Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
1
BLOC DE CONSTRUCTION POUR LA FABRICATION D'UN BATIMENT ET
PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN BÅTIMENT
Domaine technique
L'invention concerne un bloc de construction pour la fabrication d'un bâtiment
et
un procédé de fabrication d'un bâtiment.
État de la technique
Pour la fabrication d'un bâtiment, il existe différentes méthodes de
fabrication et
notamment l'assemblage de blocs de constructions modulaires qui sont accolés
les uns aux autres puis fixés pour former la structure du bâtiment. Il est
connu de
réaliser des blocs constructifs dans de multiples matériaux. Les blocs
constructifs
pré-montés permettent de réaliser la structure dans des conditions mieux
maitrisées. Les blocs sont réalisés bien avant le montage ce qui permet de
fabriquer un bâtiment plus rapidement car les temps de séchage sont supprimés.
Lors de la conception des blocs de construction, il est important de prendre
en
compte les dimensions du bâtiment à réaliser et surtout le nombre d'étages à
supporter et le zonage sismique. Plus le nombre d'étages est important et/ou
plus
la valeur de zonage sismique est élevée, plus la tenue mécanique des blocs de
construction doit être importante ce qui se traduit naturellement par la
réalisation
d'un bloc de construction plus lourd. Il existe alors une difficulté accrue
dans le
transport et le montage du bloc de construction. En conséquence, il est
particulièrement difficile de réaliser des bâtiments avec des étages à partir
de
blocs de construction déjà réalisés.
On peut réaliser des panneaux préfabriqués en bois ou en métal, mais ils ne
présentent pas les propriétés du béton. Notamment, les blocs de construction
en
bois ou en métal possèdent une résistance au feu limitée. Il ressort également
que
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
2
ces blocs de construction présentent un confort thermique perfectible et une
stabilité mécanique inférieure à celle du béton. Les blocs de construction en
béton
sont lourds ce qui complique le transport.
Le document WO 2009/112037 divulgue un élément de construction autoportant
préfabriqué destiné à former des bâtiments de plusieurs étages. Les parois
latérales sont formées par un cadre en béton armé rempli par un béton léger.
La
face externe des parois latérales est recouverte par un isolant qui définit
des
rainures. Des tiges métalliques sont fixées à la couche d'isolant et sont
noyées
dans le béton léger à l'intérieur du cadre pour renforcer le béton léger des
parois
latérales. Deux éléments de construction sont disposés l'un à côté de l'autre
et
une étape de coulage est réalisée pour former des poteaux et des poutres de
support. Préalablement à l'étape de coulage, un élément de connexion en forme
de U est fixé à deux éléments de construction adjacents. Il ressort qu'un tel
bloc
de construction reste relativement lourd à cause de ses cadres en béton armé.
Exposé de l'invention
Un objet de l'invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus
particulièrement à fournir un bloc de construction qui possède une masse
réduite,
en comparaison d'une structure équivalente en béton armée ou celle de l'art
antérieur, tout en présentant une tenue mécanique et un montage compatible
avec
la réalisation d'un bâtiment à plusieurs étages.
On tend à résoudre ces inconvénients au moyen d'un bloc de construction pour
la fabrication d'un bâtiment comportant :
- un plancher ;
- une pluralité de murs, au moins un mur de la pluralité de murs comportant
une
réservation traversante, les murs de la pluralité de murs étant fixés au
plancher
et fixés entre eux;
dans lequel le plancher comporte un support réalisé dans un premier mélange
comportant un liant minéral et des particules d'un matériau végétal, les
particules
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
3
étant noyées dans le liant minéral, le support définissant une pluralité de
premières rainures et de deuxièmes rainures, les premières rainures ayant une
première direction longitudinale sécante à une deuxième direction
longitudinale
des deuxièmes rainures, la proportion volumique en particules d'un matériau
végétal dans le premier mélange étant supérieure à 50%;
dans lequel le plancher comporte une armature métallique comportant une
pluralités de premières tiges métalliques disposées dans les premières
rainures
et de deuxièmes tiges métalliques disposées dans les deuxièmes rainures,
l'armature métallique possédant des connecteurs disposées en saillies du
support aux deux extrémités des premières rainures pour le levage du bloc de
construction ;
dans lequel le plancher comporte un deuxième mélange remplissant les
premières rainures et les deuxièmes rainures et recouvrant complètement
l'armature métallique et le support formant des poutres armées, le deuxième
mélange possédant une proportion volumique en particules d'un matériau
végétal inférieure à 20%;
dans lequel les murs de la pluralité de murs sont réalisés dans un troisième
mélange qui comporte un liant minéral et des particules d'un matériau végétal,
les particules étant noyées dans le liant minéral, la proportion volumique en
particules d'un matériau végétal dans le troisième mélange étant supérieure à
50%;
dans lequel les murs définissent sur leur paroi externe une rainure verticale
s'étendant sur la hauteur des murs et débouchant sur les premières tiges
métalliques en saillie du support.
