Brevet FR3113293A1 — publié le 20220211

Bâtiment comprenant une ossature (10) en bois comportant des lisses (11) hautes ou de chainage supportant un plancher (20) sous la forme d’une dalle comprenant au moins une partie en béton armé (21), caractérisé en ce que ladite partie en béton armé (21) est fixée directement aux lisses (11). Figure de l’abrégé : Fig. 1 Bâtiment à ossature bois et plancher béton Le domaine technique est celui des bâtiments à ossature en bois, que cette ossature soit en bois massif, en bois lamellé croisé (CLT) ou en bois lamellé-collé. Art antérieur Il est bien connu dans le domaine de la construction de bâtiments d’utiliser comme matériaux du bois ou du béton, chacun de ces matériaux disposant de ses propres caractéristiques avantageuses. En effet, le bois présente une bonne résistance mécanique en vertical, permet de limiter les ponts thermiques, et optimise le bilan carbone. Le béton quant à lui présente une bonne résistance mécanique en horizontal, est un isolant acoustique, et permet de limiter l’épaisseur des planchers. Il n’est pas commode de combiner ces deux matériaux en construction. Etant de natures différentes, ils sont utilisés par des corps de métiers différents, la charpente et la maçonnerie. La combinaison de ces matériaux en construction implique donc de faire coopérer plus d’artisans différents sur un chantier, ce qui complexifie l’organisation et le suivi du chantier. De plus, se pose le problème de fixer ces éléments entre eux de façon performante. Le document EP0280228 présente une solution permettant de combiner le bois et le béton au niveau des planchers. Or, c’est en utilisation verticale que le bois a les meilleures performances, pas en utilisation horizontale. Dans le document EP0280228, le plancher comprend des solives en appui sur des lisses et se propose de résoudre le problème de la fixation du plancher béton sur les solives, et décrit pour ce faire des moyens de fixation sous la forme de tubes creux. Cette solution ne permet donc pas de tirer pleinement profit des avantages du béton sur la partie horizontale, et ne donne donc pas entière satisfaction. Le but de l’invention est donc de proposer une solution permettant d’utiliser le matériau bois sur les parties verticales de l’ossature, et le matériau béton sur les parties horizontales, de façon simple sûre et efficace. Un autre but de l’invention est de faciliter les opérations sur chantier lors de la construction du bâtiment, en réduisant les interactions nécessaires entre les différents corps de métiers. A cet effet, l’invention a pour objet un bâtiment comprenant une ossature en bois comportant des lisses hautes ou de chainage supportant un plancher sous la forme d’une dalle comprenant au moins une partie en béton armé. Selon l’invention, ladite partie en béton armé est fixée directement aux lisses, c’est-à-dire que le béton armé n’est pas fixé à d’autres éléments intermédiaire, tels que des solives, sans être fixé directement aux lisses. De cette manière, il est possible d’optimiser l’utilisation des matériaux bois et béton de façon à profiter pleinement de leurs caractéristiques mécaniques, thermiques et acoustiques. En particulier, le béton ayant une meilleure résistance mécanique que le bois en horizontal, il est possible d’obtenir des planchers de plus faible épaisseur, par exemple de 7cm seulement. Par ailleurs, l’invention permet de gagner temps et d’avoir une meilleure efficacité dans l’utilisation du matériel sur le chantier, car les corps de métiers « bois » et « béton » peuvent travailler durant des cycles distincts et ainsi une équipe ne dépend plus de l’autre. Il en est de même pour le matériel de ces équipes, qui n’a plus besoin d’être mobilisé aux mêmes moments par les deux équipes. L’invention présente également l’avantage de pouvoir réaliser un plancher béton, en s’affranchissant éventuellement de la présence des solives utilisées dans une ossature bois. De préférence, la partie en béton armé est fixée directement aux lisses par des moyens d’ancrage. De cette manière la solidité de la fixation est garantie, ce qui a son importance entre autres dans les calculs de portance de la dalle. De préférence, les moyens d’ancrage se présentent sous la forme de platines disposées sur les lisses, chaque platine est pourvue d’au moins un orifice traversé par un élément de fixation de la platine à la lisse, et chaque platine comprend au moins un élément d’ancrage noyé dans le béton en saillie du côté opposé de la lisse. Ainsi, les moyens d’ancrage sont simples à fabriquer, donc peu onéreux, et sont également simples à mettre en œuvre sur le chantier, avec des éléments de fixation simples et courants tels que des vis M8 ou M10 à tête