Brevet FR3079853A1 — publié le 20191011

Panneau de construction thermiquement isolant à ossature bois DOMAINE TECHNIQUE La présente invention appartient au domaine de la construction de bâtiments à ossature en bois, et concerne plus particulièrement un panneau structural thermiquement isolant destiné à la construction de maisons à ossature 5 bois. ÉTAT DE L'ART La construction de bâtiments, ou plus spécifiquement de maisons, à ossature bois nécessite l'utilisation de panneaux comprenant généralement deux 10 plaques en matériaux à base de bois, une plaque intérieure et une plaque extérieure, placées en vis-à-vis et écartées l'une de l'autre. Ces plaques sont fixées à une ossature également en bois formée de montants reliés par des traverses ou lisses d'extrémité. L'assemblage ainsi réalisé détermine un volume entre les plaques destiné à être rempli d'un matériau isolant thermiquement et/ou 15 acoustiquement. Il existe de nombreux procédés de construction de bâtiment visant notamment à améliorer l'isolation thermique. Pour ce faire, il est utilisé essentiellement des panneaux de matière à faible coefficient de transfert thermique, telle que par exemple du polystyrène expansé formant le corps du 20 panneau. Ces panneaux servent uniquement à constituer les parois d'une construction mais sans contribuer à la résistance mécanique de la construction. Ces panneaux isolants sont utilisés dans des procédés qui consistent, de manière générale, en une réalisation in situ des murs par des montages conventionnels de montants, de traverses, de plaques, ...etc. 2 Par exemple, une structure porteuse dont les montants sont espacés permet de mettre en oeuvre un isolant en monocouche calé dans l'ossature selon les étapes suivantes : - mettre en place l'isolant entre les montants ; - agrafer une membrane d'étanchéité à l'air sur les montants ; - réaliser des joints entre les lés de membrane avec un adhésif puis assurer l'étanchéité à l'air en périphérie à l'aide d'un mastic ; - Utiliser des tasseaux bois ou des profilés pour créer un espace technique de passage de gaines ; - passer les gaines dans l'espace technique ; - fixer des plaques de plâtre sur les tasseaux ou les profilés. Ce mode de construction implique un travail long et laborieux du fait du nombre important d'opérations à réaliser et d'outils nécessaires. Par ailleurs, la construction de murs tels que définis précédemment nécessite l'emploi d'une main d'ceuvre spécialisée dans l'exécution des différentes tâches favorisant ainsi l'augmentation du coût final du mur. D'autres solutions proposant des modules prêts à monter existent pour faciliter l'opération de construction. Le document FR 2600099 décrit par exemple un module constitué d'une structure en bois comprenant deux montants entretoisés horizontalement, d'un panneau d'habillage en bois fixé à la structure, d'une isolation positionnée dans la structure, d'une enveloppe de maintien en position de l'isolation, et éventuellement d'une protection dudit module. Cette solution reprend globalement la même architecture complexe que les panneaux réalisés in situ par un procédé tel que précité et ne permet donc pas de disposer d'un module simple à la fois isolant et porteur. Le document FR 3009319 décrit quant à lui un module plus simple qui se présente sous forme d'une structure « sandwich » avec deux plaques en vis-à-vis 30 entre lesquelles est placé un isolant. Ce module n'assure pas une fonction mécanique et doit être complété par des montants. 3 PRÉSENTATION DE L'INVENTION Le problème principal auquel la présente invention apporte une solution est de disposer de panneaux thermiquement isolants qui assurent, d'une part, une résistance mécanique suffisante pour former des éléments de construction 5 porteurs et, d'autre part, une modularité facilitant leur assemblage en vue de réaliser lesdits éléments de construction. A cet effet, la présente invention concerne un panneau de construction comportant un corps à base d'une mousse rigide d'un matériau thermiquement isolant et au moins un montant, le corps présentant une face avant, une face 10 arrière et des faces latérales. Ce panneau est remarquable en ce que le corps isolant comporte sur sa face avant une rainure débouchant sur une face inférieure et une face supérieure du corps et dans laquelle est placé le montant de sorte à occuper un volume sensiblement égal au volume intérieur de la rainure. De ce fait, le panneau assure à la fois une fonction d'isolation thermique et 15 une fonction mécanique, le corps et le montant formant un ensemble indissociable. Selon un mode de réalisation avantageux, le