Brevet FR3092600A1 — publié le 20200814

Description Titre de l'invention : Panneau de construction pour bâtiment [0001] La présente invention se situe dans le domaine de la construction de bâtiments. Elle concerne plus particulièrement un panneau de construction pour bâtiment. [0002] Il est connu de construire des murs à partir de panneaux de construction comportant un isolant et un cadre. [0003] Le document IPH10237976 par exemple divulgue un tel panneau, avec un cadre fixé sur un panneau isolant, un isolant étant inséré entre les deux. La continuité d'isolant est assurée lorsqu'on assemble les cadres, sans présence de ponts thermiques. Cependant un cadre très solide est nécessaire pour qu'un tel panneau soit capable de supporter le poids, notamment de la charpente et du toit d'un bâtiment, du fait notamment que le cadre seul doit être capable de le supporter. Ce panneau est donc très onéreux. [0004] Un objet de la présente invention est de proposer un panneau qui soit peu cher et facile à fabriquer, et réalisable dans des matériaux respectueux de l'environnement. [0005] Un autre objet de la présente invention est de proposer un panneau qui soit utilisable pour fabriquer un mur de façon simple et rapide. [0006] Un autre objet de la présente invention est de proposer un panneau qui soit utilisable pour fabriquer un mur présentant de bonnes performances thermiques. [0007] Un autre objet de la présente invention est de proposer un panneau de construction qui soit stable et capable de supporter le poids de la charpente et du toit d'un bâtiment et le cas échéant des étages supérieurs, ainsi que les autres contraintes auxquelles de tels panneaux doivent répondre. [0008] La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un panneau de construction comportant un panneau isolant pris en sandwich entre deux cadres. A cet effet, elle propose un panneau de construction pour bâtiment comportant au moins un panneau isolant rigide, entouré d'un cadre intérieur et d'un cadre extérieur fixés sur ledit panneau isolant par un moyen de fixation, lesdits caches intérieur et extérieur comprenant chacun au moins deux montants et au moins deux traverses, de sorte qu'en ajoutant un élément plan tel qu'une planche de chaque côté du panneau de construction, au moins une cavité intérieure soit formée entre deux montants et deux traverses dudit cadre intérieur, et qu'au moins une cavité extérieure soit formée entre deux montants et deux traverses dudit cadre extérieur. [0009] Grâce à ces dispositions, le panneau de construction est peu cher, solide et stable grâce à la présence de deux cadres maintenus à un écartement fixe, les cavités intérieure et extérieure pouvant être utilisées pour différentes applications. [0010] Selon d'autres caractéristiques : ledit moyen de fixation peut comporte une colle, cc qui permet que la fixation 2 soit effective sur toute la surface des cadres, et évite la création de ponts thermiques à travers le panneau de construction, ledit cadre intérieur et/ou ledit cadre extérieur peut être en bois, matériau solide, peu cher et respectueux de l'environnement, le panneau isolant rigide peut être en fibre de bois, matériau respectueux de l'environnement et perméable à l'humidité, ce qui permet d'éviter la condensation dans le bâtiment ou dans le panneau de construction, chaque traverse du cadre intérieur et/ou du cadre extérieur peut comporter au moins une ouverture, configurée de sorte qu'en ajoutant un élément plan tel qu'une planche d'un côté du panneau de construction, de l'air puisse circuler entre la cavité intérieure et/ou extérieure et l'extérieur du panneau de construction, ce qui permet du côté extérieur de faire circuler de l'air, pour évacuer l'humidité venant de l'intérieur, et pour éviter que le panneau ne chauffe trop sous l'effet du soleil, et du côté intérieur d'insérer un produit de lestage, ou des câbles, conduits, tuyaux, ou autre. l'ouverture peut être constituée par au moins une rainure sur chaque traverse du cadre intérieur et/ou du cadre extérieur, disposée du côté éloigné du panneau isolant de ladite traverse, ce qui permet à l'ouverture d'être plus facile d'accès, par exemple à l'intérieur pour le remplissage par un produit de lestage, et à l'extérieur pour que l'air puisse entrer