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CA 02221130 1997-11-12
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L'invention est relative à un matériau de couverture.
Ce matériau peut constituer une toiture légère ou être
utilisé pour réaliser une sous-toiture destinée à un toit
en tuiles rondes avec ou sans tenons ou en tuiles plates,
dites marseillaises .
On connaît des sous-toitures réalisées en des matériaux
profilés, notamment ondulés et présentant, dans certains
cas, une alternance d'ondes et de zones plates. Le brevet
FR-2 496 551 décrit des matériaux de ce type.
Un tel matériau profilé peut également permettre de
réaliser des toitures légères.
Par ailleurs, les matériaux de sous-toiture ondulés
sont plus particulièrement destinés à des tuiles canal. Ils
présentent de grandes qualités puisqu'ils rendent la
toiture étanche, même si une tuile se déplace ou casse, et
garantissent une ventilation naturelle de celle-ci.
C'est pourquoi des plaques ondulées ont également été
utilisées pour réaliser des sous-toitures destinées à des
toits de tuiles plates.
Pour pouvoir accrocher les tuiles plates, il est tout
d'abord nécessaire de fixer des liteaux sur la sous-
toiture, les liteaux servant à l'accrochage des tuiles.
La fixation de liteaux sur les plaques ondulées
présente cependant des inconvénients. En particulier, le
poids des liteaux et des tuiles est presque entièrement
porté par le sommet des ondulations qui ont tendance à se
déformer.
Ceci fragilise la sous-toiture. De surcroît, la
déformation de la sous-toiture peut compromettre une bonne
ventilation de la toiture et empêcher l'écoulement de
l'eau, éventuellement infiltrée à travers une tuile
défectueuse.
C'est pourquoi ont été conçus des éléments de support
et de répartition de charges, destinés à être interposés
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entre les liteaux et la sous-toiture, à intervalles
déterminés.
On peut citer, à cet égard, le brevet FR-2 658 848 qui
décrit un élément de support et de répartition de charges
constitué d'une entretoise tubulaire disposée dans une
ondulation concave de la sous-toiture. Un tel élément
permet de bien répartir les charges et de ne pas empêcher
le passage de l'air de ventilation de la toiture.
Cependant, la présence des liteaux et des éléments de
support et de répartition de charges allonge le temps de
réalisation des toitures et intervient de façon non
négligeable dans leur coût. Ils peuvent également bloquer,
au moins en partie, le passage de l'air entre les tuiles et
la sous-toiture, ainsi que l'écoulement de l'eau.
Il est par ailleurs souhaitable de simplifier la
réalisation des toitures en tuiles plates.
Il est également apparu nécessaire de rendre les
matériaux profilés plus rigides, qu'ils soient destinés à
être utilisés en tant que matériau de toiture ou de sous-
toiture, pour accroître la durée de vie de la toiture.
L'invention est ainsi relative à un matériau de
couverture présentant des ondulations et comportant, sur
une de ses surfaces, des zones en creux dans la partie
convexe des ondulations.
Ces zones en creux permettent l'accrochage des tuiles
plates directement sur le matériau de sous-toiture. La
présence de liteaux et d'éléments de support et de
répartition de charges est ainsi rendue inutile.
L'économie de bois de charpente est estimée à environ
70 % du coût total.
De préférence, le rapport entre l'amplitude des
ondulations et leur pas est compris entre environ 1/2 et
1/1.
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Ce matériau de couverture présente alors des ondes plus
profondes, ce qui accroît sa résistance au fléchissement et
la solidité des toitures dans lesquelles il est utilisé,
qu'il soit utilisé en tant que sous-toiture ou directement
pour réaliser une toiture légère.
Ces ondes profondes permettent aussi un parfait
drainage.
Les zones en creux sont avantageusement réparties selon
des droites sensiblement perpendiculaires aux ondulations.
Par ailleurs, également sur la surface du matériau
destinée à recevoir les tuiles, le sommet de la partie
convexe des ondulations est, de préférence, légèrement
aplati.
Ceci permet d'assurer une surface de contact étendue
entre les tuiles plates et le sommet des ondulations et
d'éviter ainsi tout risque de déformation de la sous-
toiture et de glissement des tuiles.
De façon avantageuse, le matériau présente un état de
surface rugueux sur le sommet de la partie convexe des
ondulations.
Ceci contribue à éviter le glissement des tuiles.
Pour réaliser des sous-toitures pour des tuiles canal,
le matériau de couverture présente avantageusement une
alternance de zones plates et d'ondulations. Les zones
plates permettent de mieux caler les tuiles de courant ou
les tuiles de couvert, quand les tuiles de courant sont
supprimées.
