Brevet FR3082536A1 — publié le 20191220

Description Titre de l'invention : Système de construction modulaire comprenant une pluralité d'éléments muraux Domaine technique [0001] La présente invention concerne un système de construction modulaire comprenant une pluralité d'éléments muraux prévus pour fixation sur un plancher, une pluralité de tasseaux de liaison conçus pour assurer la jonction entre deux éléments muraux voisins, et une pluralité de portions de rail, prévus pour assurer la jonction entre les éléments muraux et le plancher. Technique antérieure [0002] Depuis quelques années, l'envie du « faire soi-même » a pris une grande ampleur notamment dans l'univers de l'habitation. Cette envie a commencé par les petits travaux de décoration et d'aménagement, puis sont venu le second oeuvre et enfin le gros oeuvre. Les particuliers souhaitent de plus en plus réaliser leurs travaux eux-mêmes et ceci n'est possible que par la mise à leur disposition de moyens et d'outils adéquats et bien adaptés. Ceci leur permet d'arriver à un résultat souvent comparable au résultat d'un professionnel. [0003] Pour répondre à ce besoin, les industriels ne cessent d'innover en matière d'outillage et de matériaux afin de rendre les travaux de plus en plus simples et économiques. [0004] En plus de rendre les travaux de plus en plus simples, les fabricants de matériaux souhaitent répondre au besoin de rapidité de mise en oeuvre sur les chantiers. [0005] Pour répondre positivement à cette demande, l'évolution de la mise en oeuvre des matériaux utilisés est cruciale. En effet, cette évolution passe principalement par la rapidité dans la pose et/ou la construction. [0006] La simplicité est également un des critères incontournables pour toucher un grand nombre d'utilisateurs. Plus la mise en oeuvre est rapide et simple et plus le public touché sera important. En revanche, ces critère ne doivent pas impacter la qualité. Le matériau et/ou l'ouvrage doit répondre aux différentes normes de sécurités en vigueur afin de garantir la sécurité des utilisateurs. [0007] Dans l'univers de l'habitat, après l'aménagement intérieur et extérieur, c'est la construction en elle-même qui fait l'objet de nombreuses innovations. Afin de diminuer le coût et les délais d'attentes, de plus en plus de personnes sont séduites par la réalisation de leur construction par elles-mêmes. Pour répondre à cette forte demande les industriels ont développés des constructions modulaires adaptées aussi bien pour les professionnels que pour les particuliers. [0008] Par exemple, le document FR 1344269 se rapporte à l'édification de constructions en I tous genres au moyen d'éléments de paroi préfabriqués assemblés. L'agencement d'une paroi est formé d'éléments ayant une hauteur d'étage juxtaposés les uns à la suite des autres dans le sens horizontal. Les éléments de parois disposent de quatre profils femelles. L'assemblage se fait à l'aide de poteaux ancrés dans le sol. Ce poteau impose une contrainte supplémentaire pour l'assemblage, en plus du fait d'être obligatoire pour la bonne rigidité de l'ensemble. [0009] Lc document FR 2659370 décrit un procédé de construction de parois de bâti nient utilisant des panneaux préfabriqués. Cette méthode utilise des panneaux qui comprennent chacun deux parois collées et laminées, renforcées par des montants et des traverses, formant des profils femelles sur un côté, au dessus et en dessous du panneau. Une couche isolante est disposée entre les deux parois laminées et collées. Une traverse comporte un tunnel permettant l'insertion d'une tige filetée traversante. Les panneaux sont assemblés et serrés l'un contre l'autre au moyen de ces tiges filetées, rendant le montage laborieux. Le système d'assemblage mâle/femelle pour les panneaux contraint le positionnement de ceux-ci. Par ailleurs, pour former les angles, l'ajout d'un poteau est nécessaire pour assurer la bonne rigidité du mur. [0010] Lc document EP0072839 décrit un mode de construction de bâtiments assemblés à partir de panneaux modulaires. Les panneaux comportent quatre faces femelles. Un insert en forme de U est placé dans chacune des faces femelles situées au niveau des côtés des panneaux afin de les adapter pour recevoir un tasseau. Les panneaux sont assemblés entre eux à l'aide du tasseau, le tout étant fixé grâce à des vis. Ce système d'assemblage comportant des inserts englobant un tasseau et un joint de raccord est contraignant et impose des manipulations supplémentaires à l'utilisateur. [0011] Le document W003031744 décrit des panneaux modulaires structurels standards qui sont destinés à des