Brevet FR3152280A1 — publié le 20250228

PANNEAU DE CONSTRUCTION EN MATERIAU ISOLANT Fabrication de panneau en polystyrène expansé préfabriqué pour la construction de bâtiment comprenant une âme pleine (1) d’une épaisseur de 40 cm, 50 cm, 60 cm avec des réservations (2 et 3) pour coulage du système poteau poutre. PANNEAU DE CONSTRUCTION EN MATERIAU ISOLANT La présente invention concerne des panneaux de construction en polystyrène expansé, destinés au domaine de la construction de bâtiment. L'invention se rapporte plus particulièrement à la fabrication de panneaux en polystyrène expansé en tant que tel, l’assemblage de ceux-ci entre eux et l’assemblage des différents composants et les procédés de fabrication, ainsi que la construction en générale à partir de ces panneaux en polystyrène expansé et de ces accessoires. On connaît de l’art antérieur différents procédés pour la construction de bâtiments préfabriqués. Selon ces procédés, le bâtiment en entier, ou des éléments modulaires du bâtiment, sont fabriqués en usine ou sur chantier soit en bois, en métal, en béton, en blocs de coffrage isolant ou en combinant ces différents éléments. Une fois réalisée, le bâtiment ou ces éléments modulaires sont transportés jusqu’au site de la construction. Le bâtiment est ensuite assemblé sur des fondations. Le gros œuvre étant terminé, débute ensuite la pose de la charpente, la couverture, puis arrive le second œuvre, à savoir l’habillage intérieur qui peut être réalisé plaque de plâtre, en bois, en PVC, ou autres éléments afin d’obtenir un minimum d’esthétique, puis les revêtements extérieurs de type enduit de façades, bois, bardage acier ou autres. Les inconvénients pour les panneaux faits en bois résident dans le fait que l’assemblage du dit panneau représente une quantité d’étapes, telles que la découpe du bois, le vissage, le clouage dû à l’assemblage de ces éléments, la pose des encadrements d’ouvertures à prévoir à l’intérieur du panneau pour les menuiseries ou porte, puis la pose de l’isolation intérieure. Un autre inconvénient majeur de cette méthode réside dans le fait que les constructions de plusieurs étages avec des planchers béton restent très difficiles dans la mise en œuvre, voire impossible dans la plupart des cas. Un autre inconvénient de ces panneaux en bois oblige à recourir à la pose d’un litage horizontal, afin de faciliter la mise en œuvre des revêtements qui peuvent être des plaques de plâtre, du lombric bois ou PVC mais qui permet aussi de pouvoir passer les câblages électriques, TV, téléphone entre le panneau et le revêtement intérieur ou extérieur. Quand les passages des câbles sont réalisés à l’intérieur du panneau sans litage, l’inconvénient réside dans le fait que l’acheteur n’a aucune possibilité de réaliser certains travaux dits de second œuvre tels que l’électricité, TV, téléphone ou la possibilité de rajouter une prise ou modifier son emplacement et ceux sans mettre en difficulté le procédé de fabrication. Après avoir fabriqué ces panneaux de type sandwich, ces panneaux sont ensuite assemblés sur chantier entre eux et à nouveau vissés, emboîtés et/ou cloués sur chantier, vient ensuite la pose du revêtement de finition intérieur de type plaque de plâtre ou bois, ou PVC puis ensuite on procède à l’habillage extérieur soit majoritairement des lamelles de bois, des lamelles en acier ou des lamelles en PVC, pour l’utilisation de crépi minéral qui reste encore difficile à mettre en œuvre du fait de la dilatation des supports. On connaît aussi de l’art antérieur des procédés pour la construction de bâtiments préfabriqués, comprenant un matériau d’âme isolant puis recouvert de béton sur leurs faces et comprenant des renforts en béton coulés en usine. Ce type de procédé reste limité techniquement et dans les dimensions d’un tel panneau. On connait aussi une brique de polystyrène expansé à poser sur chantier avec une coulée de béton très importante supérieur à 30 m3 de béton pour 100 m2. Toutefois, la solution proposée dans ce document est limitée en ce qui concerne la cavitation nécessaire pour les gaines. Aucune solution technique écologique n’est proposée pour les constructions d’habitation comprenant des pointes de pignons ainsi que l’utilisation de dispositif technique et/ou esthétique à l’intérieur comme à l’extérieur des murs tels que des murs, élément de toiture, élément de plancher ou élément de construction. Parmi les critères innovants de la présente