Brevet FR3064289A1 — publié le 20180928

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des éléments de construction en forme de blocs, notamment de blocs à bancher du genre parpaing, et a pour objet un bloc de construction composite du type parpaing isolant. On sait que les parpaings classiques utilisés en construction pour la réalisation notamment de murs extérieurs présentent une forme globalement parallélépipédique et sont destinés à être empilés les uns sur les autres par rangs successifs. Parmi ces parpaings réalisés entièrement en un matériau porteur, on connaît notamment ceux qui se présentent sous la forme d'un corps creux profilé de forme parallélépipédique, dont les parois latérales délimitent soit une, soit au moins deux alvéoles, ouverte(s) vers le dessus et vers le dessous de ce bloc. Ils présentent une forme profilée dans la direction d'empilement, avec une section en 8 (deux alvéoles) ou en H (avec une double paroi transversale définissant une alvéole). Après empilement, un matériau fluide intégrant un liant hydraulique, par exemple du type béton, est injecté dans les alignements d'alvéoles résultant des rangées superposées de blocs, afin de créer l'ossature du mur résultant après solidification. Il est également connu actuellement d'utiliser, pour une meilleure isolation phonique et thermique des murs, des parpaings isolants qui sont généralement constitués d'une structure consistant en un assemblage de deux éléments constitutifs, dont l'un, situé du côté interne de la construction, est un bloc en matériau porteur (béton, bois-ciment ou autre) et l'autre, situé du côté externe de la construction, est un élément isolant rigide, généralement en polystyrène ou polyuréthane expansé ou analogue. Un tel bloc en béton constitutif d'un parpaing isolant comporte généralement un ou plusieurs sites d'assemblage avec un élément isolant qui consistent en une ou plusieurs parties mâles ou tenons, destinés à venir s'insérer étroitement dans une partie femelle complémentaire ou mortaise, pratiquée dans l'élément isolant correspondant, et dont la forme desdites parties mâle/femelle, par exemple en queue d'aronde, est déterminée de 3064289 - 2 - manière que leur liaison mécanique puisse s'opposer à leur séparation lorsqu'elles sont soumises à une force de traction extérieure. En outre, une ou plusieurs alvéoles, formées par la réunion de la partie en béton avec l'élément isolant complémentaire correspondant, 5 constituent, lors du montage des parpaings les uns sur les autres pour la construction d'un mur et comme indiqué ci-dessus pour les parpaings classiques, des compartiments verticaux dans ledit mur qui sont destinés à être remplis de béton, ceci de manière à auto-verrouiller lesdits parpaings les uns sur les autres et à réaliser une succession de poteaux en béton 10 constituant, avec les chaînages horizontaux, l'ossature dudit mur. Par les documents FR 2 597 907, EP 0 882 850, DE 295 10 640 et DE 296 01 827 notamment, on connaît des parpaings composites du type précité formé par surmoulage de la composante isolante sur la composante porteuse et/ou par assemblage par accrochage des deux composantes au 15 niveau de sites de formes complémentaires. Toutefois, ces réalisations de parpaings isolants connus nécessitent obligatoirement la mise au point de nouveaux moules pour la composante porteuse et le moulage délicat de sites d'accrochage de forme complexe. En outre, la résistance de l'assemblage entre les deux 20 composantes est souvent limitée, ce qui peut résulter en un décrochement ou une séparation des deux composantes sous la pression du béton injecté dans les alvéoles, ou en la rupture de l'une des deux composantes. Par ailleurs, on connaît par le document US 4 380 887 un bloc de construction isolant constitué, d'une part, par un premier élément en un 25 matériau porteur et qui forme le corps structurel du bloc et, d'autre part, par des éléments secondaires isolants, réalisés sous forme de plaquettes et destinés à être insérés dans des logements particuliers ménagés dans le premier élément et s'étendant dans les alvéoles. Le but recherché dans ce document antérieur est de subdiviser 30 le corps structurel du bloc de construction en des parties isolées