hexagonale. Dans un mode de réalisation particulier, l’élément d’ancrage est un goujon, de préférence à tête. Ainsi les coûts de fabrication du moyen d’ancrage sont maîtrisés. Le goujon peut notamment être soudé sur la platine, soit à l’avance en atelier, soit sur le chantier. Avantageusement, la platine comprend des crampons pénétrant dans la lisse, et de manière préférentielle les crampons sont des parties embouties de la platine. Les crampons participent à la solidité de la liaison entre la platine et la lisse sur laquelle la platine est fixée. Une meilleure liaison permet d’avoir, à nombre égal de moyens d’ancrage, une meilleure portance ou une meilleur résistance sismique de la dalle. Inversement, pour une portance désirée, une meilleure solidité de la liaison permet de réduire le nombre de moyens d’ancrage nécessaires. L’invention concerne également un procédé de fixation, sur des lisses hautes ou de chainage d’une ossature en bois d’un bâtiment, d’un plancher sous la forme d’une dalle comprenant au moins une partie en béton armé. En particulier, le procédé comprend les étapes suivantes : a. Fixation de moyens d’ancrage de la dalle sur les lisses, les moyens d’ancrage comprenant des éléments d’ancrage faisant saillie du côté opposé aux lisses ; b. Installation de dispositifs de coulage de la dalle béton, tel un coffrage, comblant une ouverture définie entre les lisses ; c. Installation de ferraillages sur les dispositifs de coulage destinés à être pris dans la dalle béton ; d. Coulage de la dalle béton sur les dispositifs de coulage et noiement des ferraillages et des élément d’ancrage dans le béton pour réaliser la fixation du plancher directement sur les lisses. Bien entendu, les étapes a. et b. peuvent être interverties, sans incidence sur le procédé et sans sortir du cadre de l’invention. Procéder ainsi à la construction d’un bâtiment simplifie grandement les opérations de préparation du coulage de la dalle, et permet donc de réduire la durée du chantier, et permet d’obtenir un bâtiment présentant les avantages mentionnés ci-avant. Avantageusement, un moyen d’isolation acoustique et/ou thermique est disposé sur les lisses, préalablement aux étapes a. et b. Ainsi, les performances acoustiques et/ou thermiques du bâtiment sont encore améliorées. Selon des modes de réalisation particuliers, pouvant être utilisés seuls ou en combinaison : - les dispositifs de coulage de la dalle béton sont amovibles et sont retirés après séchage de la dalle béton. Cela permet d’utiliser des matériaux de construction peu onéreux et du matériel de construction couramment disponibles et réutilisables ; - les dispositifs de coulage de la dalle sont des coffrages supportés par des étais. Il est par exemple possible d’obtenir un plancher avec des motifs sur sa face inférieure, en utilisant des coffrages adaptés ; - les dispositifs de coulage de la dalle béton sont fixes de façon à faire partie intégrante du plancher, et sont disposés en appui sur les lisses. Il est ainsi possible d’employer des dispositifs de coulage préassemblés, ou préfabriqués, afin de gagner du temps car le montage de ces éléments est facilité et parce que les étapes de démontage et de nettoyage de ces éléments sont supprimées ; - les dispositifs de coulage de la dalle sont une ou plusieurs prédalles. Les-prédalles peuvent être de grande dimension afin d’être mises en place et de former le coffrage nécessaire rapidement ; - les dispositifs de coulage de la dalle sont des bacs aciers, afin que les coûts soient réduits et que le matériel soit simple à mettre en œuvre. De manière préférentielle, les bacs aciers comprennent de l’isolant thermique et/ou acoustique, afin que les performances thermiques et/ou acoustiques soient améliorées ; - les dispositifs de coulage de la dalle sont des solives et des hourdis. Ainsi, les dispositifs de coulage sont légers et peuvent être manipulés à la main, en particulier si les hourdis sont en polystyrène ; Description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue en coupe transverse d’un bâtiment comprenant une ossature bois et une dalle béton fixée directement aux lisses. est une vue de détail analogue à celle de la figure 1, montrant le détail de la fixation entre l’ossature et la dalle béton. est une vue en perspective d’un moyen d’ancrage utilisé pour fixer directement la dalle béton aux lisses. Description détaillée de l’invention La figure 1 montre un bâtiment comprenant une ossature (10) faite en bois et un plancher (20) comprenant au moins une partie (21) en béton armé. L’ossature (10) est la structure du bâtiment, qui en assure la stabilité et qui est destinée à recevoir les charges. L’ossature (10) est réceptrice du remplissage, en parois, et en