invention, figurent en première place, les caractéristiques écologiques, thermiques et mécaniques. En outre, les panneaux présentent une conception anti-fissures et sont très résistants aux chocs, tout en comprenant une isolation thermique et phonique très supérieure aux procédés existants. De fait, un panneau mur, un panneau plancher ou un panneau sol selon la présente invention peuvent trouver une multitude d’applications, à savoir, ils peuvent être aussi bien utilisés en tant que mur porteur ou non porteur, élément de toiture, élément de plancher, ainsi que d’élément de construction de tout type de bâtiment. La présente invention a donc pour objet un panneau mur, un panneau toiture et un panneau sol en PSE et un procédé de fabrication et de réalisation pour le bâtiment pouvant résoudre ces difficultés et à faible coût, totalement reproductible, résistant au feu (si associé à une plaque de placoplâtre comme le stipule les règlementations dans le bâtiment), imputrescible et de construction facile et réalisable par des professionnels et/ou par des particuliers ayant un minimum de compétence en bâtiment. La présente invention vise à fournir un procédé de construction d’un bâtiment préfabriqué qui assure une solidité du bâtiment ou de ses éléments constitutifs qui soit suffisante pour éviter tout risque d’endommagement, de déformation, de fissuration durant le transport depuis l’usine jusqu’au site de construction, pendant la construction et après celle-ci. La présente invention vise également à fournir des panneaux de construction qui ne nécessitent aucune utilisation de coffrage, clou, vis, entretoise ou autres éléments supplémentaires pour la mise en place des dit panneaux. La présente invention vise encore à fournir la possibilité de construire un bâtiment comprenant 1 à 60 étages, voire plus, avec des planchers composite PSE et béton, comprenant des renforts à l’intérieur des poutrelles composites en forme de U cf. FIG. 6 . Conformément à ces objectifs, l'invention concerne des panneaux composites préfabriqués pour la construction de bâtiment comprenant d’une part pour les murs, une âme pleine en matériau isolant sous forme d’une plaque de polystyrène cf. FIG. 1 , 2 et 3 de 40 centimètres , 50 centimètres et 60 centimètres. L'âme pleine est faite d'un matériau choisi en polystyrène expansé. D’autre part pour la toiture qu’elle soit plate ou en pente une âme pleine en matériau isolant sous forme d’une plaque de polystyrène cf. FIG. 6 de 60 centimètres, d’une longueur de 8 mètres maximum et autoporteuse. L'âme pleine est faite d'un matériau choisi en polystyrène expansé avec un insert en forme de U cf. FIG. 6 . Par ailleurs, il est prévu que les éléments de renforts verticaux, horizontaux, soient incorporés au cœur du panneau des murs lors de sa fabrication. Dans ce cas, il est préférable que les éléments de renforts soient constitués de matériau choisi dans le groupe consistant en béton, acier, et sont de forme carrée ou rectangulaire. La section de celle-ci étant calculée en fonction des facteurs de charges nécessaires de la, ou des parties supérieures. Tous les éléments de renfort seront liés en toute, fondation, mur, plancher et ceinture, formant ainsi la structure porteuse de la construction, système poteau poutre suivant les Eurocodes 2. Ce type de construction et para cyclonique et parasismique. Pour en revenir aux renforts, ils sont exempts de tout contact des zones extérieure et intérieure des faces du panneau, excluant ainsi tout pont ou prolifération thermique au cœur du panneau. Cela assure de meilleures propriétés d'isolation thermique pour l'ensemble du panneau. De préférence, le panneau selon l'invention est assemblé en mur, en panneau de toiture, en plancher, en élément de construction permettant ainsi d’obtenir un bâtiment dit passif. Lorsque des rainures sont prévues dans le panneau selon l'invention coté extérieur, la forme des rainures est autobloquante pour emprisonner des montants en bois pour la réalisation de bardage du bâtiment qu’il soit en bois, en acier ou en PVC. Ainsi, ces rainures d'attente et le remplissage de celles-ci avec des tasseaux en bois sont réalisés en usine. Enfin, on peut très facilement comprendre le gain de temps et la réduction importante des maladies professionnels dû à de fortes charges et à des produits ciments. Ce système de construction sera facilement manipulable par une équipe de deux à quatre personnes, ce