par le bas et sortir par le haut, afin de profiter de la convection naturelle. [0011] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un panneau de construction selon l'invention, comportant les étapes suivantes : assemblage des montants et traverses pour former les cadres intérieur et extérieur, collage des cadres intérieur et extérieur de chaque côté du panneau isolant, fixation des cadres intérieur et extérieur entre eux au moyen de vis traversant ledit panneau isolant, le cas échéant, lorsque la colle est sèche, retrait des vis. [0012] Grâce à ces dispositions, il est possible de fabriquer un panneau selon l'invention de façon simple et peu chère, l'étape optionnelle de retrait des vis pouvant servir à éviter la création de ponts thermiques. [0013] La présente invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un mur, comportant les étapes suivantes : mise en place d'un premier panneau de construction selon l'invention, mise en place d'un deuxième panneau de construction selon l'invention, en fixant le cadre intérieur du premier panneau de construction au cadre intérieur du deuxième panneau de construction, et le cadre extérieur du premier 3 panneau de construction au cadre extérieur du deuxième panneau de construction, par assemblage de leurs montants adjacents, par exemple avec des vis. [0014] Grâce à ces dispositions, un mur ayant de bonnes performances thermiques et une solidité et stabilité importantes peut être construit de façon simple et peu chère. [0015] Selon d'autres caractéristiques : après la mise en place des panneaux de construction, on peut apposer un élément plan tel qu'une planche sur le cadre intérieur, et pour au moins un panneau de construction, la au moins une cavité intérieure peut être remplie d'un produit de lestage par versage depuis l'ouverture de la traverse la plus haute du cadre intérieur dudit panneau de construction, jusqu'à remplissage de toutes les cavités intérieures dudit panneau de construction, ce qui permet d'avoir un panneau de construction léger pendant sa fabrication, son transport et son montage, puis lourd pour son utilisation, conférant une stabilité importante au mur, le produit de lestage peut être du sable, qui présente l'avantage d'être suffisamment lourd, d'avoir une bonne capacité calorifique, conférant de bonnes performances thermiques au mur, et d'être résistant au feu. [0016] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles : [0017] [fig.1] est une vue schématique en perspective d'un panneau de construction selon un mode de réalisation préféré de l'invention. [0018] [fig.2] est une vue de dessus du panneau de la fig. 1. [0019] [fig.3] est une vue de dessus d'une coupe horizontale d'un panneau selon un mode de réa- lisation particulier de l'invention, sur le cadre intérieur duquel on a apposé un élément plan. [0020] [fig.4] est une vue en perspective d'un mur composé de trois panneaux selon le mode de réalisation de la fig. 1. [0021] Le panneau de construction pour bâtiment selon l'invention, dont un mode de réa- lisation préféré est illustré à la fig. 1, comporte un panneau isolant 1 rigide. Dans la présente invention, le terme « rigide » veut dire d'une part que le panneau se tient debout seul, sans l'aide de caches ou de planches de part et d'autre, et d'autre part qu'il n'est pas compressible, de sorte que quand on fixe des cadres sur sa surface de part et d'autre, la distance entre les deux cadres est maintenue fixe par le panneau isolant 1. Ceci exclut par exemple l'usage de laine de verre. [0022] Le panneau isolant 1 est de préférence en fibre de bois, qui présente l'avantage d'être un matériau naturel, et donc sans effet néfaste pour l'environnement, et d'être perméable à l'humidité, ce qui permet à l'humidité de sortir du bâtiment et évite donc les problèmes de condensation, et réduit le besoin de ventilation des espaces du bâtiment. On pourra prévoir une épaisseur de panneau isolant de 200 mm. Le panneau isolant 1 peut être dans d'autres matériaux, tant qu'ils sont isolants et rigide. Il peut s'agir par exemple de mousse résolique, qui présente une bonne résistance au feu, ou de verre cellulaire, ou encore de mousse polyuréthane, typiquement d'épaisseur 115 mm, ou en polystyrène extrudé, typiquement d'épaisseur 140 mm. [0023] Le