un ou plusieurs planchers (20). L’ossature (10) comprend classiquement des poteaux verticaux ou obliques non-représentés, et des lisses (11), poutres horizontales servant notamment à délimiter les niveaux du bâtiment. Il s’agit alors de lisses hautes, éventuellement complétées par des lisses de chaînage qui servent à relier les lisses hautes entre elles afin de répartir les charges et d’assurer la rigidité de l’ossature (10). Dans la suite du document, il ne sera utilisé que le terme « lisse ». Par « faite en bois » il est entendu que l’ossature (10) est principalement constituée de bois massif, de bois lamellé croisé (CLT), de bois lamellé-collé, ou de combinaison de ces matériaux. Le dimensionnement du plancher (20) est réalisé par un bureau d’étude en fonction des contraintes auxquelles sera soumis le plancher (20), et qui peuvent être entre autres : - la portée du plancher (20), c’est-à-dire la distance qu’il y a entre les points d’appui du plancher (20). Ces points d’appuis sont les lisses (11) ainsi que d’éventuels murs porteurs ou poteaux de soutènement non représentés ; - la charge que le plancher (20) va recevoir, c’est-à-dire la masse qui sera disposée sur le plancher (20). Celle-ci peut être le mobilier et les personnes présentes dans le bâtiment, s’il s’agit d’une habitation, mais également des machines ou du stockage de matériel s’il s’agit d’un bâtiment industriel ; - la sismologie de la région où le bâtiment est construit, c’est-à-dire si le bâtiment est conçu de façon à résister à des sollicitations d’origine sismique, qui seront transmises au plancher (20). Le bois et le béton sont des matériaux couramment utilisés en construction car chacun de ces matériaux présente ses propres caractéristiques avantageuses, mais la combinaison de ces matériaux entraîne les difficultés précitées, que l’invention vise à résoudre. Selon l’invention, la partie en béton armé (21) est fixée directement aux lisses (11). Elle n’est pas uniquement fixée à d’autres éléments, qui seraient eux-mêmes fixés aux lisses (11), tels que des solives. Ce mode de réalisation permet d’obtenir une liaison entre le plancher (20) et les lisses (11) particulièrement solide, ce qui permet de réaliser un plancher (20) plus mince pour des contraintes données, et permet de s’affranchir éventuellement de la présence de solives. Ceci implique une économie de matériau, qui est profitable tant d’un point de vue financier que d’un point de vue environnemental. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, la partie en béton armé (21) est fixée aux lisses (11) par des moyens d’ancrage (30). Ceux-ci améliorent grandement la solidité de la liaison entre la partie en béton armé (21) et les lisses (11), en transmettant plus efficacement des efforts horizontaux liés entre autres au fléchissement du plancher (20) sous charge. Ces moyens d’ancrage (30) peuvent être fixés aux lisses (11) par des éléments de fixation (33), qui sont des vis dans un mode de réalisation préféré, mais qui peuvent être de tout type approprié choisis par l’opérateur. Les moyens d’ancrage (30) sont disposés sur les lisses (11) en nombre et aux endroits déterminés par le bureau d’étude, préalablement à la construction du bâtiment. En effet, selon les contraintes auxquelles sera soumis le plancher (20), il peut être nécessaire d’adapter la conception du plancher (20) en modifiant par exemple sa hauteur, ou de modifier le nombre et la disposition des moyens d’ancrage (30) afin d’obtenir les performances souhaitées. La figure 3 détaille la conception d’un mode de réalisation préféré d’un moyen d’ancrage (30). Celui-ci comporte une platine (31), par exemple en métal. Cette platine (31) est percée d’au moins un orifice (32) permettant le passage d’un élément de fixation (33). La platine (31) comprend également un élément d’ancrage (34) qui est en saillie, du côté opposé à la lisse (11). Cet élément d’ancrage (34) permet la prise du moyen d’ancrage (30) dans le béton de la partie (21). Dans un mode de réalisation préféré, cet élément d’ancrage (34) est un goujon, qui est par exemple soudé sur la platine (31) en atelier ou sur le chantier. Les éléments d’ancrage (34) peuvent alternativement être obtenus avec une texturation appropriée de la face de la platine (31) opposée à la lisse (11). Un crénelage peut par exemple être envisagé. Avantageusement, le moyen d’ancrage (30) est également pourvu de crampons (35). Lors de la fixation du moyen d’ancrage (30) sur la lisse (11), ces crampons (35) pénètrent la lisse (11) en bois et renforcent ainsi la résistance au cisaillement de la liaison entre le moyen d’ancrage (30) et la lisse (11). La charge que peut alors accepter le plancher (20) s’en trouve augmentée. Dans un