Ce matériau est plus particulièrement destiné à la
réalisation de toitures en tuiles plates. Il constitue
alors une sous-toiture supportant directement les tuiles
plates. Le tenon de chaque tuile plate est reçu par une
zone en creux du matériau.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de
l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la
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description qui suit et qui est faite en relation avec les
dessins annexés représentant des exemples non limitatifs de
réalisation de l'invention et sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un matériau
de couverture selon l'invention,
- la figure 2 représente, en vue agrandie, le détail A
de la figure 1,
- la figure 3 est une vue de dessus d'un matériau de
couverture selon l'invention,
- la figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 3,
- la figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 3,
et
- la figure 6 est une vue partielle en coupe d'une
toiture réalisée avec un matériau de couverture selon
l'invention et des tuiles plates, selon la pente de la
toiture,
- la figure 7 représente une vue schématique d'un
exemple de machine à onduler pour l'ondulation du matériau
de couverture de l'invention,
- la figure 8 est une vue partielle en coupe d'un
exemple de réalisation de la machine de la figure 7, selon
un plan perpendiculaire aux ondulations formées.
- la figure 9 est une vue schématique d'ensemble d'un
exemple de réalisation de la machine de reprofilage du
matériau de couverture de l'invention.
Les éléments communs aux différentes figures seront
désignés par les mêmes références.
En référence à la figure 1, le matériau de couverture 1
présente la forme d'une plaque ondulée. Le profil de la
plaque est une ondulation régulière sensiblement
sinusoïdale. Il pourrait également présenter une alternance
d'ondes et de zones plates. Par ailleurs, les ondulations
pourraient être différentes, par exemple de type grec ou en
V.
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Le matériau de couverture illustré à la figure 1 est
plus particulièrement destiné à la réalisation d'une sous-
toiture pour un toit en tuiles plates.
Il comporte, sur sa surface destinée à recevoir les
5 tuiles, des zones en creux 3 qui sont ménagées sur la
partie convexe 10 de chaque ondulation 2 et réparties selon
des droites parallèles entre elles et perpendiculaires aux
ondulations 2.
Comme l'illustre la figure 6, ces zones en creux
doivent permettre d'accrocher directement les tuiles plates
sur la plaque ondulée 1. Leur profondeur est donc choisie
pour pouvoir recevoir et retenir les tenons 7 des tuiles 6.
Leur fond 9 est, de préférence, plat. Les faces hautes et
basses de ces zones en creux sont avantageusement inclinées
par rapport au fond 9, ces inclinaisons étant
avantageusement symétriques par rapport à un plan
perpendiculaire au fond de ces zones.
La distance entre les zones en creux est adaptée au
type de tuiles utilisé pour la toiture.
La toiture est alors réalisée de la façon suivante
Des plaques ondulées, comme la plaque 1, sont fixées
sur la charpente 4 de façon à ce qu'elles se recouvrent
partiellement et que les ondulations 2 soient placées selon
la pente du toit. Tout moyen de fixation 5 approprié, placé
de préférence sur le sommet des ondulations, peut être
utilisé.
Les tuiles plates 6 sont ensuite directement posées sur
la sous-toiture formée par les plaques ondulées, les zones
en creux 3 recevant les tenons 7.
Les zones en creux évitent le glissement des tuiles,
les liteaux étant supprimés. Elles simplifient également le
travail du couvreur, puisqu'elles assurent un alignement
parfait sans le recours à une corde.
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Par ailleurs, le sommet 8 des ondulations 2 est, de
préférence, légèrement aplati et le matériau 1 présente un
profil semi-trapézoïdal, comme illustré par les figures 4
et 5.
Ce profil renforce la résistance du matériau selon
l'invention et offre une surface de contact importante
entre les tuiles plates et le sommet des ondulations. En
particulier, le matériau n'est pas déformé lorsque l'on
marche dessus, il résiste au poids des tuiles et soutient
parfaitement la toiture.
Pour améliorer l'accrochage des tuiles sur le
matériau, celui-ci comporte avantageusement un état de
surface rugueux sur le sommet 8 de la partie convexe 10 des
ondulations 2.
De façon avantageuse, le rapport entre l'amplitude de
l'onde et le pas des ondulations est compris entre environ
1/2 et 1/1. A titre de comparaison, le rapport
amplitude/pas pour un matériau profilé classique est de
36/95, soit environ 1/2,6.
L'amplitude de l'onde est alors, pour un pas déterminé,
supérieure à celle d'une plaque ondulée classique, du type
décrit dans le brevet FR-2 496 551. La résistance au
fléchissement de la plaque est ainsi également augmentée.
A titre d'exemple, lorsque le rapport amplitude/pas
augmente d'environ 5,5 %, l'inertie du matériau augmente de
15,5 %.
Dans un matériau conforme à l'invention, l'amplitude de
l'onde sera par exemple de 24 mm et le pas de 49 mm, pour
une épaisseur comprise entre 2 et 3mm.