thermiquement l'une de l'autre par un ou des inserts isolants. A cet effet, les éléments isolants en forme de plaquettes sont arrangés pour être disposés entièrement à l'intérieur du bloc de construction, en tant qu'inserts, c'est-à-dire sans être en contact avec les faces extérieures de ces blocs de construction et a fortiori sans former un côté extérieur de ces blocs. En particulier, les faces intérieure et extérieure 3064289 - 3 - de ce bloc de construction sont toujours formées par le corps structurel. Il n'y a donc aucune fonction d'isolation sur l'extérieur des blocs. Enfin, le document FR 2 567 177 divulgue, quant à lui, des blocs de construction comprenant une première partie structurelle (bloc 5 aggloméré) et une seconde partie isolante (plaque), cette dernière étant arrangée pour être montée/fixée sur la première partie par une insertion de languettes à section en T dans des rainures adaptées et ménagées dans la composante extérieure de la paroi d'une face latérale de la première partie structurelle. 10 Les parois du bloc formant la partie structurelle présentent une constitution double et multialvéolaire autour d'alvéoles centrales et les rainures sont formées grâce à une pluralité de découpes en forme de fentes ménagées dans l'épaisseur de la peau extérieure de la paroi de la première partie structurelle. 15 La constitution complexe de la partie structurelle (parois doubles et multialvéolaires) entraîne une fabrication relativement délicate et un surcoût important pour le bloc de construction selon ce document FR. De plus, l'accrochage périphérique de la partie isolante dans des rainures de faible taille et avec une reprise uniquement au niveau d'une peau 20 externe de la paroi et sur une faible surface seulement, ne permet pas d'aboutir à un assemblage résistant entre les deux composantes et limite de ce fait également l'épaisseur de la plaque isolante pouvant être solidarisée et les contraintes auxquelles cette dernière peut être soumise et pouvant être transmises à la partie structurelle. 25 Par ailleurs, la nature de l'assemblage dans le document FR 2 567 177 nécessite une fabrication de très grande précision des parties coopérantes pour, d'une part, aboutir à une liaison rigide et sans jeux et, d'autre part, éviter les blocages lors de l'emboîtement par coulissement. Enfin, les sites de réception femelles sous forme de rainures 30 étant ouverts sur toute la hauteur du bloc structurel, l'emboîtement n'est pas automaintenu dans la direction d'empilement. La présente invention a pour objet de pallier au moins certains des inconvénients précités des solutions existantes, tout en présentant des performances au moins équivalentes, voire supérieures sur certains aspects. 35 A cet effet, l'invention a pour objet un bloc de construction composite, du type parpaing isolant, comprenant deux parties constitutives 3064289 - 4 - assemblées rigidement l'une avec l'autre par des liaisons mécaniques multiples, l'une ou première desdites parties constitutives étant réalisée en un matériau porteur, comportant au moins une alvéole, ouverte de manière 5 traversante selon une direction d'empilement dudit bloc, et destinée à être remplie de béton ou d'un liant hydraulique chargé analogue, l'autre ou seconde partie constitutive étant réalisée en un matériau isolant rigide présentant une structure sensiblement pleine en forme de plaque ou de bloc, les liaisons mécaniques multiples comprenant 10 des liaisons tenon/mortaise obtenues par engagement mutuel par emboîtement de sites et de formations de formes complémentaires des deux parties constitutives dans la direction d'empilement du bloc de construction, la première partie constitutive comprenant deux parois principales opposées, parallèles et reliées transversalement par au moins 15 deux parois secondaires délimitant, en coopération avec les deux parois principales, ladite au moins une alvéole, et la seconde partie constitutive étant solidarisée avec la première partie constitutive au niveau d'une première de ses deux parois principales, bloc de construction caractérisé 20 en ce que les sites femelles et les formations mâles mutuellement imbriqués des liaisons tenon/mortaise sont situés dans l'épaisseur de matière de la première paroi principale précitée de la première partie, en ce que lesdits sites et lesdites formations ne s'étendent, dans 25 la direction d'empilement, que sur une fraction de la hauteur du bloc de construction, et en ce que les sites femelles et les formations mâles, de formes profilées complémentaires, présentent en section selon un plan perpendiculaire à la direction d'empilement, une forme trapézoïdale, les 30 liaisons mécaniques multiples entre les deux parties constitutives correspondant ainsi à un assemblage multiple à queues d'aronde. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins 35 schématiques annexés, dans lesquels : 3064289 - 5 - les figures lA et 2A sont des vues éclatées et en perspective montrant les deux parties constitutives d'un bloc de construction composite selon deux variantes d'un premier mode de réalisation de l'invention ; les figures 1B et 2B sont des vues des blocs représentés 5 respectivement aux figures lA et 2A, à l'état assemblé ; la figure 2C est une vue en coupe selon le plan PC du bloc représenté figure 2B ; les figures 3A et 3B sont respectivement une vue en coupe (figure 3A) et une vue éclatée en perspective (figure 3B) d'un bloc de 10 construction composite selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention ; les figures 4A et 4B sont des vues en élévation selon deux directions différentes illustrant l'usinage d'un site femelle dans une première partie constitutive (composant porteur) du bloc des figures 3 au 15 moyen d'une fraise conique ; la figure 5 est une vue en coupe selon A-A de la partie constitutive en phase d'usinage représentée sur la figure 4B, et la figure 6 est une vue en coupe selon B-B de la partie constitutive représentée sur la figure 5. 20 Les figures 1, 2 et 3 notamment, montrent toutes un bloc de construction 1 composite, du type parpaing isolant, comprenant deux parties constitutives 2 et 2' assemblées rigidement l'une avec l'autre par des liaisons mécaniques multiples 4, dont l'une ou première 2 desdites parties constitutives 2 et 2', réalisée en un matériau porteur, comportant au moins 25 une alvéole 3, ouverte de manière traversante selon une direction d'empilement DE dudit bloc 1, et étant destinée à être remplie de béton ou d'un liant hydraulique chargé analogue, et dont l'autre ou seconde partie constitutive 2', réalisée en un matériau isolant rigide, présentant une structure sensiblement pleine en forme de plaque ou de bloc. Les liaisons 30 mécaniques multiples 4 comprennent des liaisons tenon 5/mortaise 6 obtenues par engagement mutuel par emboîtement de sites et de formations de formes complémentaires des deux parties constitutives 2, 2' dans la direction d'empilement DE du bloc de construction 1. La première partie constitutive 2 comprend deux parois 35 principales 7 et 7' opposées, parallèles et reliées transversalement par au moins deux parois secondaires 8, 8' délimitant, en coopération avec les deux parois principales 7, 7', ladite au moins une alvéole 3, et la seconde 3064289 - 6 - partie constitutive 2' est solidarisée avec la première partie constitutive 2 au niveau d'une première 7 de ses deux parois principales 7, 7'. Conformément à l'invention, il est prévu que les sites femelles 6 et les formations mâles 5 mutuellement imbriqués des liaisons 4 5 tenon/mortaise soient situés dans l'épaisseur de matière de la première paroi principale 7 précitée de la première partie 2, que lesdits sites 6 et lesdites formations 5 ne s'étendent, dans la direction d'empilement DE, que sur une fraction de la hauteur H du bloc de construction 1, et que les sites femelles 6 et les formations mâles 5, de formes profilées complémentaires, 10 présentent en section selon un plan perpendiculaire à la direction d'empilement DE, une forme trapézoïdale, les liaisons mécaniques multiples 4 entre les deux parties constitutives 2 et 2' correspondant ainsi à un assemblage multiple à queues d'aronde. Grâce aux dispositions techniques précédentes, on aboutit à une 15 liaison d'assemblage entre les deux parties constitutives 2 et 2' qui est autobloquante à l'état assemblé, résistante (reprise d'effort sur la totalité de l'épaisseur de la paroi pleine 7) et aisée à mettre en oeuvre (absence de blocage lors de l'emboîtement par coulissement), tout en conservant la délimitation continue des alvéoles 3. 