corps isolant est à base d'une mousse rigide de polyuréthane. De préférence, le corps est en polyisocyanurate. Cette mousse, qui est une forme améliorée du polyuréthane, présente un 20 bilan écologique plus avantageux que son prédécesseur et constitue actuellement l'isolant en panneaux le plus performant sur le marché avec une résistance thermique de 0,022 RSI/mm. Avantageusement, la rainure sur la face avant du corps isolant présente une dimension longitudinale, une plus grande dimension transversale et une plus 25 petite dimension transversale sensiblement égales, respectivement, à une dimension longitudinale, une plus grande dimension transversale et une plus grande dimension transversale du montant placé dans ladite rainure. Par exemple, le montant est une poutre prismatique de section rectangulaire qui s'emboite parfaitement dans une rainure droite de section 30 rectangulaire présentant des dimensions sensiblement égales à celles du montant. 4 Selon un mode de réalisation avantageux, le corps isolant est de forme sensiblement parallélépipédique et présente deux faces latérales opposées comportant chacune un épaulement parallèle à la rainure. Plus particulièrement, au moins un épaulement reçoit un montant, ledit 5 épaulement présentant une dimension longitudinale et une première dimension transversale sensiblement égales, respectivement, à une dimension longitudinale et une première dimension transversale du montant, et présentant une deuxième dimension transversale au plus égale à la moitié d'une deuxième dimension transversale dudit montant. 10 Dans cette disposition, le montant placé dans l'épaulement présente une partie en saillie qui peut être insérée dans un épaulement vacant d'un autre panneau comme décrit plus en détail dans la suite de la description. Selon un mode de réalisation, un montant est placé dans chaque épaulement du corps isolant. Le panneau ainsi réalisé peut être assemblé d'un 15 côté latéral et de l'autre à d'autres panneaux via des épaulements vides desdits autres panneaux. De façon avantageuse, le panneau de construction comporte un panneau de contreventement fixé à la face avant du corps isolant et une contre-latte fixée à la face arrière dudit corps. 20 Accessoirement, le panneau de construction selon l'invention peut comporter toute sorte d'éléments de commodité pour faciliter son intégration dans une construction à ossature bois selon les règles de l'art, il peut par exemple comporter un chevêtre pour l'intégration de diverses menuiseries, des poteaux d'angles et de reprise de charges, un isolant supplémentaire pour préserver le 25 polyisocyanurate du côté « froid » de la construction, une laine minérale pour un meilleur confort acoustique et un gain thermique du côté « chaud », des tasseaux et des profilés, ainsi que différentes plaques et membranes. La présente invention concerne également un élément de construction à ossature bois comportant au moins deux panneaux tels que décrits, lesdits 30 panneaux pouvant être juxtaposés et/ou superposés. L'élément de construction comporte par exemple un premier panneau et un second panneau juxtaposés de sorte qu'une partie en saillie d'un montant placé 5 dans un épaulement du premier panneau est insérée dans un épaulement du second panneau pour réaliser un encastrement entre les deux panneaux. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un panneau tel que décrit comportant au moins une étape de moulage du corps isolant, une étape 5 d'insertion des montants dans les rainures et épaulements du corps et une étape de fixation desdits montants dans les rainures et épaulements par collage par exemple. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront 10 plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation d'un panneau de construction conforme aux principes de l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 15 Les différentes figures ainsi que les éléments d'une même figure ne sont pas nécessairement représentés à la même échelle. Sur l'ensemble des figures, les éléments identiques portent le même repère numérique. Il est ainsi illustré en : Figure 1 : une vue en perspective d'un panneau de construction selon un premier 20 exemple de réalisation de l'invention ; Figure 2 : une vue en perspective du corps isolant du panneau de construction selon l'invention ; Figure 3 : une vue de dessus cotée d'un panneau de construction selon le premier exemple de réalisation de l'invention 25 Figure 4: une vue de dessus d'un panneau de construction selon le premier exemple de réalisation de l'invention Figure 5 : une vue de dessus d'un panneau de construction selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention Figure 6 : une vue de dessus d'un panneau de construction selon un troisième 30 exemple de réalisation de l'invention Figure 7 : une vue de dessus d'un panneau de construction selon un quatrième exemple de réalisation de l'invention ; 6 Figures 8a à 8c: des assemblages de panneaux de construction selon les différents exemples de réalisation de l'invention ; Figure 9 : une coupe longitudinale d'un panneau selon l'invention monté sur une dalle au sol. 5 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION Dans le mode de réalisation décrit ci après, on fait référence à un panneau de construction thermiquement isolant destiné principalement à la construction de murs extérieurs de maisons à ossature bois. Cet exemple n'est nullement exclusif 10 des applications à la construction d'autres types de bâtiments. La figure 1 représente un panneau de construction 100 comportant principalement un corps isolant 10, à base d'une mousse rigide d'un matériau thermiquement isolant, et des montants 20 insérés dans le corps isolant 10. Dans la suite de la description, les termes « avant », « arrière », « haut » et 15 « bas », ainsi que les expressions qui peuvent leur être associées, seront compris, sauf précision ou évidence contraire, comme ayant le sens que leur donnerait un observateur du panneau représenté à la figure 1. Compte tenu du repère représenté sur cette figure, l'avant et le haut sont respectivement orientés vers les X croissants et les Z croissants. 20 Le corps isolant 10, représenté de façon isolée sur la figure 2, présente une forme globalement parallélépipédique, et comporte sur sa face avant 12 une rainure centrale 121 et sur chacune de ses faces latérales un épaulement 11 ouvert sur ladite face avant. La rainure centrale 121, selon l'exemple de réalisation illustré, est droite de 25 section rectangulaire et d'axe parallèle aux faces latérales du corps isolant 10. Selon l'invention, le corps isolant 10 est à base d'une mousse rigide d'un matériau thermiquement isolant de faible densité, de préférence d'une mousse rigide de polyuréthane (PUR), et plus préférablement encore d'une mousse rigide de polyisocyanurate (Pl R). En outre, le corps isolant 10 est recouvert, au moins sur sa face avant 12 et sa face arrière 13, d'un revêtement étanche. Avantageusement, un revêtement étanche à la vapeur d'eau et étanche à l'air, tel qu'un pare-vapeur, est appliqué sur la face avant 12 du corps isolant 10, 7 ladite face avant représentant la face intérieure du corps isolant dans une construction comportant ledit corps isolant ; et un revêtement réfléchissant et étanche est appliqué sur la face arrière 13 du corps isolant 10, ladite face arrière représentant la face extérieure du corps isolant. 5 La présence d'un pare-vapeur permet d'éviter un stockage d'humidité et minimise donc le risque d'une détérioration par pourrissement. La rainure centrale 121 et les épaulements 11 latéraux du corps isolant 10 présentent des dimensions adaptées pour recevoir les montants 20. Chaque montant 20, selon l'exemple de réalisation illustré, est une poutre 10 en bois de forme prismatique et de section rectangulaire présentant une face avant 22, une face arrière 23 et des faces latérales rectangulaires destinées à être en contact, totalement ou partiellement, avec les parois de la rainure 121 et des épaulements 11 du corps isolant 10. Le contact entre les faces des montants et les parois de la rainure et des 15 épaulements peut être direct ou par collage. Le panneau de construction 100 selon l'invention comporte en outre un panneau de contreventement 30 agencé sur la face avant 12 du corps isolant 10, du côté intérieur du panneau de construction, et au moins une contre-latte 40 fixée à la face arrière 13 dudit corps isolant, du côté extérieur du panneau de 20 construction, et destinée à recevoir un parement extérieur non représenté, de préférence de type bardage ventilé. Cela permet d'avoir une ventilation maîtrisée pour minimiser les risques de condensation et de moisissure. Le panneau de contreventement 30 est de préférence en bois. 25 Le panneau de construction 100 de la figure 1 est un premier exemple de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, le panneau comporte deux montants 20, un premier montant placé dans l'épaulement 11 gauche du corps 10 et un second montant placé dans la rainure centrale 121 dudit corps. Cette configuration n'est pas obligatoire et le panneau 100 peut se 30 présenter selon d'autres variantes décrites dans la suite de la description. Les différentes configurations permettent en effet au panneau 100 de constituer des modules de construction qui peuvent être agencés selon des arrangements bien définis, également exposés dans la suite de la description. 