parois externes ou internes d'habitation. Les panneaux sont munis d'une structure interne en bois qui les transforme en éléments autoportants pouvant supporter le poids d'un plafond ou d'une dalle supérieure, y compris toutes les installations, avec tout type de finitions internes ou externes. Les panneaux structuraux comprennent des éléments d'ancrage spécifiques et d'un profil femelle au dessus et en dessous de chaque panneau. L'architecture du profil situé au dessus du panneau est un profil femelle faisant toute la profondeur du panneau. Ce profil est adapté pour recevoir une poutre prévue pour supporter le plafond et/ou le plancher. En revanche, l'architecture du profil situé en dessous du panneau est un profil femelle faisant la moitié de la profondeur du panneau, prévu pour recevoir un rail fixé au sol. Les profils étant différents, les panneaux ont une orientation prédéfinie. De plus, les côtés des panneaux ont un profil plat et sont prévus uniquement pour un assemblage en coin. [0012] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. 3 Résumé de l'invention [0013] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir kit de construction préfabriqué simple de conception et de mise en oeuvre. [0014] Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un kit de construction préfabriqué pouvant être posé sans contrainte de sens et/ou de positionnement. [0015] Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un kit de construction pré- fabriqué simple à poser et peu onéreux. [0016] Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un kit de construction pré- fabriqué procurant une bonne isolation. [0017] Encore un autre objectif consiste à prévoir un kit de construction préfabriqué mural facilement personnalisablc. [0018] Pour ce faire, l'invention prévoit un système dc construction modulaire comprenant unc pluralité d'éléments muraux et des tasseaux de liaison conçus pour assurer la jonction entre deux éléments muraux et le plancher; [0019] - chaque élément mural comprenant un cadre interne carré ou rectangulaire et deux panneaux opposés identiques fixés de part et d'autre du cadre, la surface du cadre étant inférieure à la surface des panneaux pour former quatre faces femelles de profondeur PI pour les côtés et P2 pour le dessus et le dessous; [0020] - chaque tasseau comportant unc latte interne et une latte externe entre lesquelles est disposé un isolant médian. [0021] Cc système permet d'avoir un grand degré de liberté dans la construction des murs. Du fait des panneaux identiques et de la profondeur identique des deux côtés (Pl), et du haut et du bas (P2), les éléments muraux n'ont pas de sens prédéfini pour la pose, simplifiant considérablement la gestion des éléments à poser et évitant tout risque de pose erronée, rendant le système particulièrement adapté pour les non professionnels. [0022] La dimension du tasseau est dc préférence deux fois supérieure à la profondeur Pl des faces femelles, dc telle sorte que deux éléments muraux voisins sont conçus pour être joints par interposition d'un tasseau qui s'insère également dans la bordure latérale dc chacun des éléments muraux. [0023] L'espace libre entre deux panneaux est avantageusement occupé par un matériau isolant. [0024] Les profils et dimensions des différents éléments muraux sont également personna- lisables en fonction des agencements prévus de fenêtres, portes et autres éléments fonctionnels. Ces éléments fonctionnels peuvent par ailleurs être intégrés dans des éléments muraux, pour une standardisation de tous les composants. [0025] Enfin, les tasseaux composites permettent d'éviter les ponts thermiques. Au niveau des murs, les ponts thermiques entre les éléments muraux sont potentiellement im- 4 portants, et l'usage de tasseaux isolants confère donc un avantage notable. Les ponts thermiques au niveau de rails du bas et des poutres de rigidité du haut sont en général moins critiques car il est d'usage de prévoir des couches isolantes au niveau du plancher et du plafond, qui contribuent à masquer ces ponts thermiques. [0026] De manière avantageuse, la latte interne, la latte externe et l'isolant médian forment un « sandwich » composite unifié. [0027] Lc composite unifié permet une pose du tasseau rapide et simple à réaliser. [0028] Egalement de manière avantageuse, la latte interne, la latte externe et l'isolant médian sont constitués de parties distinctes. [0029] Le fait d'avoir des éléments distincts permet de les poser dans l'ordre et à l'emplacement souhaité. De plus, le tasseau est facilement modulablc et personnalisable, par exemple en fonction