20 Avantageusement et comme le montrent également les figures 1 à 3, la seconde partie constitutive 2' est en contact surfacique intime avec la face externe 9 de la première 7 des deux parois principales 7, 7' de la première partie constitutive 6, préférentiellement en la recouvrant totalement, la seconde partie 7' se présentant avantageusement sous la 25 forme d'un bloc parallélépipédique d'épaisseur constante, (à l'exception des surépaisseurs des formations 5). En accord avec une caractéristique constructive pratique, les sites femelles 6 sont ménagées dans la première paroi principale 7 de la première partie 2, sous la forme de découpes traversant la totalité de 30 l'épaisseur de ladite paroi 7 et ouvertes ou débouchantes au niveau du bord 9' de ladite paroi principale 7 correspondant au bord supérieur dans la direction d'empilement DE, et les formations mâles 5 de formes conjuguées consistent en des projections d'un seul tenant de la seconde partie constitutive 2', saillantes par rapport à sa surface en contact avec la face 35 externe 9 de la première paroi principale 7 de la première partie 2. En vue d'aboutir à un bloc composite 1 ayant une forme extérieure parallélépipédique rectangle, les première et seconde parties 3064289 - 7 - constitutives 2 et 2' présentent des dimensions identiques dans la direction d'empilement DE et les sites femelles 6 et les formations mâles 5 présentent dans cette direction DE des dimensions telles qu'à l'état assemblé du bloc 1 les deux parties constitutives 2 et 2' sont en regard et mutuellement de 5 niveau. Conformément à un compromis avantageux entre complexité constructive et robustesse et précision de la liaison, les liaisons mécaniques multiples 4 comprennent deux liaisons tenon 5/mortaise 6, dont les deux sites femelles ou mortaises 6 sont ménagés dans la première paroi 10 principale 7 de la première partie constitutive 2, sous forme de découpes. Grâce à leur forme et à leur disposition singulières, les deux formations mâles en queues d'aronde 5 de la seconde partie constitutive 2' forment entre elles une contre-queue 10 recevant une partie en queue d'aronde 10' définie dans la première paroi principale 7 de la première partie 15 constitutive 2 entre les deux sites femelles 6 formant contre-queues pour les deux formations mâles 5. On aboutit ainsi à une liaison par triple imbrication mutuelle entre les formations et sites des faces en regard des deux parties 2 et 2'. Pour assurer également un accrochage transversal en fond de 20 mortaise et fournir une butée d'assemblage, tout en autorisant une réalisation par simple usinage, il peut être prévu que la paroi 11 du fond de chaque site femelle 6 de la première paroi principale 7 de la première partie constitutive 2, opposée à leur ouverture débouchante au niveau du bord 9' de cette paroi 7, soit inclinée par rapport aux faces opposées extérieure et 25 intérieure de ladite paroi principale 7, par exemple avec une inclinaison de même ampleur que celles des parois latérales inclinées du site 6 considéré. L'angle d'inclinaison a est avantageusement compris entre 40° et 60°, préférentiellement entre 45° et 55°, avantageusement de l'ordre de 50°. 30 Lorsque la découpe formant le site 6 est réalisée par usinage au moyen d'une fraise conique 12, ladite paroi 11 délimite une surface semitronconique, comme le montrent les figures 3B et 5. Afin de ne pas fragiliser excessivement la première paroi principale 7, tout en autorisant un assemblage par accrochage et 35 emboîtement avec une résistance suffisante, les sites femelles 6 s'étendent en profondeur, dans la direction d'empilement DE, sur au plus la moitié de 3064289 - 8 - la hauteur H de la première paroi principale 7 à structure pleine de la première partie constitutive 2. De manière avantageuse, la première partie constitutive 2 est réalisée en bois-ciment ou en fibrociment et la seconde partie constitutive 2' 5 est réalisée en un matériau synthétique expansé, tel que de la mousse de polyuréthane ou du polystyrène expansé. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un bloc 1 tel que décrit ci-dessus consistant à réaliser séparément une première partie constitutive 2 formant composant porteur et une seconde 10 partie constitutive 2' formant composant isolant, puis à les assembler par l'intermédiaire de liaisons mécaniques multiples 4 du type tenon 5/mortaise 6 en emboîtant les tenons de la seconde partie 2' dans les mortaises de la première partie 2 et en coulissant les deux parties constitutives 2 et 2' l'une par rapport à l'autre, et éventuellement à verrouiller l'assemblage. 15 Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer la première partie constitutive 2 avec une première paroi principale 7 pleine, préférentiellement sous forme d'élément profilé, par exemple venu d'extrusion de bois-ciment ou de fibrociment, puis à creuser le ou les site(s) femelle(s) 6 formant mortaise(s) dans l'épaisseur de ladite première paroi 20 principale 7 au moyen d'une fraise 12 conique ou tronconique (figures 4A, 4B et 5). Préférentiellement, il est prévu que la seconde partie constitutive 2' est réalisée par moulage ou par extrusion avec usinage consécutif, et son assemblage par emboîtement coulissant avec la première 25 partie 2 est verrouillé par collage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 30 autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Bloc de construction (1) composite, du type parpaing isolant, comprenant deux parties constitutives (2 et 2') assemblées rigidement l'une avec l'autre par des liaisons mécaniques multiples (4), l'une ou première (2) desdites parties constitutives (2 et 2') étant réalisée en un matériau porteur, comportant au moins une alvéole (3), ouverte de manière traversante selon une direction d'empilement (DE) dudit bloc (1), et destinée à être remplie de béton ou d'un liant hydraulique chargé analogue, l'autre ou seconde partie constitutive (2') étant réalisée en un matériau isolant rigide présentant une structure sensiblement pleine en forme de plaque ou de bloc, les liaisons mécaniques multiples (4) comprenant des liaisons tenon (5)/mortaise (6) obtenues par engagement mutuel par emboîtement de sites et de formations de formes complémentaires des deux parties constitutives (2, 2') dans la direction d'empilement (DE) du bloc de construction (1), la première partie constitutive (2) comprenant deux parois principales (7, 7') opposées, parallèles et reliées transversalement par au moins deux parois secondaires (8, 8') délimitant, en coopération avec les deux parois principales (7, 7'), ladite au moins une alvéole (3), et la seconde partie constitutive (2') étant solidarisée avec la première partie constitutive (2) au niveau d'une première (7) de ses deux parois principales (7, 7'), bloc de construction (1) caractérisé en ce que les sites femelles (6) et les formations mâles (5) 25 mutuellement imbriqués des liaisons (4) tenon/mortaise sont situés dans l'épaisseur de matière de la première paroi principale (7) précitée de la première partie (2), en ce que lesdits sites (6) et lesdites formations (5) ne s'étendent, dans la direction d'empilement (DE), que sur une fraction de la 30 hauteur (H) du bloc de construction (1), et en ce que les sites femelles (6) et les formations mâles (5), de formes profilées complémentaires, présentent en section selon un plan perpendiculaire à la direction d'empilement (DE), une forme trapézoïdale, 3064289 - 10 - les liaisons mécaniques multiples (4) entre les deux parties constitutives (2 et 2') correspondant ainsi à un assemblage multiple à queues d'aronde. 2. Bloc de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde partie constitutive (2') est en contact surfacique intime 5 avec la face externe (9) de la première (7) des deux parois principales (7, 7') de la première partie constitutive (6), préférentiellement en la recouvrant totalement, la seconde partie (7') se présentant avantageusement sous la forme d'un bloc parallélépipédique d'épaisseur constante. 