Selon un aspect de l'invention, les premières tiges métalliques définissent au
moins un anneau et/ou un crochet en saillie du support formant les
connecteurs.
De manière préférentielle, les premières tiges métalliques possèdent une
portion
de connexion montante saillante du support, la portion de connexion montante
étant coudée pour s'installer dans la rainure verticale de la paroi externe
d'un des
murs.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
4
Avantageusement, les premières tiges métalliques possèdent une portion de
connexion descendante disposée en saillie du support, la portion de connexion
descendante est coudée pour faire saillie du plancher dans le prolongement de
la
direction longitudinale de la rainure verticale d'un des murs.
Dans un mode de réalisation particulier, les murs sont fixés au plancher au
moyen
d'une pluralités de vis.
Selon un autre aspect, un mur de la pluralité de murs est formé par deux
pièces
monoblocs réalisées en troisième mélange et séparées entre elles par un
logement, le logement étant rempli de béton durci et au moins une tige
métallique
au moins partiellement noyé dans le béton durci, le béton ayant une teneur
volumique en particules d'un matériau végétal inférieure à celle du troisième
mélange ou nulle.
L'invention a également pour objet un bâtiment qui est facile à réaliser tout
en
étant suffisamment résistant pour supporter plusieurs étages.
On tend à atteindre ce résultat au moyen d'un bâtiment comportant un premier
et
un deuxième blocs de construction selon l'une quelconque des configurations
précédentes. Le premier bloc de construction est monté adjacent au deuxième
bloc de construction de sorte que la rainure verticale du premier bloc de
construction se trouve en vis-à-vis de la rainure verticale du deuxième bloc
de
construction pour former un premier moule recevant un pylône en béton.
Dans un mode de réalisation particulier, le bâtiment comporte un troisième et
un
quatrième blocs de construction selon l'une quelconque des configurations
précédentes. Le troisième bloc de construction est monté adjacent au quatrième
bloc de construction de sorte que la rainure verticale du troisième bloc de
construction se trouve en vis-à-vis de la rainure verticale du quatrième bloc
de
construction pour former un deuxième moule recevant un pylône en béton, le
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
troisième bloc de construction étant monté sur le premier bloc de
construction, le
quatrième bloc de construction étant monté sur le deuxième boc de
construction,
le deuxième moule prolongeant le premier moule.
L'invention a également pour objet un procédé qui permet de réaliser
facilement
un bâtiment à partir de blocs de construction. On tend atteindre un tel
résultat au
moyen d'un procédé qui comporte :
- fournir un premier et un deuxième blocs de construction selon l'une
quelconque
des configurations
précédentes ;
- disposer le premier bloc de construction adjacent au deuxième bloc de
construction de sorte que la rainure verticale du premier bloc de construction
se
trouve en vis-à-vis de la rainure verticale du deuxième bloc de construction
pour
former un premier
moule ;
- couler du béton dans le premier moule pour former un pylône en béton.
Description des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la
description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en
oeuvre
de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux
dessins
annexés, dans lesquels :
- la figure 1, illustre schématiquement une vue en perspective d'un bloc de
constructions selon l'invention ;
- la figure 2, illustre schématiquement une vue en perspective des moyens de
connexion entre le plancher dans un bloc de construction selon l'invention ;
- la figure 3, illustre schématiquement une vue en perspective d'un
bâtiment formé
par une pluralité de blocs de construction montés les uns sur les autres et
les uns
à côté des autres ;
- la figure 4, illustre schématiquement une vue en coupe d'un procédé de
fabrication d'un plancher ;
- la figure 5 illustre schématiquement une vue en perspective d'un mode de
réalisation d'un plancher ;
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
6
- la figure 6 illustre schématiquement une vue en perspective d'un plancher
dans
lequel le support et une partie de la couche de recouvrement sont supprimés ;
- la figure 7 illustre schématiquement une vue en perspective d'un mode de
réalisation d'un mur ;
- la figure 8 illustre schématiquement une vue en perspective d'un autre
mode de
réalisation d'un mur ;
- la figure 9 illustre schématiquement une vue en perspective d'un mur en
coin ;
- la figure 10 illustre schématiquement une vue en perspective d'un autre mode
de réalisation du panneau plan ;
- la figure 11 illustre schématiquement les étapes d'un procédé de fabrication
d'un
mur avec un élément de renfort encastré dans le mur;
- la figure 12 illustre schématiquement les étapes d'un autre procédé de
fabrication
d'un mur avec des éléments monoblocs connectés par un élément de renfort.