mode de réalisation préféré, la platine (31) est percée de deux orifices (32), l’élément d’ancrage (34) est un goujon à tête soudé sur la platine (31), et les crampons (35) sont obtenus par emboutissage de la platine (31). Les dispositifs décrits seront mieux compris à la lecture du procédé que définit l’invention. Lorsque la construction de l’ossature (10) du bâtiment atteint un premier niveau et qu’il faut désormais procéder à la construction du plancher (20) de ce niveau, l’ossature (10) comprend des lisses (10), qui sont par exemple des lisses hautes et/ou des lisses de chaînage. Une étape a. consiste à fixer les moyens d’ancrage (30) de la partie en béton (21) sur les lisses (11). Ces moyens d’ancrage (30) sont disposés sur lisses (11) selon les instructions du bureau d’étude ayant fait les calculs de dimensionnement du bâtiment. Ils sont fixés à l’aide de tout moyen approprié (33), par exemple de vis. Les moyens d’ancrage (30) comprennent des éléments d’ancrage (34) faisant saillie du côté opposé aux lisses (11). Une étape b. consiste à installer des dispositifs de coulage (22) de la dalle béton (21). En effet le béton est liquide lors de sa coulée et il convient bien entendu de coffrer l’emplacement où l’on souhaite obtenir la dalle (21). En particulier, il faut combler l’ouverture définie entre les lisses (11). Sur la figure 2, le coffrage est réalisé dans sa partie inférieure par l’utilisation de prédalles en béton (22a). Selon les instructions du bureau d’étude, il est nécessaire que les dispositifs de coulage (22) reposent sur les lisses (11) sur une longueur comprise par exemple entre 50mm et 100mm, afin que les éléments de coulée (22) résistent au cisaillement résultant de la charge sur le plancher (20). Il faut également coffrer les parois latérales de la future dalle (21). Sur cette même figure, c’est de l’isolant thermique haute densité (22b) qui est utilisé. Celui est disposé sur tout le pourtour du niveau, et maintenu en place pour le coulage de la dalle en béton armé (21). Bien entendu, les étapes a. et b. peuvent être interverties, sans incidence sur le procédé et sans sortir du cadre de l’invention. En effet, les dispositifs de l’étape a. ne coopérant pas avec les dispositifs de l’étape b., il n’y a pas d’indication technique à réaliser une étape avant l’autre. Les dispositifs de coulage (22) de la dalle béton (21) peuvent être amovibles, auquel cas ils sont retirés après séchage de la dalle béton (21). Cela permet d’utiliser des matériaux de construction peu onéreux et du matériel de construction couramment disponibles. Alternativement ou en combinaison, les dispositifs de coulage (22) de la dalle béton (21) peuvent être fixes de façon à faire partie intégrante du plancher (20). On parle alors de coffrage perdu. Avec des coffrages perdus, il est possible d’employer des dispositifs de coulage (22) préassemblés et/ou préfabriqués, afin de gagner du temps : non seulement car le montage de ces dispositifs de coulage (22) est facilité, mais aussi parce que les étapes de démontage et de nettoyage des dispositifs de coulage (22) sont supprimées. Selon des modes de réalisation particuliers qui ne sont pas représentés, les dispositifs de coulage (22) de la dalle (21) peuvent être de différentes natures, et peuvent être utilisés seuls ou en combinaison : - les dispositifs de coulage (22) de la dalle (21) peuvent être des coffrages simples, constitués de planches ou de plaques jointées, et supportés par des étais. Il est par exemple possible d’obtenir un plancher (20) avec des motifs sur sa face inférieure, en utilisant des coffrages adaptés ; - les dispositifs de coulage (22) de la dalle (21) peuvent être une ou plusieurs prédalles. Les-prédalles peuvent être de grande dimension afin d’être mises en place et de former le coffrage nécessaire rapidement ; - les dispositifs de coulage (22) de la dalle (21) peuvent être des bacs aciers, afin que les coûts soient réduits et que le matériel soit simple à mettre en œuvre. De manière préférentielle, les bacs aciers comprennent de l’isolant thermique et/ou acoustique, afin que les performances thermiques et/ou acoustiques soient améliorées ; - les dispositifs de coulage (22) de la dalle (21) sont des solives et des hourdis. Les solives sont des poutres ou des poutrelles reposant sur les lisses (11). Elles peuvent être fabriquées en différents matériaux. Les hourdis viennent combler l’espace entre les solives. Les hourdis peuvent être préfabriqués, avoir une section pleine ou une section creuse, et être en différents matériaux. Ainsi, les dispositifs de coulage sont légers et peuvent être manipulés à la main, en particulier si les hourdis sont en polystyrène. Une étape c. consiste à installer des