panneau de construction comporte aussi un cadre intérieur 2a et un cadre extérieur 2h, chaque cadre 2a, 2h étant fixé sur un des deux côtés dudit panneau par un moyen de fixation. Le moyen de fixation est de préférence une colle, qui permet une fixation sur toute la surface des cadres en contact avec le panneau isolant 1, tout en évitant la création de ponts thermiques. D'autres moyens de fixations sont possibles, par exemple une vis insérée dans le cadre intérieur 2a, respectivement extérieur 2b, traversant le panneau d'isolant, et venant se prendre dans le cadre extérieur 2h, respectivement intérieur 2a. [0024] Le cadre intérieur 2a et/ou extérieur 2h est réalisé de préférence en bois, mais peut également être réalisé par exemple en métal. La rigidité des cadres intérieur 2a et extérieur 2b et le fait qu'ils soient espacés par le panneau isolant 1 permet de former une structure de portance très efficace, c'est-à-dire capable (le supporter de lourdes charges sans nécessiter beaucoup de matière. [0025] En effet du fait que les deux cadres 2a, 2b sont maintenus à un espacement fixe par le panneau isolant 1, ils forment ensemble l'équivalent d'une structure treillis, qui présente une résistance mécanique proche de celle d'un bloc de bois de l'épaisseur de la totalité du panneau de construction. [0026] Ceci permet donc de conférer à un mur composé de panneaux de construction selon l'invention une solidité suffisante pour supporter une charpente et un toit et le cas échéant les étages supérieurs, ainsi que les autres contraintes habituelles (vent, neige, tremblement de terre, ...). [0027] Les cadres intérieur 2a et extérieur 2b comprennent chacun au moins deux montants 3a, 3b et deux traverses 4a, 4b. Dans l'exemple de la fig. 1, le cadre intérieur 2a comporte deux montants 3a et cinq traverses 4a. Le nombre de montants 3a, 3b et traverses 4a, 4b peut changer selon les cas, notamment en fonction des dimensions du panneau de construction. [0028] L'exemple représenté à la fig. 1 peut correspondre à une largeur de panneau de construction de 60 cm, et une hauteur de panneau de 250 cm, correspondant à la hauteur d'un étage standard dans une construction de logements. Un panneau de construction de cette taille est facile à transporter dans une camionnette ou un camion, et son poids est de l'ordre de 35 kg, ce qui permet à deux personnes de le mettre en place sans engin de levage, ou en tous cas sans engin de levage lourd, souvent difficile à mettre en place et à retirer en fin de chantier. [0029] Le chantier en est donc nettement facilité. [0030] Comme illustré en fig. 1, les cadres intérieur 2a et extérieur 2h sont assemblés au panneau d'isolant 1 de telle sorte que les montants 3a, 3h sont sensiblement verticaux et les traverses 4a, 4h sensiblement horizontales quand le panneau de construction est mis en place en vue de former un mur. [0031] Comme illustré en fig. 3, l'assemblage des cadres intérieur 2a et extérieur 2h sur le panneau isolant 1 est tel que lorsqu'on ajoute un élément plan 5 sur chaque côté du panneau de construction, par exemple des planches, ou des panneaux d'habillage, une cavité intérieure 6a se forme entre les montants 3a et les traverses 4a, et une cavité extérieure 6h se forme entre les montants 3h et les traverses 4h. [0032] Les cavités intérieure 6a et extérieure 6h peuvent être utilisées pour différentes ap- plications, par exemple il est possible d'ajouter un élément de lest dans la cavité intérieure 6a et/ou extérieure 6h afin d'améliorer la stabilité du panneau une fois qu'il est mis en place. On obtient ainsi un panneau de construction léger lors de son transport et son montage, et qui devient un panneau de construction lourd pour son usage. [0033] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les traverses 4a du panneau intérieur 2a et/ou les traverses 4b du panneau extérieur 2b comportent chacune au moins une ouverture 7. Les ouvertures 7 sont telles que si l'on ajoute un élément plan 5, par exemple une planche ou un panneau d'habillage, d'un côté du panneau de construction, de l'air puisse circuler entre la cavité intérieure 6a et/ou la cavité extérieure 6b et l'extérieur du panneau de construction. Si un panneau comprend plusieurs cavités intérieures 6a, respectivement