Un état de surface rugueux bien adapté pourra être
réalisé par gaufrage. De bons résultats ont été obtenus
avec des aspérités de quelques dixièmes de millimètre de
hauteur ayant une base inscrite dans un cercle de diamètre
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compris entre 0,1 à 0,9 mm de côté. Ces aspérités sont
avantageusement au nombre de 1 à 100 par cm2 (10-4 m2).
Le matériau de couverture 1 est ainsi plus rigide,
qu'il soit utilisé pour réaliser une toiture légère, avec
une finition de surface adaptée, ou pour former une sous-
toiture, pour un toit en tuiles plates ou canal.
Le matériau de couverture selon l'invention peut par
exemple être réalisé en une matière cellulosique imprégnée
de bitume, en une matière plastique, du type PVC ou encore
en acier. Les matériaux de couverture en plastique
présentent une meilleure stabilité dimensionnelle et une
résistance à l'humidité améliorée.
Le matériau de couverture est avantageusement fabriqué
à l'aide d'une machine ondulatrice formant les ondulations
puis d'une machine de reprofilage pour la formation des
zones en creux.
En référence à la figure 7, la machine pour
l'ondulation du matériau de couverture de l'invention
comprend un bâti 101 dans lequel sont montées les barres
ondulatrices 106.
Le matériau à onduler 110 provient d'un système non
représenté sur la figure. Il est guidé par des moyens
appropriés 111 et 112 sur les barres 113 de la chaîne 114
du séchoir.
Il est généralement constitué par une feuille de
matière malléable telle que carton humide ou feutre.
En sortie de la machine à onduler, le matériau profilé
est amené à l'entrée 115 du séchoir tunnel 116. Quand il
sort du séchoir, le matériau profilé est retiré des barres
du séchoir. Le sens de la circulation du matériau sur la
chaîne 114 du séchoir est indiqué par la flèche F.
Dans le bâti 101, sont montés deux paliers 102. Chacun
des paliers est traversé par un arbre 103 entraîné en
rotation par un moteur non représenté sur la figure. Les
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arbres 102 sont parallèles et entraînent en rotation une
chaîne sans fin 105, par l'intermédiaire d'organes de
transmission 145.
Des barres ondulatrices 106 sont fixées sur la chaîne
par l'intermédiaire d'un support 107. Elles sont mobiles en
translation par rapport au plan de la chaîne, comme cela
sera décrit plus en détail au regard de la figure 8.
De préférence, l'ensemble constitué par la chaîne sans
fin 105 et les barres ondulatrices 106 est fixé sur un bâti
intermédiaire 108, lui-même fixé au bâti 101. Le bâti
intermédiaire est monté coulissant sur des glissières.
Ceci permet de régler la distance entre les barres
ondulatrices 106 et les barres 113 du séchoir.
Sous les barres du séchoir, la machine à onduler
comporte de préférence une autre chaîne sans fin 117. Elle
est entraînée en rotation par l'intermédiaire de deux
arbres 118 portés par des paliers 119, fixés sur le bâti
101. Les arbres 118 sont parallèles aux arbres 102.
Des barres de renfort 120 sont fixées sur la chaîne
117, parallèlement aux barres du séchoir.
En référence à la figure 8, la feuille 110 de matériau
à onduler est supportée par les barres 113 de la chaîne du
séchoir. Elle est transformée entre les barres ondulatrices
106 et les barres 113. Le matériau 121 qui sort de la
machine à onduler présente le profil correspondant à la
machine et au réglage des barres ondulatrices.
Dans l'exemple illustré à la figure 8, la machine à
onduler comporte, en alternance, deux barres ondulatrices
106 de section ronde et une tige de maintien 122. Comme on
le verra ultérieurement, les tiges de maintien permettent
de former des zones plates. Le matériau 121 comporte ainsi
une alternance de deux ondulations 123 et d'une zone plate
124.
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Le fonctionnement de la machine ondulatrice est le
suivant :
La feuille 110 de matériau à onduler est fournie en
continu et vient se placer sur les barres 113 du séchoir
qui défilent également en continu sur la chaîne 114 du
séchoir.
Une barre ondulatrice 106 est amenée par la chaîne sans
fin 105 dans la partie 142 de la chaîne 105 où elle est en
regard du plan des barres de support. Le support 107 de la
barre ondulatrice est alors perpendiculaire au plan des
barres 113 du séchoir. La barre ondulatrice se trouve en
position haute et n'est pas en contact avec le matériau à
onduler. Elle vient alors en regard d'une saillie 140 de la
came, qui vient en appui sur l'élément 132.
Du fait de la rotation de la came 135 autour de l'axe
136, la saillie 140 enfonce l'élément mobile 127 du support
de la barre ondulatrice. La barre ondulatrice subit alors
une translation, perpendiculairement au plan de la chaîne
sans fin et à celui des barres de support et se trouve en
position basse.