- la figure 13 illustre schématiquement, en coupe, un mode réalisation d'un
mur
fixé à un plancher.
Description détaillée
Les figures 1 à 3 illustrent un ou plusieurs blocs de construction 1 qui sont
des
blocs modulaires pour la fabrication d'un bâtiment 2. Le bloc de construction
1
possède un plancher 3 et une pluralité de murs 4. Le plancher 3 et les murs 4
sont
solidaires entre eux pour former un bloc de construction 1 monobloc. Le bloc
de
construction 1 peut être transporté et soulevé par des moyens conventionnels
de
transport et de levage. Il est préférable que le bloc de construction possède
une
largeur inférieure ou égale à 4m et une longueur inférieure ou égale à 25m. Il
est
également préférable que le bloc de construction 1 possède une masse
inférieure
à 70 Tonnes.
Afin de fournir une solution technique intéressante d'un point de vue
économique
et mécanique, des compromis sont à réaliser pour la formation du plancher 3 et
des murs 4.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
7
Sur la figure 4, à travers les figures 4a, 4b et 4c, on a représenté un mode
de
réalisation d'un plancher 3. Le plancher 3 comporte un support 5, une armature
métallique 6 et une couche de recouvrement 7. Le support 5 peut être une pièce
monobloc ou le support 5 est formé par plusieurs éléments assemblés entre eux
comme cela est illustré aux figures 4a à 4c.
Selon un mode de réalisation préféré, le support 5 est réalisé dans un premier
matériau. Le premier matériau est un premier mélange contenant un liant
minéral
et des particules d'un matériau végétal. Le liant minéral est
préférentiellement du
ciment ou du béton. Le premier mélange comporte au moins 50% volumique de
particules de matériau végétal. Cette forte teneur en particules de matériau
végétal permet de réduire la densité du support 5 et donc le poids final du
bloc de
construction 1 par rapport à une construction équivalente en béton. Les
particules
de matériau végétal sont noyées dans le liant minéral, c'est-à-dire que les
particules sont complètement recouvertes par le liant minéral sauf
éventuellement
sur les faces externes du support 5. Les particules de matériau végétal
possèdent
une dimension maximale qui est inférieure à l'épaisseur du support 5. Les
particules de matériau végétal sont liées les unes aux autres par le liant
minéral.
Les particules de matériau végétal peuvent être de tailles différentes.
L'élément
organique d'origine végétal peut être du bois, de la paille, de la cellulose,
du
chanvre ou du liège_ Les particules de matériau végétal sont
préférentiellement
des particules en bois. De manière préférentielle, les particules de matériau
végétal sont majoritairement du bois (en volume). Les éléments en bois sont
des
plaquettes de bois ayant une longueur comprise entre 1 et 100 mm.
Préférentiellement, les plaquettes de bois ayant une longueur comprise entre 1
et
60 mm. De manière privilégiée, les éléments en bois présentent une
concentration
massique maximum comprise entre 20 et 60 mm. Ces plaquettes de bois ont une
épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm. Lorsqu'on utilise des plaquettes de
bois
ayant une longueur entre 1 et 100 mm, on obtient des microcavités en surface
de
la pièce, du fait que le béton enrobe les plaquettes de bois. Plus
particulièrement,
on obtient une distribution des cavités en surface représentant entre 30% et
50%
de la surface totale de la pièce. En outre, on obtient une rugosité comprise
entre
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
8
6 et 15 mm. La rugosité correspond à la hauteur maximum entre un sommet et un
creux de la surface.
On note que le béton brut coffré, c'est-à-dire les éléments de construction
réalisés
en béton brut avec un coffrage, ont une rugosité comprise entre 0,3 et 3 mm et
une distribution des cavités en surface inférieure à 30% de la surface totale
de
l'élément de construction. Ainsi, grâce au mélange utilisant des plaquettes de
longueur comprise entre 1 et 100mm et plus préférentiellement entre 20 et 60
mm,
on crée plus de microcavités et des microcavités qui sont plus profondes qu'un
béton brut coffré. Une pièce réalisée avec un tel matériau procure des
microcavités importantes, en nombre et en profondeur, permettant à un mélange
durcissable déposé postérieurement de s'introduire dans ces microcavités.