des autres éléments à intégrer dans les murs tels que les portes et fenêtres. [0030] Selon un autre exemple de réalisation avantageux, les portions de rail ont une hauteur identique ou inférieure à la profondeur P2 des faces femelles. [0031] Les rails permettent d'une part de pré-positionner les éléments muraux avant de les fixer entre eux, et d'autre part de fixer les éléments muraux au plancher de la construction en cours. Les portions de rails sont avantageusement prévues pour un positionnement de façon à s'étendre sous au moins une partie d'un élément mural. [0032] Selon encore un autre exemple de réalisation avantageux, le système comprend au moins une barre de rigidité de hauteur identique ou inférieure à la profondeur P des faces femelles. [0033] Les barres de rigidité sont avantageusement conçues pour un positionnement de façon à coopérer avec les faces femelles d'au moins deux éléments muraux Chaque barre de rigidité apporte la rigidité nécessaire à la bonne tenue des panneaux, et ce de façon simple et peu encombrante. [0034] De manière avantageuse, les éléments muraux comportent un isolant interne disposé entre les deux panneaux latéraux. [0035] L'isolant disposé à l'intérieur des panneaux permet de garantir de bonnes caracté- ristiques d'isolation à l'élément mural. La nature et l'épaisseur de l'isolant sont personnalisables. En variante, les profondeurs Pl et P2 des faces femelles sont identiques. On obtient alors une modularité totale, les éléments muraux pouvant être posés dans tous les sens, sans aucune restriction. [0036] L'invention prévoit également une méthode de construction modulaire comprenant les étapes suivantes : [0037] i) fixation d'une pluralité de portions de rail au plancher ; [0038] ii) pose d'un élément mural sur au moins une portion de rail de telle sorte que le rail s'emboîte au moins partiellement dans la face femelle située sous l'élément mural ; 100391 iii) assemblage d'un tasseau dans une face femelle de l'élément mural d'un côté où un autre élément mural est prévu ; [0040] vi) assemblage d'un autre élément mural d'une part sur au moins une portion de rail de telle sorte que le rail s'emboîte au moins partiellement dans la face femelle située sous l'élément mural, et d'autre part en insérant dans la face femelle du côté de l'élément mural préalablement installé le tasseau déjà mis en place ; [0041] y) assemblage final et sécurisation à l'aide d'éléments de fixation ; [0042] vi) répétition des étapes iii à y en fonction du nombre d'éléments muraux à poser. [0043] De manière avantageuse, chaque tasseau est constitué d'une latte interne, d'une latte externe et d'un isolant médian formant des parties distinctes, et dans lequel la pose d'un tasseau comprend les étapes suivantes : [0044] - la latte interne est positionnée contre le cadre et le premier panneau ; [0045] - la latte externe est positionnée contre le cadre et le second panneau ; [0046] - l'isolant médian est fixé entre les lattes ; [0047] - l'élément mural voisin est assemblé contre le tasseau avec insertion de ce dernier dans la face femelle adjacente. [0048] Dans une variante, lorsque le tasseau est un composite unifié, une seule étape est né- cessaire pour sa fixation contre le cadre de l'élément mural. Ce procédé permet à l'utilisateur d'assembler les éléments muraux comme il le souhaite, sans contrainte de sens. De plus, les éléments muraux peuvent être de différente nature mais conservent le même système et le même procédé d'assemblage. Certains comportent des menuiseries extérieures de types portes, fenêtre, baie vitrée, par exemple. Lorsque les éléments muraux sont spécifiques, les cadres, les panneaux et les tasseaux sont conçus de telle sorte que leurs dimensions soient adaptées à ces éléments muraux. Plusieurs tailles standard existent afin de répondre aux différentes options proposées. Brève description des dessins [0049] Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 10, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles: Fig.1 100501 [fig.' I la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un élément mural ; Fig.2 100511 fig.2I la ligure 2 est une vue en coupe B-B de la figure 1; Fig.3 100521 [fig.31 la figure 3 est une vue en coupe A-A de la figure 1; Fig.4 6 100531 [fig.41 la figure 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un tasseau vu en coupe; Fig.5 100541 [fig.51 la figure 5 illustre un élément mural en cours d'assemblage avec deux éléments muraux déjà assemblés ; Fig.6 [0055] 1-fig.6-1 la ligure 6 illustre la première étape d'un exemple d'assemblage d'un tasseau à un élément mural ; Fig.7 [0056] [fig.7] la ligure 7 illustre la deuxième étape d'un exemple d'assemblage d'un tasseau à un élément mural ; Fig.8 [0057] [fig.8] la figure 8 illustre la troisième étape d'un exemple d'assemblage d'un tasseau à un élément mural ; Fig.9 [0058] [fig.9] la figure 9 illustre la quatrième étape d'un exemple d'assemblage d'un tasseau à un élément mural ; Fig.10 [0059] [fig.10] la figure 10 illustre un exemple de réalisation d'un pan de mur composé de trois éléments muraux assemblés avec un rail et une barre de rigidité. Description des modes de réalisation [0060] Elément mural : Les figures 1 à 3 illustrent un exemple de réalisation d'un élément mural 1 modulaire. La figure 1 est une vue en élévation d'un exemple de réalisation d'un élément mural 1. La figure 2 est une vue en coupe de l'élément mural 1 de la figure 1 vu selon l'axe BB de cette figure. La figure 3 est une vue en coupe de l'élément mural 1 de la figure 1 vu selon l'axe AA de cette figure. [0061] Chaque élément mural comprend un cadre 2 de préférence rectangulaire ou carré, et deux panneaux 3 et 4 dont la forme correspondant à celle définie par le cadre. Les panneaux 3 et 4 sont montés face à face de chaque côté du cadre 2 sur lequel ils sont fixés à l'aide de moyens de fixation 12, comme par exemple des vis ou des clous ou pointes, de préférence autobloquants. La surface des deux panneaux 3 et 4 est supérieure à la surface du cadre 2 de façon à former, sur les quatre côtés de l'élément mural une face femelle ou un canal d'assemblage 9, d'une profondeur donnée.. Cette profondeur est définie par l'écart entre le bord extérieur du cadre 2 et chacun des côtés des panneaux 3 et 4. On prévoit avantageusement deux niveaux de profondeur, à savoir une profondeur P1 identique pour les deux côtés (faces femelles latérales) et une profondeur P2 identique pour le dessus et le dessous (faces femelles du haut et du bas). 7 A titre d'exemple non limitatif, la profondeur P1 est de 2,8 cm et la profondeur P2 est de 4,5 cm. [0062] En variante, pour une modularité maximale, les 4 canaux d'assemblage 9 ont une profondeur identique. [0063] Bien entendu, la longueur diffère dans le cas d'éléments muraux rectangulaires ou non carrés. [0064] L'espacement entre les panneaux opposés 3 et 4, correspondant à la largeur L des poutres du cadre, permet d'intégrer un isolant interne 13 pour assurer une bonne isolation à la construction. Cette largeur peut être adaptée en fonction du niveau d'isolation souhaitée, du type de construction et/ou de normes de construction à respecter. [0065] Dans un mode de réalisation avantageux, les dimensions des éléments muraux 1 sont prévues pour qu'un élément mural 1 puisse être porté facilement par une ou deux personnes et facilement transportés par camion. Les éléments muraux sont avantageusement prévus selon des dimensions standard. [0066] Par exemple, un élément mural 1 dit « classique » est une partie de pan de mur simple, s'étendant du sol au plafond, correspondant par exemple à une hauteur de 2,34m ou 2,15m ou 2m, ou autre. Pour faciliter les manipulations sans utilisation de grue ou autre équipement lourd, la largeur des éléments muraux est par exemple de 0,6m, 0,9m, 1,20m, 1,80m ou 2,40m, ou autre, bien que des dimensions plus importantes peuvent aussi être mises en oeuvre. [0067] Pour les fenêtres, on prévoit par exemple un élément mural inférieur et un élément mural supérieur, l'élément de fenêtre étant prévu pour pose entre ces deux derniers éléments. Dans un autre exemple, dans le cas d'une porte ou d'une baie vitrée, seul l'élément mural supérieur est nécessaire. En variante, des éléments muraux intégrants des fenêtres, ou des portes peuvent être prévus, une fenêtre ou une porte pouvant être intégrée à l'intérieur du cadre 2. [0068] Elements de liaison (TASSEAUX) : La figure 4 illustre le mode de liaison entre deux éléments muraux 1. Cette liaison est assurée par un tasseau 8 multi composants. Dans l'exemple illustré à la figure 4, le tasseau 8 comporte une latte interne 5 et une latte externe 6 entre lesquelles un isolant médian 7 est disposé. Le tasseau ainsi formé peut être unifié, avec ses trois parties fixées entre elles, par exemple par collage. Ce mode de réalisation permet de réaliser un maximum de tâches en usine et simplifie la phase de construction sur le chantier. [0069] En variante, les trois parties du tasseau sont initialement disjointes, pour assemblage final uniquement sur le chantier, lors de la pose des éléments muraux. [0070] Les dimensions du tasseau 8 correspondent aux dimensions du cadre 2 de l'élément mural auquel il doit