Le déplacement de la chaîne 105 des barres ondulatrices
et celui de la chaîne 114 du séchoir sont réglés l'un par
rapport à l'autre, de façon à ce qu'une barre ondulatrice
soit placée en position basse entre deux barres du séchoir.
Le mouvement de la chape 130 comprime les moyens élastiques
134.
Avant que le contact entre l'élément 132 du support de
la barre ondulatrice et la saillie 140 ne prenne fin du
fait du mouvement de rotation de la came 135, les
roulements 132 viennent en contact avec la glissière 137,
la barre ondulatrice étant entraînée par la chaîne sans fin
105 dans la direction de défilement du matériau à onduler.
La barre ondulatrice 106 est ainsi maintenue en
position basse tant que les roulements 132 sont en contact
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avec la première zone 138 de la glissière, parallèle au
plan des barres 113 du séchoir.
Ensuite, les roulements 132 s'engagent dans la deuxième
zone 139 de la glissière. En sortie de cette deuxième zone,
5 la barre ondulatrice 106 se trouve de nouveau en position
haute.
La pression sur l'élément 132 se relâchant, le ressort
134, préalablement comprimé, se détend. L'élément mobile
127 subit alors un mouvement de translation qui l'éloigne
10 du plan des barres 113 du séchoir. Le mouvement entraîne la
remontée de la barre ondulatrice qui se trouve dégagée des
barres du séchoir entre lesquelles elle pénétrait.
La barre ondulatrice est ensuite entraînée par la
chaîne sans fin.
Les positions de la came 135 et de la glissière 137
sont, de préférence, choisies de façon à maintenir les
barres ondulatrices 106 en contact avec le matériau à
onduler, tant que la chaîne 105 est parallèle au plan des
barres du séchoir.
Ceci permet d'escamoter facilement les barres
ondulatrices dont le support est perpendiculaire au plan du
séchoir, tout en maintenant suffisamment longtemps les
barres ondulatrices en contact avec le matériau à onduler
pour former le profil de façon stable et diminuer les
contraintes.
En référence à la figure 9, la machine de reprofilage
du matériau de couverture de l'invention comporte un
premier bâti 201, supportant des barres 202 servant de
formes pour reprofiler un matériau préalablement ondulé
203.
La machine comprend également un deuxième bâti 204, sur
lequel est monté un bloc 205, supportant des barres 206
servant de contre-formes.
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Le bloc 205 est monté coulissant sur des glissières
fixées au bâti 204. Ceci permet de régler la distance entre
les barres de reprofilage 202 et les barres de contre-forme
206.
Le matériau est généralement constitué en carton
humide, en feutre ou tout autre matière malléable.
Le matériau est amené, par un dispositif non représenté
sur la figure, sur des barres de support 207. Les barres
sont, de préférence, celles de la chaîne 208 du séchoir.
Cette solution présente l'avantage d'éviter la
manipulation des matériaux 209 qui sortent humides de la
machine à reprofiler, avant leur entrée dans le séchoir
tunnel 210.
Ceci limite les risques de détérioration du produit et
réduit les coûts de mise en oeuvre.
Les matériaux sont retirés des barres de support 207,
lorsqu'ils sortent du séchoir 210. Le sens de la
circulation des matériaux 209 sur la chaîne 208 du séchoir
est indiqué par la flèche F.
De façon générale, chaque barre de reprofilage 202 est
fixée, par l'intermédiaire d'un support 214, sur une chaîne
sans fin 211, entraînée en rotation par deux arbres 212
parallèles, par l'intermédiaire d'organes de transmission
248.
Les arbres sont montés dans des paliers 213 fixés au
bâti 201.
Les barres de reprofilage 202 sont parallèles aux
arbres 212. Les supports 214 sont, dans l'exemple
représenté, perpendiculaires à la chaîne 211 et mobiles en
translation par rapport à cette dernière.
De même, les barres de contre-forme sont fixées, par
l'intermédiaire d'un support 215, sur une chaîne sans fin
216, entraînée en rotation par deux arbres 217 parallèles,
par l'intermédiaire des organes de transmission 249.
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Les arbres 217 sont montés dans des paliers 218 fixés
au bâti 201. Les barres de contre-forme 206 sont parallèles
aux arbres 218. Les supports 215 sont, dans l'exemple
représenté, perpendiculaires à la chaîne 216 et mobiles en
translation par rapport à cette dernière.
Les barres de reprofilage et de contre-forme sont, par
ailleurs, parallèles aux barres 207 du séchoir.
Il faut souligner que le profil du matériau selon
l'invention permet une bonne ventilation de la toiture, la
vapeur d'eau pouvant facilement circuler.
Les signes de référence insérés après les
caractéristiques techniques mentionnées dans les
revendications ont pour seul but de faciliter la
compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter
la portée.