qui réduit considérablement les besoins en personnel pour effectuer un chantier, le temps nécessaires à sa réalisation ainsi le coût de réalisation de l'ouvrage principale. La présente invention sera décrite ci-après en plus de détails, en se référant utilement aux schémas techniques, l'ensemble étant donné à titre purement illustratif. En partant de la FIG. 1 , 2, 3 et 4, on peut constater que le panneau de base selon l'invention est constitué d'une âme 40 (ou 50 ou 60), en polystyrène expansé (PSE), présentant une densité supérieure à 40 kg/m 3 (50 kg/m 3 ou 60 kg/m 3 ), que nous réaliserons en usine avec nos machines mais que l'on peut trouver dans le commerce. Cette âme en PSE présente l'avantage de pouvoir être travaillé très facilement au fil chaud pour sa découpe. De plus, le travail cela permet la réalisation de formes et de blocs de panneau de taille importante correspondant aux plans des réalisations à effectuer. Lorsqu'on regarde maintenant les Figures 1, 2, 3 et 4, on voit que les panneaux comprennent des évidements verticaux (1) et horizontaux (2) situés au cœur des panneaux, ce qui permet d’y installer le ferraillage (5) cf. FIG. 18 reliant l’ensemble de la structure, à savoir les fondations (6) cf. FIG. 18 , les poteaux (7) cf. FIG. 18 et le chainage (8) cf. FIG. 18 pour ensuite y couler du béton cf. FIG. 18 . Ceci permettant de construire de façon illimitée le nombre d'étages désiré en utilisant les mêmes techniques de calcul de structure que celles dédiées au BE bâtiment et dans les Eurocodes. Le panneau de la FIG. 6 selon la présente invention permet de réaliser des éléments de toiture plate et/ou en pente. Le panneau de la FIG. 5 selon la présente invention quant à lui permet de réaliser les éléments du sol. Les panneaux selon la présente invention permettent la réalisation d’un bâtiment préfabriqué et auto stable lors du montage. En exemple, pour faire une maison, on peut utiliser des blocs de polystyrène cf. FIG. 1 , FIG. 2 et FIG. 3 ou FIG. 4 de 40 cm, 50 cm, 60 cm d’épaisseur, 100 cm de hauteur et 400 cm de longueur, empilé sur leurs épaisseurs afin de former un panneau à la dimension désirée, soit 3 blocs pour former une hauteur de 300 cm comme le montre la FIG. 7 , 9 et 18. A titre d'exemple, mais non limitatif, plusieurs logements cf. FIG. 1 , cf. FIG. 2 , cf. FIG. 3 , cf. FIG. 4 , réalisés à l’aide d’une machine spécialement conçue pour cette invention et faisant également l’objet d’un dépôt de brevet sont prévus au cœur du matériau d’âme (PSE), de forme soit carrée ou rectangulaire (1) et dans l’axe de l’épaisseur du panneau. Ces découpes sont destinées à être remplies par du béton sur le chantier. Une rainure horizontale femelle est également prévue sur le bas du panneau (3) cf. FIG. 2 , cf. FIG. 3 , cf. FIG. 4 , et une rainure horizontale mâle sur le haut du panneau et dans l’axe de son épaisseur (4), cf. FIG. 1 , cf. FIG. 2 , cf. FIG. 3 , cf. FIG. 4 , ces rainures servant à l’emboitement des modules. Une rainure sur le panneau le plus haut quant à elle, dimensionné en fonction de la structure du bâtiment (2) cf. FIG. 3 et cf. FIG. 4 est destinée pour y placer des éléments de renfort en acier pour faire la ceinture de la construction puis à être remplie par du béton sur chantier. Il est nécessaire que les panneaux soient emboités en quinconces cf. FIG. 7 , 9, 18. D’autres découpes peuvent être prévues à l’usine, à savoir les ouvertures des fenêtres (10) et portes (9), cf. FIG. 9 . La présente invention permet par exemple la construction d’un bâtiment de 100 m2 en partant sur des fondations légère (1) cf. FIG. 10 , au préalable réalisé avec un temps de montage de 24 heures au total réparti sur trois ouvriers soit 3x8 heures, comprenant la pose du gros œuvre, soit la totalité des murs ainsi que la coulée des renforts en béton. La présente invention permet donc de poser les panneaux composites sur ces fondations légères, à titre d’exemple et non limitatif, ces fondations (1), cf. FIG. 10 , se font par le creusement d’un trou dans le sol de forme rectangulaire de largeur de minimum 50 cm sur une profondeur (suivant la région) de 60 cm (minimum), ce trou est donc rempli par du béton avec son armature en acier. Après séchage on procède à la pose des panneaux à hauteur d’étage. Par ce principe de fondation explicatif et non limitatif on peut disposer d’une mise en œuvre facile et adapter des procédés antisismiques faciles à mettre en œuvre. Après