Brevet FR3140892A1 — publié le 20240419

L’invention concerne un élément de construction (1) comprenant une structure en béton de forme globalement parallélépipédique rectangle présentant deux faces longitudinales (11, 12) sensiblement planes, deux faces transversales (13, 14) reliant les faces longitudinales (11, 12), une face supérieure et une face inférieure sensiblement planes, caractérisé en ce que ladite structure comprend au moins une alvéole intérieure (15) s’ouvrant sur une seule des faces supérieure et inférieure de l’élément de construction ou bien sur les deux faces supérieure (15) et inférieure, ladite au moins une alvéole intérieure (15) étant remplie d’un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé. [Fig 1] Élément de construction comprenant une ou plusieurs alvéoles internes remplies d’un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le domaine de la construction de bâtiments, notamment de la construction écoresponsable et durable. L'invention concerne plus particulièrement un élément de construction, pour la construction de bâtiments d'habitation (maisons individuelles par exemple), industriels ou agricoles notamment. SOLUTIONS DE L'ART ANTERIEUR Le secteur du bâtiment et de la construction est l’un des secteurs les plus concerné par les enjeux du développement durable. Au cœur des enjeux de développement durable, la construction utilise des matériaux écologiques pour créer des bâtiments respectueux de l’environnement, avec un impact carbone réduit. Il a ainsi été proposé des parpaings fabriqués à partir de béton écologique, dit bas carbone, comme alternative aux blocs de béton ou blocs de béton manufacturés (abrégé BBM), couramment désignés « parpaing ». On connaît par exemple les parpaings à base de béton cellulaire, de béton végétal (chanvre notamment), de pierre ponce ou bien de bois. Ces blocs de constructions sont cependant relativement coûteux. Leurs utilisations sont donc à l'heure actuelle relativement marginales au regard de l'ensemble des constructions réalisées. Afin d'améliorer l’empreinte carbone des blocs de construction tout en offrant une bonne résistance thermique, la Déposante a proposé dans le brevet FR 3 023 859 B1 un bloc de béton comprenant des alvéoles internes dans lesquelles est intégré un matériau isolant sous forme de mousse. Il convient toutefois de toujours améliorer la qualité des blocs de construction pour répondre aux critères de l’exemplarité énergétique et environnementale. L'objet de l'invention est de rendre la construction à base de béton plus écologique. Pour cela, il est proposé un élément de construction comprenant une structure en béton de forme globalement parallélépipédique rectangle présentant deux faces longitudinales sensiblement planes, deux faces transversales reliant les faces longitudinales, une face supérieure et une face inférieure sensiblement planes. Selon l’invention, ladite structure comprend au moins une alvéole intérieure s’ouvrant sur une seule des faces supérieure et inférieure de l’élément de construction ou bien sur les deux faces supérieure et inférieure, ladite au moins une alvéole intérieure étant remplie d’un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé. L’élément de construction mis au point par les inventeurs prend donc la forme d’un bloc de construction en béton présentant une ou plusieurs alvéoles dans lesquelles est incorporé un mélange contenant un ou des éléments biosourcés, ce mélange ayant des propriétés isolantes ou non. Le ou les éléments biosourcés sont issus de la biomasse d’origine végétale ou animale. Il peut s’agir d’agrégats végétaux, résidus d'exploitation de l’agriculture ou de la sylviculture. Il peut s’agir plus particulièrement de blé, de colza, de chanvre, de sciure de bois, de copeaux de bois, de liège, de canne à sucre, de tronc de bananier, de chaumes de mais, d’orge, de seigle, de sisal ou de jute. Il peut s’agir en particulier de produits pectocellulosiques (pectose, lin, chantre, ramie, bambou) ou lignocellulosiques (lignite, jute, pailles de céréales telles que paille de blé). Il peut également s’agir de matière venant des animaux, telle la laine de mouton. Il peut aussi s’agir de matériaux issus du recyclage comme le coton recyclé ou la ouate de cellulose. Les copeaux de bois ou la sciure de bois peuvent être issus des des déchets d'abattage en milieu forestier (arbres, branchages, écorces). L'utilisation de tels matériaux biosourcés présente de nombreux avantages. D'une part, ils sont unanimement reconnus pour leurs qualités isolantes. Un matériau biosourcé jouera naturellement le rôle de régulateur de température et d’humidité. L’isolation offerte est meilleure, de même que la ventilation. Le confort du logement est donc supérieur, avec des économies d’énergie à la clé en été comme en hiver. D'autre part, ce sont des matériaux qui ont un impact positif sur l’environnement, car ils stockent le carbone présent dans l’air. Ils participent activement à la diminution des gaz à effet de serre et subissent moins de traitements chimiques. En outre, ceci ouvre une nouvelle voie de réutilisation de ces matériaux. C'est notamment un débouché économique pour certains sous-produits de l'exploitation forestière tels que les déchets de scierie. Un bloc de construction en béton intégrant dans sa ou ses alvéoles internes de tels matériaux biosourcés présente un bon coefficient thermique et phonique, un coût de fabrication raisonnable et un poids réduit rendant aisée sa manipulation sur site notamment. Il s'inscrit parfaitement dans le cadre de la construction écoresponsable. L’utilisation de matériaux biosourcés n’impacte pas la manière de travailler sur les chantiers de construction. Le bloc selon l'invention peut être utilisé pour la construction des murs externes de bâtiments ou de maisons, mais aussi pour la construction de murs intérieurs. Selon un aspect particulier de l’invention, le mélange se présente sous la forme d’une pâte comprenant au moins un matériau biosourcé et un liant. Avantageusement, le liant de la pâte comprend un mélange de ciment sulfo-alumineux, de laitier, de clinker, de cendres volantes, de pouzzolanes et d’eau. Selon un aspect particulier de l’invention, ledit au moins un matériau biosourcé est un résidu d'exploitation de l’agriculture ou de la sylviculture, ou est issu du recyclage. Selon un aspect particulier de l’invention, ledit au moins un matériau biosourcé étant du bois sous la forme de sciure ou de copeaux. De façon avantageuse, la proportion massique de bois dans le mélange étant comprise entre 30 et 90%. Selon un aspect particulier de l’invention, ledit au moins un matériau biosourcé est inclus en dispersion dans de la mousse de béton ou de ciment. Avantageusement, la mousse de ciment comprend un coulis de ciment comprenant : un premier ciment contenant du clinker ou du laitier ; un second ciment sulfo-alumineux ; de l’eau, et une mousse comprenant de l’eau, de l’air et un agent moussant. LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : - est une vue de dessus d'un élément de construction selon un mode de réalisation de l'invention, prenant la forme d'un bloc en béton avec plusieurs alvéoles internes remplies chacune d’un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé ; - est un tableau détaillant les proportions massiques d’éléments constituant un mélange à base de bois destiné à être incorporé dans une ou plusieurs alvéoles d’un élément de construction selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention concerne un élément de construction, sous la forme d'un bloc de construction par exemple, destiné par exemple à la construction modulaire d'un mur de bâtiment par empilement de rangs de blocs. Cet élément de construction est fabriqué par moulage consistant notamment à injecter du béton à l'intérieur d'un moule pour obtenir au moins un bloc en forme de parallélépipède. Dans le mode de réalisation de la , l'élément de construction 1 est un bloc de forme parallélépipédique rectangle à six faces et présente deux faces longitudinales 11, 12 parallèles et sensiblement planes, deux faces transversales 13, 14, ainsi qu’une face supérieure et une face inférieure (non visible). Plusieurs cloisons internes définissent avec les parois transversales 13, 14 et définit, ainsi qu’avec les parois longitudinales 11, 12, six alvéoles ou évidements intérieur(e)s 15 de forme rectangulaire. Ces alvéoles ou évidements intérieur(e)s 15 s’ouvrent sur une seule des faces supérieure et inférieure de l’élément de construction ou bien sur les deux faces supérieure et inférieure (elles sont dans ce cas traversantes et débouchantes). On a désigné par L la longueur de cet élément de construction 1, E son épaisseur et H sa