extérieures 6b, l'air peut donc également circuler entre les cavités intérieures 6a, respectivement extérieures 6b dudit panneau. [0034] Les ouvertures 7 dans les traverses 4a du cadre intérieur 2a peuvent par exemple être utilisées pour lester le panneau de construction selon l'invention, une fois qu'il est en place pour former un mur avec d'autres panneaux de construction. On peut insérer un produit de lestage dans les ouvertures 7 de la traverse 4a la plus haute, et le produit de lestage s'écoulera progressivement jusqu'à remplir la ou les cavités intérieures. En combinaison ou non avec le produit de lestage, on peut également utiliser les ouvertures 7 dans les traverses 4a du cadre intérieur 2a pour faire passer par exemple des gaines techniques, des conduits, de la plomberie, ou des tuyaux pouvant être parcourus d'eau chaude pour constituer un chauffage mural, ou d'eau froide pour constituer une 6 climatisation, ou du moins un rafraichissement, mural. [0035] Les ouvertures 7 dans les traverses 4h du cadre extérieur 2h sont utiles pour aérer la paroi extérieure du panneau isolant 1, et ainsi s'assurer que le panneau isolant 1 ne soit pas détérioré par de l'humidité venant notamment de l'intérieur du bâtiment, tout en assurant l'évacuation de l'humidité venant de l'intérieur du bâtiment. De plus les ouvertures 7 dans les traverses 4b du cadre extérieur 2b sont utiles pour éviter que l'air piégé dans la ou les cavités extérieures 6b ne chauffe trop en été, et ne chauffe l'intérieur du bâtiment au détriment de son confort intérieur. En effet en permettant à de l'air de circuler en entrant par les ouvertures 7 de la traverse basse 4h du panneau en ayant pris soin de faire en sorte que le panneau de construction déborde de la base sur lequel il est posé d'une distance correspondant environ à la profondeur des ouvertures 7 - puis en traversant tour à tour toutes les cavités extérieures 6h jusqu'à sortir par les ouvertures 7 de la traverse haute 4h - où on a également pris soin de ménager un espace à la sortie de ces ouvertures 7 - la température de l'air contenu dans les cavités 6b correspond à peu près à la température de l'air extérieur, qui peut dépasser les 30°C lors de chaudes journées d'été ; en revanche si l'air ne peut pas ainsi circuler, il est courant qu'il chauffe au-delà de 50°C, ou même jusqu'à 80°C. [0036] Sur les fig. 1, 2 et 4, quatre ouvertures sont représentées par traverse 4a, 4h. Lc nombre d'ouvertures 7 par traverse 4a, 4h peut être plus ou moins importants, et leurs dimensions plus ou moins grandes, selon les usages qui en sont faits. [0037] Comme illustré en fig. 1, l'ouverture 7 peut être constituée par au moins une rainure sur chaque traverse 4a, 4b du cadre intérieur 2a et/ou extérieur 2b. Elles peuvent typiquement présenter une largeur de 20 mm et une profondeur de 15 mm. Les rainures 7 peuvent être disposées du côté éloigné du panneau isolant 1 de la traverse 4a, 4b. Ceci permet que les ouvertures 7 sont situées proches de l'extérieur du panneau de construction. En ce qui concerne les ouvertures 7 de la traverse 4a, 4b la plus basse, elles seront plus facilement laissées ouvertes lorsque le panneau de construction sera installé sur un support en vue de construire le bâtiment, ce qui peut être important par exemple pour que de l'air puisse facilement entrer par le bas du panneau de construction. En ce qui concerne les ouvertures 7 de la traverse 4a, 4b la plus haute, elles seront plus facilement laissées ouvertes lorsqu'un élément de construction sera posé sur le panneau de construction en vue de construire le bâtiment, ce qui peut être, important, par exemple pour insérer le produit de lestage ou pour que de l'air puisse facilement sortir par le haut du panneau de construction. [0038] Dans le cas d'un bâtiment à plusieurs étages, les panneaux de construction peuvent être superposés de telle sorte que les ouvertures 7 se correspondent, ce qui permet une circulation de l'air sur toute la hauteur de la paroi, avec une différence sensible de pression entre l'entrée et la sortie de l'air, et donc un bon effet de ventilation. 