8 Dans l'exemple de réalisation illustré, tous les éléments du panneau de construction présentent une forme sensiblement parallélépipédique. La figure 3 donne à titre d'exemple des dimensions du panneau de construction 100, selon l'exemple de réalisation de la figure 1, représenté en vue 5 de dessus. Il doit être compris par largeur et longueur d'un élément, la largeur et la longueur de la section transversale représentée dudit élément. Ainsi, le corps isolant 10 présente une longueur de 1190 mm sur sa face arrière 13, légèrement supérieure à une longueur de sa face avant 12 du fait des épaulements 11 latéraux, et une largeur de 160 mm. Chaque montant 20 présente une section de 10 145 mm de longueur et de 45 mm de largeur. Du côté de la face arrière 13, le corps isolant 10 recouvre donc, entièrement ou partiellement, les faces arrière 23 des montants 20 sur une distance de 15 mm. La distance entre le montant latéral et le montant central, qui correspond également à la distance entre un épaulement 11 quelconque et la rainure centrale 121 du corps 10, est de 598 mm et est égale 15 à une demi-longueur du panneau de contreventement 30 qui mesure 1196 mm en longueur et 12 mm en largeur de section. La contre-latte 40 présente quant à elle une longueur et une largeur de section de 60 mm et 30 mm respectivement. Les dimensions du panneau de construction peuvent être différentes des dimensions venant d'être énumérées en fonction des performances thermiques et 20 mécaniques recherchées. Selon l'invention, le panneau 100 constitue un module de construction destiné à être assemblé avec d'autres panneaux, identiques ou de configurations différentes, pour former un mur d'une maison à ossature bois par exemple. Dans tous les exemples de réalisation ci-dessous décrits, le panneau de 25 construction 100 comporte obligatoirement un montant 20 dans la rainure centrale 121 du corps isolant 10. La figure 4 représente le panneau de construction 100 selon le premier exemple de réalisation qui correspond à un module M10 dans lequel un montant 20 est placé dans l'épaulement 11 gauche du corps isolant 10 et dans lequel 30 l'épaulement droit dudit corps isolant est laissé vide. Le module M10 présente donc une languette sur son côté gauche, matérialisée par le montant latéral, et une rainure sur son côté droit, matérialisée par l'épaulement droit et le panneau de contreventement 30. 9 Le module M10 peut ainsi être juxtaposé, du côté droit comme du côté gauche, à un autre module M10 suivant une disposition telle qu'illustrée sur la figure 8a, les écarts entre modules étant représentés pour plus de clarté. Une languette d'un premier module M10 est insérée dans une rainure d'un deuxième 5 module M10 et ainsi de suite jusqu'à obtention de la longueur, de mur par exemple, souhaitée. La figure 5 représente le panneau de construction 100 selon un deuxième exemple de réalisation qui correspond à un module M01, symétrique du module M10, dans lequel un montant 20 est placé dans l'épaulement 11 droit du corps 10 isolant 10 et dans lequel l'épaulement gauche dudit corps est laissé vide. De la même façon que le module M10, le module MO1 peut être juxtaposé, du côté droit comme du côté gauche, à un autre module MO1 suivant une disposition telle qu'illustrée sur la figure 8b. La figure 6 représente le panneau de construction 100 selon un troisième 15 exemple de réalisation qui correspond à un module M11 dans lequel un montant 20 est placé dans chaque épaulement 11 du corps isolant 10. La figure 7 représente le panneau de construction 100 selon un quatrième exemple de réalisation qui correspond à un module MOO dans lequel les deux épaulements 11 du corps isolant 10 sont vides, ledit panneau de construction ne 20 comportant qu'un unique montant central 20 placé dans la rainure centrale dudit corps isolant. Les modules M11 et MOO peuvent être juxtaposés de façon alternée telle qu'illustrée sur la figure 8c dans laquelle deux modules M11 sont assemblés d'un côté et de l'autre d'un module MOO central. 25 Il ressort de façon évidente que d'autres assemblages, différents des assemblages précités, peuvent être envisagés pour former un mur selon l'invention. Chacun des modules MOO et M11 peut être assemblé à n'importe quel autre module qui lui est différent, pour former par exemple la suite M10 - M11 - M01 - MOO - M10. 