être assemblé. La largeur L d'un tasseau correspond sensiblement 8 à deux fois la profondeur P1 d'un canal d'assemblage, de telle sorte qu'un tasseau 8 soit totalement recouvert par les panneaux 3 et 4 de deux éléments muraux 1 assemblés. L'épaisseur d'un tasseau correspond sensiblement à l'épaisseur E d'un élément mural pour réaliser un assemblage légèrement serré, permettant aux éléments muraux de tenir en place avant vissage. Après assemblage de deux éléments muraux voisins, les panneaux voisins sont joints entre eux. L'isolant médian 7 permet d'éviter les ponts thermiques entre les éléments muraux. Les éléments muraux 1 une fois assemblés permettent d'assurer une bonne isolation grâce à la conception du tasseau 8 et de l' isolant interne 13. [0071] Eléments de rigidité : Les figures 5 et 10 illustrent plusieurs éléments muraux 1 assemblés les uns aux autres. Dans cet exemple, les tasseaux 8 ne sont pas représentés. Afin de positionner et fixer au plancher les éléments muraux 1, au moins une portion 10 de rail est fixée au sol, par exemple sur un plancher en bois ou une dalle en béton. Les portions 10 de rail sont agencées les unes contre les autres pour former un mil continu ou encore de façon espacées, formant alors un rail discontinu. Les portions 10 rail ont une hauteur sensiblement identique ou inférieure à celle de la profondeur P2 des canaux d'assemblage 9 des éléments muraux 1 prévus pour coopérer avec les portions de rail. [0072] En variante, les portions 10 de mils sont conçues de façon similaire aux tasseaux 8, à savoir avec une double latte entre lesquelles un isolant est interposé. [0073] Afin d'assurer la rigidité de la construction, au moins une barre de rigidité 11 est po- sitionnée dans les canaux d'assemblage 9 supérieurs de deux éléments muraux voisins. Une seul barre de rigidité 11 relie deux éléments muraux 1, ou plus. Une ou plusieurs barres de rigidité 11 permettent ainsi d'assurer la rigidité d'un pan de mur. Cette conception permet de s'affranchir des poteaux ancrés au sol ou tout autre dispositif totalement fixe. [0074] MONTAGE SUR CHANTIER : Les figures 5 à 10 illustrent une à une les principales étapes de l'assemblage entre eux d'éléments muraux 1 voisins. Après la pose d'un premier élément mural 1 sur une ou plusieurs portions de rail 10, (figure 5) un tasseau 8 est disposé sur la face latérale libre de cet élément mural. Dans le cas d'un tasseau composite, ce dernier est simplement mis en place, fixé, par exemple par vissage, pour permettre la pose du second élément mural. [0075] Les figures 6 à 9 illustrent la variante avec tasseau multi composants. A la figure 6, une latte interne 5 est posée, à l'angle du panneau 4 et du cadre 2. Des éléments de fixation 12, par exemple une ou plusieurs vis ou pointes permettent de fixer cette latte. Une latte externe 6 est ensuite disposée le long du second panneau 4 en appui contre le cadre 2 et également fixée à l'aide d'éléments de fixation 12. Pour terminer le tasseau 8, un isolant médian 7 est inséré entre les deux lattes 5 et 6, afin d'assurer la bonne 9 isolation de l'ensemble. L'isolant médian 7 est fixé par collage ou vissage ou tout autre moyen de fixation n'impactant pas les caractéristiques isolantes de l'isolant médian 7. [0076] La phase suivante consiste en la pose d'un second élément mural 1 tout d'abord de façon à cc que la canal d'assemblage 9 du bas emboîte une ou plusieurs portions de rail 10, et ensuite de façon à ce que le canal d'assemblage 9 latéral emboîte le tasseau 8, tel qu'illustré à la figure 9. [0077] L'élément mural 1 est ensuite fixé au tasseau 8 à l'aide d'éléments de fixation 12, dans cet exemple des vis. [0078] ANGLES : Pour former los angles, les bords des canaux d'assemblage des éléments muraux à assembler 4 sont détachés, par exemple par simple sciage. Les faces femelles étant retirées, les bordures sont formées par los cadres. Pour former un angle, un cadre d'un élément mural est assemblé contre un bord d'un panneau. Les éléments muraux 1 sont fixés directement entre eux, sans l'aide d'un tasseau 8. Cette conception permet également de s'affranchir des piliers d'angle et autres dispositifs supplémentaires permettant de remplir cette fonction. Liste des signes de référence [79] Numéros de référence employés sur les figures. [80] 1. Elément mural 2. Cadre interne 3. Premier panneau latéral 4. Second panneau latéral 5. Latte interne 6. Latte externe 7. Isolant médian 8. Tasseau 9. Canal d'assemblage ou face femelle 10. Portion de rail 11. Barre de rigidité 12. Elément de fixation (vis) 13. Isolant interne 14. Plancher 10