hauteur. L’élément de construction 1 comprend une ossature à base de béton de granulats lourds, courants ou légers (dans lequel les granulats classiques tels que le sable et le gravier, ont été remplacés par des matériaux naturellement légers et isolants, tels que la pierre ponce, l'ardoise expansée ou l'argile expansée, par exemple). Les six alvéoles ou évidements intérieur(e)s 15 sont comblées d’au moins un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé, qui peut être par exemple du bois, tel du bois de recyclage (déchets de bois) qui peut être sous forme de sciure ou de copeaux. Ce mélange peut être isolant ou non. Il peut se présenter sous la forme d’une pâte comprenant au moins un matériau biosourcé et un liant, le liant de la pâte comprenant un mélange de ciment sulfo-alumineux, de laitier, de clinker, de cendres volantes, de pouzzolanes et d’eau. Le tableau de la détaille les proportions massiques (% minimum et maximum) des différents éléments constituant un mélange à base de bois destiné à être incorporé dans les alvéoles d’un élément de construction selon l’invention. Ce mélange se présente sous la forme d’une pâte comprenant 30 à 90% en masse de bois, 5 à 30% en masse de sulfo-alumineux, 5 à 30% en masse de laitier, 0 à 10% en masse de clinker, 0 à 20% en masse de cendres volantes et 0 à 20% en masse de pouzzolanes. Le laitier, le clinker, les cendres et les pouzzolanes peuvent être apportés par des ciments de type CEM I, II, III ou V. Le liant de la pâte peut être adjuventé d’additif(s) facilitant la prise comme du carbonate de sodium ou de calcium, des alcalins,… Plus généralement, le liant peut être minéral ou non. En variante, le matériau biosourcé est inclus en dispersion dans de la mousse de béton ou de ciment obtenue à partir d'un coulis cimentaire et d'un agent moussant. Les matériaux biosourcés ont un impact positif sur l’environnement, car ils stockent le carbone présent dans l’air. Ils participent activement à la diminution des gaz à effet de serre et subissent moins de traitements chimiques. La solution de l’invention permet ainsi, en séquestrant le CO 2 , de diminuer l’impact carbone CO 2 de façon significative, c’est-à-dire de diminuer cet impact par deux, voire de l’annuler, voire de le rendre négatif en fonction des compositions et de la masse du mélange qui peut être introduite dans le bloc. Ainsi, un élément de construction comprenant ce type de matériaux biosourcés s'inscrit parfaitement dans le cadre de la construction écoresponsable. Un matériau biosourcé utilisé dans un tel élément de construction joue naturellement le rôle de régulateur de température et d’humidité. La solution de l’invention offre en outre un débouché économique pour certains sous-produits de l'exploitation forestière, tels que les déchets de scierie. Utiliser des matériaux biosourcés dans la construction permet de valoriser des ressources renouvelables. De plus cela permet de limiter l'emploi de matériaux fabriqués à partir de combustibles fossiles et des ressources minérales soumises à forte tension. Véritables « puits de carbone », les matériaux biosourcés, tels que le bois, contribuent à diminuer les émissions de gaz à effet de serre et présentent un bilan carbone intéressant tout au long de leur cycle de vie : lors de leur culture, leur transformation, leur approvisionnement (ils sont disponibles localement), leur mise en œuvre (puits carbone) dans un élément de construction conforme à l’invention et leur fin de vie (ils sont biodégradables). La matière récupérée peut être concassée, broyée ou déchiquetée selon sa nature, pour obtenir des grains, des fibres ou des morceaux de dimensions prédéterminées. Ainsi, l'élément de construction selon l'invention offre de nombreux avantages qui ont été validés par des essais (absorption acoustique, résistance thermique, régulation hygrothermique). A titre d’exemple, le bois offre d’excellentes performances thermiques et acoustiques. Le liège obtenu à partir de chêne-liège ou de bouchons recyclés est un matériau biodégradable qui est sans additif et imputrescible. Avec une bonne réaction au feu, il propose de bonnes performances thermiques et acoustiques, comme le bois. La paille est un matériau biosourcé très économique qui ne nécessite aucun traitement. Le chanvre régule l’humidité, avec une bonne réponse face au feu. Avec de bonnes performances thermiques