30 Les panneaux de construction 100 peuvent être placés verticalement pour faire un mur par exemple, horizontalement de façon à faire une dalle sur plot ou une dalle portante, ou en position inclinée pour faire une toiture par exemple. 10 Le panneau de construction 100 peut comporter, dans sa partie inférieure, une traverse inférieure 50 solidaire de ses montants 20, ladite traverse inférieure permettant par exemple de fixer mécaniquement le panneau à une lisse basse 200 elle-même solidaire d'une dalle 400 tel que représenté sur la section 5 longitudinale de la figure 9. Un assemblage de panneaux structuraux 100 selon l'invention peut comporter une lisse haute 300 posée sur la partie supérieure dudit assemblage comme illustré sur la figure 9 de sorte à former une ceinture qui permettra de poser un autre niveau ou une charpente. 10 Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 9, la traverse inférieure 50, la lisse basse 200 et la lisse haute 300 présentent des sections longitudinales de 145x45 mm, 145x45 mm et 160x60 mm respectivement. Le panneau de construction ainsi décrit présente plusieurs avantages parmi lesquels une résistance mécanique et un rapport résistance thermique à épaisseur 15 totale améliorés, un gain de surface intérieure en raison de la faible épaisseur du panneau, une diminution des ponts thermiques grâce à la continuité du corps isolant, une possibilité d'intégration d'éléments de menuiserie en raison de la présence de montants en bois dans le panneau, et un intérêt économique considérable. 20 La résistance thermique élevée du panneau permet à celui-ci de bénéficier d'une marge anticipée sur des réglementations thermiques plus restrictives que les normes actuelles. De plus, l'assemblage des panneaux pour former des murs ou d'autres éléments de construction s'avère REVENDICATIONS1. Panneau (100) de construction comportant un corps (10) à base d'une mousse rigide d'un matériau thermiquement isolant et au moins un montant (20), le corps présentant une face avant (12), une face arrière (13) et des faces latérales, caractérisé en ce que le corps comporte sur sa face avant une rainure (121), débouchant sur une face inférieure et une face supérieure dudit corps, dans laquelle est placé ledit montant de sorte à occuper un volume sensiblement égal au volume intérieur de ladite rainure. 2. Panneau selon la revendication 1, dans lequel le corps (10) est à base d'une mousse rigide de polyuréthane. 3. Panneau selon la revendication 2, dans lequel le corps (10) est en polyisocyanurate. 4. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rainure (121) présente une dimension longitudinale, une plus grande dimension transversale et une plus petite dimension transversale sensiblement égales, respectivement, à une dimension longitudinale, une plus grande dimension transversale et une plus grande dimension transversale du montant (20) placé dans ladite rainure. 5. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (10) est de forme sensiblement parallélépipédique, et dans lequel deux faces latérales opposées comportent chacune un épaulement (11) parallèle à la rainure (121). 6. Panneau selon la revendication 5, dans lequel au moins un épaulement (11) reçoit un montant (20), ledit épaulement présentant une dimension longitudinale et une première dimension transversale sensiblement égales, respectivement, à une dimension longitudinale et une première dimension 12 transversale du montant (20), et présentant une deuxième dimension transversale au plus égale à la moitié d'une deuxième dimension transversale dudit montant. 7. Panneau selon la revendication 6, dans lequel un montant (20) est placé dans chaque épaulement (11) du corps (10). 8. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un panneau de contreventement (30) fixé à la face avant (12) du corps (10) et une contre-latte (40) fixée à la face arrière (13) dudit corps. 9. Elément de construction à ossature bois, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux panneaux (100) selon l'une des revendications précédentes, lesdits panneaux étant juxtaposés. 10. Elément de construction selon la revendication 9, comportant un premier panneau et un second panneau selon la revendication 6, et dans lequel une partie en saillie d'un montant (20) placé dans un épaulement (11) du premier panneau est insérée dans un épaulement (11) du second panneau, de sorte à réaliser un encastrement entre lesdits panneaux. 11. Procédé de réalisation d'un panneau de construction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de moulage du corps (10), une étape d'insertion d'un montant (20) dans la rainure (121) et une étape de collage dudit montant dans ladite rainure.