avoir réalisé les fondations, il suffit de poser les panneaux directement sur les poutres béton en se servant du plan de montage, on procède ensuite à la pose du deuxième panneau et du troisième (hauteur d’étage) en ayant au préalable installé les étais nécessaires à la verticalité parfaite des murs ainsi qu’au maintien des panneaux avant le coulage du béton cf. 13, 14 et 15. On place les ferraillages des poteaux (7) et de la ceinture (5), puis à la coulée du béton (8 et 6) cf. FIG. 18 , toute ces étapes ne demandent aucune mise en place de coffrages, ni clouage, ni vissage, ni mise en œuvre d’entretoise. Ensuite on procède à la pose des panneaux de toiture qu’elle soit plate cf. FIG. 11 ou en pente cf. FIG. 12 . Les autres étapes restent du domaine du second œuvre. Brève description des figures La Figure l est une vue en coupe d'un panneau base selon l’invention; La FIG. 2 est une vue en coupe d’un panneau mur selon l’invention; La FIG. 3 est une vue en coupe d’un panneau mur toiture traditionnelle selon l’invention; La FIG. 4 est une vue en coupe d’un panneau mur toiture plate selon l’invention; La FIG. 5 est une vue en coupe d’un panneau sol selon l’invention; La FIG. 6 est une vue en coupe d’un panneau toiture selon l’invention; La FIG. 7 est une vue en coupe de 3 panneaux (Base, mur et mur toiture plate) selon l'invention assemblés pour former une paroi, et illustrant l'emboîtement des panneaux les uns dans les autres; La FIG. 8 est une vue en coupe de 3 panneaux (Base, mur et mur toiture traditionnelle) selon l'invention assemblés pour former une paroi, et illustrant l'emboîtement des panneaux les uns dans les autres; La FIG. 9 est une vue en perspective de plusieurs panneaux selon l'invention assemblés, présentant des ouvertures de fenêtre et de porte; La Figures 10 montrent de manière schématique comment sont posés les panneaux au sol sur les fondations (2) et ferraillés (1); La Figures 11 montrent de manière schématique comment sont posés les panneaux au sol sur les fondations (2) et ferraillés (1) avec ainsi que la toiture plate et le plancher; La Figures 12 montrent de manière schématique comment sont posés les panneaux au sol sur les fondations (2) et ferraillés (1) avec ainsi que la toiture pente et le plancher; La Figures 13, 14, 15 et 15a illustrent schématiquement comment maintenir provisoirement les panneaux en position avant coulage des poteaux et des poutres; La FIG. 16 montre schématiquement l'espace libre prévu dans le panneau selon l'invention et de la machine réalisant ce procédé portant elle-même un brevet; La FIG. 17 montre schématiquement le U incorporé dans la poutrelle servant à réaliser les planchers autoportant (sauf lors du coulage du béton sur ceux-ci) selon l'invention et de la machine réalisant ce procédé portant elle-même un brevet; La FIG. 18 montre le montage des blocs à hauteur d’étage avec ferraillage (2) liant les fondations (1), les poteaux et le chainage pour un ensemble constructif cohérent; Panneau en polystyrène expansé préfabriqué pour la construction de bâtiment comprenant une âme pleine (1) d’une épaisseur de 40 cm, 50 cm, 60 cm avec des logements (2 et 3) pour coulage du système poteau poutre. Panneau en polystyrène expansé préfabriqué selon la revendication 1, au cœur (1) duquel est ménagée une série de logements (2), et au moins une rainure horizontale (3). Panneau en polystyrène expansé selon la revendication 1, dans lequel des éléments de renforts verticaux (4), horizontaux (5) sont incorporés à la pose sur chantier dans le panneau au cœur de celui-ci. Panneau en polystyrène expansé selon la revendication 3, dans lequel les éléments de renforts sont constitués de matériau choisi dans le groupe consistant en béton, acier et sont de forme carrée ou rectangulaire. Panneau en polystyrène expansé selon la revendication 3, dans lequel les éléments de renforts (4) sont liés mécaniquement aux fondations et lié a une ceinture (5), formant ainsi la structure porteuse poteau poutre de la construction. Panneau en polystyrène expansé selon la revendication 3, dans lequel les renforts (4 et 5) sont exempts de tout contact des zones extérieure et intérieure des réservations du panneau (1, 2 et 3), excluant ainsi tout pont ou prolifération thermique au cœur du panneau. Panneau en polystyrène expansé selon l'une quelconque des revendications précédentes, assemblé en mur, panneau de toiture, plancher, sol, élément de construction.