ferraillages (23) sur les dispositifs de coulage (22). Les ferraillages (23) sont destinés à être pris dans la dalle béton (21), et servent à garantir la cohésion et la résistance de la dalle (21). Une étape d. consiste à couler la dalle béton (21) sur les dispositifs de coulage (22), et noiement des ferraillages (23) et des élément d’ancrage (34) dans le béton, pour réaliser la fixation du plancher (20) directement sur les lisses (11). Cette étape permet de solidariser entre eux tous les éléments précités (11, 30, 22, 23) et de constituer le plancher final (20). Après séchage, le plancher (20) obtenu peut servir de support aux partie supérieures de l’ossature (10). Des lisses inférieures sont alors fixées sur le plancher (20). Le plancher est également apte à recevoir tout complexe de sol approprié choisi pour la construction du bâtiment, tels que des planchers chauffants ou des parquets par exemple. Procéder à la construction d’un bâtiment selon ce procédé simplifie grandement les opérations de préparation du coulage de la dalle (21), et permet donc de réduire la durée du chantier. Avantageusement, un moyen d’isolation acoustique et/ou thermique, non représenté, est disposé sur les lisses (11), préalablement aux étapes a. et b. Le plancher (20) reposera donc sur le moyen d’isolation acoustique et/ou thermique, ainsi, les performances acoustiques et/ou thermiques du bâtiment seront encore améliorées. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le bâtiment peut être adapté en termes de coût, de fonctionnalités et de performance. Bâtiment comprenant une ossature (10) en bois comportant des lisses (11) hautes ou de chainage supportant un plancher (20) sous la forme d’une dalle comprenant au moins une partie en béton armé (21), caractérisé en ce que ladite partie en béton armé (21) est fixée directement aux lisses (11). Bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (21) en béton armé est fixée directement aux lisses (11) par des moyens d’ancrage (30). Bâtiment selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d’ancrage (30) se présentent sous la forme de platines (31) disposées sur les lisses (11), chaque platine (31) est pourvue d’au moins un orifice (32) traversé par un élément de fixation (33) de la platine (31) à la lisse (11), et chaque platine (31) comprend au moins un élément d’ancrage (34) noyé dans le béton (21) en saillie du côté opposé de la lisse (11). Bâtiment selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’élément d’ancrage (34) est un goujon, de préférence à tête. Bâtiment selon la revendication 3, caractérisé en ce que la platine (31) comprend des crampons (35) pénétrant dans la lisse (11), de manière préférentielle les crampons (35) sont des parties embouties de la platine (31). Procédé de fixation d’un plancher (20) sous la forme d’une dalle comprenant au moins une partie en béton armé (21) sur des lisses (11) hautes ou de chainage d’une ossature (10) en bois d’un bâtiment, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a. Fixation de moyens d’ancrage (30) de la dalle sur les lisses (11), les moyens d’ancrage (30) comprenant des éléments d’ancrage (34) faisant saillie du côté opposé aux lisses (11) ; b. Installation de dispositifs de coulage (22) de la dalle béton (21) comblant une ouverture (12) définie entre les lisses (11) ; c. Installation de ferraillages (23) sur les dispositifs de coulage (22) destinés à être pris dans la dalle béton (21) ; d. Coulage de la dalle béton (21) sur les dispositifs de coulage (22) et noiement des ferraillages (23) et des élément d’ancrage (34) dans le béton pour réaliser la fixation du plancher (20) directement sur les lisses (11). Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce qu’un moyen d’isolation acoustique et/ou thermique est disposé sur les lisses (11), préalablement aux étapes a. et b. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la dalle béton (21) sont amovibles et sont retirés après séchage de la dalle béton (21). Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la partie en béton (21) sont des coffrages supportés par des étais. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la partie en béton (21) sont fixes de façon à faire partie intégrante du plancher (20), et sont disposés en appui sur les lisses (11). Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la partie en béton (21) sont une ou plusieurs prédalles. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la partie en béton (21) sont des bacs acier, de manière préférentielle comprenant de l’isolant thermique et/ou acoustique. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que les dispositifs de coulage (22) de la partie en béton (21) sont des solives et des hourdis.