) sur lesquels est fixé un panneau formant une première paroi du caisson (2), destinée à être placée à l'intérieur du bâtiment, et une deuxième série d'éléments porteurs verticaux (3) sur lesquels est fixé un panneau qui forme une deuxième paroi du caisson (4), destinée à être placée à l'extérieur du bâtiment. Ainsi le caisson formé est libre d'aspérité pour faciliter la mise en oeuvre de l'isolant (18). Parmi les éléments porteurs verticaux, deux éléments par panneaux sont placés immédiatement au bord du panneau. La fermeture du caisson s'effectue par deux parois latérales (5), une paroi supérieure (6) et une paroi inférieure (7). Ces parois inférieures et supérieures seront fixées chacune au moyen de deux traverses (8) fixées sur leurs cotés adjacents aux panneaux verticaux extérieur et intérieur. Des entretoises (9) sont fixées à l'intérieur du caisson, dans l'espace dévolu à la mise en oeuvre de l'isolant, de manière à maintenir les distances entre le montant d'ossature intérieure (1) et le montant d'ossature extérieure (3) qui se font face. Leur fréquence sera calculée en fonction des paramètres structurels du projet. La largeur des deux parois latérales (5), des deux parois inférieures (7) et supérieures (6), ainsi que la longueur des entretoises (9) varieront en fonction de l'épaisseur voulue pour le caisson. La fixation du caisson au support (11) sera assurée au moyen d'une Platine Double Ancrage (10), métallique ou autre, placée au niveau des montants verticaux (1) (3). La Platine Double Ancrage (10) a pour fonction l'implantation du système sur le support (11) selon une altimétrie et une géométrie maitrisée, la reprise simultanée des efforts structurels transmis par le montant - 4 - extérieur (3) et le montant intérieur (1) de l'ossature, et la fixation répartie du système sur le support (11). Dans la forme de réalisation selon la figure 3, cette platine comprend une partie horizontale (12) placée sur le support (11) pour recevoir le caisson, percée de deux trous (13) prévus pour le moyen de fixation (19) du système au support. Elle comprend aussi deux parties verticales (14) qui permettent le raccordement de la platine au caisson par l'intermédiaire des montants verticaux. La répartition des Platines Double Ancrage sur le support se fait comme suit : une platine à chaque rencontre de caisson, avec les montants verticaux des deux caissons repris sur la même platine, et une platine par montant intermédiaire. La pose des platines se fera en respectant la disposition des raccords entre caissons et celle des montants intermédiaires, les alignements prévus selon le plan du bâtiment, une altimétrie constante en compensant les défauts éventuels du support par calage. La liaison entre caissons en partie supérieure, et la rigidité de l'ensemble ainsi formé, sera assurée au moyen d'un Profil de Chaînage (15), constitué de traverses (16) liaisonnées par un panneau structurel (17), dimensionné à la largeur des caissons et d'une longueur suffisante pour assurer la rigidité de l'ouvrage en partie supérieure. Ce profil permet aussi selon les cas la réception des éléments de la charpente de toiture, d'un plancher intermédiaire ou des éléments de murs du niveau supérieur. Chaque caisson est fixé à son voisin par vissage ou clouage des éléments porteurs intérieurs (1) et extérieurs (3) situés aux angles avec ceux du caisson adjacent. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la construction de bâtiments isolés, notamment à usage d'habitation ou d'activité professionnelle. 1. 5 10 2. 15 3. 4. 20 5.