et acoustiques, le chanvre est parfait pour l’isolation des combles, des murs ou des rampants de toiture. Le papier ou le carton à base de bois sont des matériaux recyclables et économiques. La ouate de cellulose, issue des journaux recyclés, présente d’excellentes performances d’isolation. Elle est réputée pour son inertie thermique, idéale aux changements de saisons, et ses propriétés ignifugeantes. Un matériau biosourcé joue naturellement le rôle de régulateur de température et d’humidité. L’isolation offerte est meilleure, de même que la ventilation. Le confort du logement est donc supérieur, avec des économies d’énergie à la clé en été comme en hiver. Dans le mode de réalisation de la , les faces transversales 13, 14 de l’élément de construction 1 présentent une surface d’about conformée de telle sorte qu'une face transversale 13 de l’élément de construction 1 s'emboîte par le haut dans une face transversale 14 d'un autre élément de construction 1. Ainsi, les faces transversales 13, 14 de l’élément de construction 1 sont découpées et présentent chacune des moyens d'assemblage ou d’emboitement respectivement à un autre élément de construction 1. Dans le mode de réalisation illustré, le système d'assemblage comprend deux parties mâles (deux languettes s’étendant sur la hauteur H) et deux parties femelles (deux rainures d’emboitement de forme complémentaire s’étendant sur la hauteur H) sur les faces transversales 13, 14 de l’élément de construction 1 ayant la même forme de section sensiblement trapézoïdale. Les parties mâles et les parties femelles sont aptes à coopérer respectivement avec les parties femelles et les parties mâles de l’élément de construction 1 adjacent. La stabilité du montage des éléments de construction entre eux est assurée par les emboîtements verticaux mâles et femelles situés en extrémités de bloc. L'élément de construction de l'invention est adapté à différents types de constructions, comme par exemple les maisons individuelles et les logements collectifs. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. La forme du bloc de construction n'est pas limitée à celle illustrée dans les modes de réalisation décrits auparavant. D'autres formes peuvent en effet être envisagées. Plusieurs évidements peuvent être ménagés dans l'ossature et plusieurs mélanges distincts comprenant au moins un matériau biosourcé peuvent y être insérés. Élément de construction (1) comprenant une structure en béton de forme globalement parallélépipédique rectangle présentant deux faces longitudinales (11, 12) sensiblement planes, deux faces transversales (13, 14) reliant les faces longitudinales (11, 12), une face supérieure et une face inférieure sensiblement planes, caractérisé en ce que ladite structure comprend au moins une alvéole intérieure (15) s’ouvrant sur une seule des faces supérieure et inférieure de l’élément de construction ou bien sur les deux faces supérieure (15) et inférieure, ladite au moins une alvéole intérieure (15) étant remplie d’un mélange comprenant au moins un matériau biosourcé. Élément de construction (1) selon la revendication 1, le mélange se présente sous la forme d’une pâte comprenant au moins un matériau biosourcé et un liant. Élément de construction (1) selon la revendication 2, le liant de la pâte comprenant un mélange de ciment sulfo-alumineux, de laitier, de clinker, de cendres volantes, de pouzzolanes et d’eau. Élément de construction selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit au moins un matériau biosourcé est un résidu d'exploitation de l’agriculture ou de la sylviculture, ou est issu du recyclage. Élément de construction (1) selon l’une des revendications 1 à 5, ledit au moins un matériau biosourcé étant du bois sous la forme de sciure ou de copeaux. Élément de construction (1) selon la revendication 5, la proportion massique de bois dans le mélange étant comprise entre 30 et 90%. Élément de construction (1) selon la revendication 1, ledit au moins un matériau biosourcé étant inclus en dispersion dans de la mousse de béton ou de ciment. Élément de construction (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la mousse de ciment comprend un coulis de ciment comprenant : un premier ciment contenant du clinker ou du laitier; un second ciment sulfo-alumineux ; de l’eau, et une mousse comprenant de l’eau, de l’air et un agent moussant.