3. Bloc de construction selon l'une quelconque des 10 revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les sites femelles (6) sont ménagées dans la première paroi principale (7) de la première partie (2), sous la forme de découpes traversant la totalité de l'épaisseur de ladite paroi (7) et ouvertes ou débouchantes au niveau du bord (9') de ladite paroi principale (7) correspondant au bord supérieur dans la direction 15 d'empilement (DE), et en ce que les formations mâles (5) de formes conjuguées consistent en des projections d'un seul tenant de la seconde partie constitutive (2'), saillantes par rapport à sa surface en contact avec la face externe (9) de la première paroi principale (7) de la première partie (2). 4. Bloc de construction selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les première et seconde parties constitutives (2 et 2') présentent des dimensions identiques dans la direction d'empilement (DE) et en ce que les sites femelles (6) et les formations mâles (5) présentent dans cette direction (DE) des dimensions telles qu'à l'état assemblé du bloc (1) les deux parties constitutives (2 et 2') sont en regard et mutuellement de niveau. 5. Bloc de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les liaisons mécaniques multiples (4) comprennent deux liaisons tenon (5)/mortaise (6), dont les deux sites femelles ou mortaises (6) sont ménagés dans la première paroi principale (7) de la première partie constitutive (2). 6. Bloc de construction selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les deux formations mâles en queues d'aronde (5) de la seconde partie constitutive (2') forment entre elles une contre-queue (10) recevant une partie en queue d'aronde (10') définie dans la première paroi principale (7) de la première partie constitutive (2) entre les deux sites femelles (6) formant contre-queues pour les deux formations mâles (5). 3 0642 89 -11- 7. Bloc de construction selon l'une quelconque des revendications 4 et 6, pour autant qu'elles dépendent de la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi (11) du fond de chaque site femelle (6) de la première paroi principale (7) de la première partie constitutive (2), opposée 5 à leur ouverture débouchante au niveau du bord (9') de cette paroi (7), est inclinée par rapport aux faces opposées extérieure et intérieure de ladite paroi principale (7), par exemple avec une inclinaison de même ampleur que celles des parois latérales inclinées du site (6) considéré. 8. Bloc de construction selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les sites femelles (6) s'étendent en profondeur, dans la direction d'empilement (DE), sur au plus la moitié de la hauteur (H) de la première paroi principale (7) à structure pleine de la première partie constitutive (2), les liaisons mécaniques multiples (4) résultant des emboîtements des tenons (5) dans les mortaises (6) étant 15 avantageusement verrouillées par collage. 9. Bloc de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la première partie constitutive (2) est réalisée en bois-ciment ou en fibrociment et en ce que la seconde partie constitutive (2') est réalisée en un matériau synthétique expansé, tel que de 20 la mousse de polyuréthane ou du polystyrène expansé. 10. Procédé de fabrication d'un bloc de construction composite (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, consistant à réaliser séparément une première partie constitutive (2) formant composant porteur et une seconde partie constitutive (2') formant composant isolant, puis à les 25 assembler par l'intermédiaire de liaisons mécaniques multiples (4) du type tenon (5)/mortaise (6) en emboîtant les tenons de la seconde partie (2') dans les mortaises de la première partie (2) et en coulissant les deux parties constitutives (2 et 2') l'une par rapport à l'autre, et éventuellement à verrouiller l'assemblage, 30 procédé caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer la première partie constitutive (2) avec une première paroi principale (7) pleine, préférentiellement sous forme d'élément profilé, par exemple venu d'extrusion de bois-ciment ou de fibrociment, puis à creuser le ou les site(s) femelle(s) (6) formant mortaise(s) dans l'épaisseur de ladite première paroi 35 principale (7) au moyen d'une fraise conique ou tronconique. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde partie constitutive (2') est réalisée par moulage ou par extrusion 3064289 - 12 - avec usinage consécutif, et son assemblage par emboîtement coulissant avec la première partie (2) est verrouillé par collage.