7 [0039] Un des avantages du panneau de construction selon l'invention, est qu'il peut être recoupé à longueur sur chantier, ou même recoupé en incliné pour une mise en place sous un toit, sans dommage pour le panneau. En effet il n'est pas nécessaire que la traverse haute 4a, 4h soit à fleur avec le panneau isolant 1, elle peut tout aussi bien être en retrait, comme après une recoupe. [0040] Exemple de réalisation [0041] Les cadres 2 en bois peuvent être fabriqués à partir de profilés carrés de 50 mm de côté. [0042] La largeur du panneau de construction peut être de 600 mm pour bien s'intégrer dans les standards existants de transport et de manutention. Les traverses 4 peuvent être espacées de 600 mm. [0043] Les traverses 4 peuvent être assemblées aux montants 3 par un usinage en queue d'aronde qui permet un assemblage sans vis. [0044] Les traverses 4 peuvent comporter au moins deux rainures de 20 x 15 mm, ce qui suffit pour les normes de ventilation de 1/3000 de la surface du panneau. [0045] Pour les montants 3 en particulier il peut être intéressant d'utiliser des bois aboutés. Ceci permet d'améliorer la qualité des pièces longues, mais aussi d'utiliser des chutes, et ainsi de préserver les ressources naturelles. [0046] On peut prévoir un bois dur et imputrescible pour le cadre extérieur 2h, et un bois plus tendre pour le cadre intérieur 2a afin de faciliter la fixation des composants et revêtements complémentaires, mais également pour l'acoustique : les bois tendres sont moitié moins musicaux que les bois durs. [0047] Le panneau de construction selon l'invention peut être fabriqué par la mise en oeuvre d'un procédé comportant les étapes suivantes : assemblage des montants 3a, 3b et traverses 4a, 4b pour former les cadres intérieur 2a et extérieur 2b, collage des cadres intérieur 2a et extérieur 2b de chaque côté du panneau isolant 1, par exemple dans une presse, fixation des cadres intérieur 2a et extérieur 2b entre eux au moyen de vis traversant ledit panneau isolant 1, pour permettre un séchage de la colle sans laisser le panneau de construction sous pression dans la presse, le cas échéant, lorsque la colle est sèche, retrait des vis. Cette étape peut être avantageuse pour éviter la création de ponts thermiques. Si un trou trop important est pratiqué dans l'isolant, il peut être rempli par un produit de remplissage. [0048] Un mur tel que représenté en fig. 4 peut être fabriqué en utilisant des panneaux de construction selon l'invention, par la mise en oeuvre d'un procédé comportant les étapes suivantes : 8 mise en place d'un premier panneau de construction, mise en place d'un deuxième panneau de construction, en fixant le cadre intérieur 2a du premier panneau de construction au cadre intérieur 2a du deuxième panneau de construction, et le cadre extérieur 2h du premier panneau de construction au cadre extérieur 2h du deuxième panneau de construction, par assemblage de leurs montants 3a, 3h adjacents, par exemple avec des vis 8, illustrées en fig. 4. [0049] Cc procédé permet d'obtenir un mur rapidement, sans besoin d'utiliser des outils complexes. La fixation des panneaux de construction adjacents par l'intermédiaire de leurs cadres 2a, 2h permet de laisser les panneaux d'isolant 1 intacts, d'assurer une continuité d'isolant tout au long du mur, et ainsi d'obtenir un mur présentant de bonnes performances thermiques. [0050] Le procédé de fabrication ci-dessus peut comporter une étape supplémentaire dans laquelle une fois les panneaux de construction mis en place, un élément plan 5 tel qu'une planche ou un panneau d'habillage est apposé sur le cadre intérieur 2a. On insère ensuite un produit de lestage par l'ouverture de la traverse 4a la plus haute du cadre intérieur 2a, jusqu'à remplissage de la ou de toutes les cavités intérieures Sa du panneau de construction. [0051] Cc lestage permet d'améliorer la stabilité du mur réalisé avec des panneaux de construction selon l'invention. [0052] Le produit de lestage peut par exemple être du sable, qui a l'avantage d'être lourd et peu cher. De plus le sable a une capacité calorifique élevée, ce qui améliore encore les performances thermiques du mur réalisé avec des panneaux de construction selon l'invention. Le sable peut être un sable rond, qui n'est pas recherché pour la construction, et donc très peu coûteux. De préférence le sable doit être sec, pour bien couler. [0053] Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus. 9