Ainsi
on obtient une liaison forte entre le mélange durcissable et la pièce réalisée
en
mélange durci, de préférence en béton-bois durci. En outre, on peut utiliser
un
rapport massique de plaquettes de bois compris entre 30% et 70% de la masse
totale de la pièce à réaliser.
Le premier mélange est un mélange contenant un liant minéral par exemple du
béton au sein duquel sont noyés des particules d'un élément végétal par
exemple
du bois. Le liant minéral est un matériau liant qui est configuré pour lier
les
particules de matériau végétal entre elles. Préférentiellement, le liant
minéral est
choisi parmi un ciment, du laitier de haut fourneau ou de la chaux. Il est
également
possible d'utiliser un béton qui est un mélange contenant de l'eau, un liant
par
exemple du ciment et d'autres éléments, par exemple du sable et éventuellement
du gravier. Par abus de langage un béton de bois est un mélange contenant des
particules de bois un liant minéral choisi parmi un ciment, du laitier de haut
fourneau, de la chaux ou du béton.
Le matériau chargé en particules végétales, de préférence le béton-bois permet
de procurer une propriété anti-feu améliorée au plancher 3. En effet, le bois
est un
meilleur isolant thermique que le sable utilisé dans les bétons classiques. En
outre, le liant minéral enrobe les éléments d'origine végétal tel que le bois
et les
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
9
protège des flammes. Il a été observé que sous l'effet d'un feu, le matériau
formé
par le premier mélange se dilate moins que son équivalent en béton brut ou
qu'un
plancher en acier. Il a été également observé que le plancher n'explose sous
la
contrainte thermique du feu ou bien plus tard.
Le support 5 présente une face supérieure qui est texturée. Le support 5
définit
des premières rainures 8 et des deuxièmes rainures. Les première rainures 8
présentent une première direction longitudinale qui s'étend selon une première
direction A. Les deuxièmes rainures présentent une deuxième direction
longitudinale qui s'étend selon une deuxième direction qui est sécante à la
première direction, par exemple perpendiculaire. Les premières rainures 8 et
les
deuxièmes rainures appartiennent à un plan.
Le plancher 5 comporte également une armature métallique 6 qui comporte une
pluralité de premières tiges métalliques 9 qui sont disposées dans les
premières
rainures 8 ainsi que par une pluralité de deuxièmes tiges métalliques qui sont
disposées dans les deuxième rainures.
De manière préférentielle, les premières tiges métalliques 9 sont fixées
mécaniquement aux deuxièmes tiges métalliques de sorte que les premières et
les deuxièmes tiges métalliques forment une armature métallique 6
autoportante.
Les connexions mécaniques assurent la transmission des efforts même sans un
mélange de béton à l'état durci.
L'armature métallique 6 est installée à l'intérieur des rainures du support 5
et un
matériau liquide est coulé de manière à remplir complètement les première
rainures 8 et les deuxièmes rainures ainsi que pour recouvrir la face
supérieure
du support 5 et noyer l'armature métallique 6. Le matériau liquide est un
deuxième
mélange qui comporte un liant minéral, par exemple du ciment ou du béton. Le
deuxième mélange à l'état durci présente une résistance mécanique à la flexion
qui est supérieure à celle du premier mélange formant le support 5. Le
deuxième
mélange possédant une proportion volumique en particules d'un matériau végétal
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
inférieure à 20%. Une fois durci, le deuxième mélange procure, en association,
avec l'armature métallique 6 une tenue mécanique importante au plancher 3 en
comparaison de ce que peut procurer le support 5 seul, y compris avec le même
volume de plancher 3 et y compris avec l'armature métallique 6. L'association
du
support 5, de l'armature métallique 6 et de la couche de recouvrement 7 permet
d'avoir un panneau avec une résistance mécanique qui est compatible avec une
utilisation comme plancher tout en ayant un poids réduit. De manière
préférentielle, les premières et deuxièmes tiges métalliques sont introduites
dans
les premières et deuxièmes rainures pour conférer une résistance à la flexion
améliorée en comparaison d'une structure équivalente sans les tiges
métalliques.
Les premières rainures 8 peuvent présenter une section identique ou différente
aux sections des deuxièmes rainures. Les premières et deuxièmes rainures
peuvent présenter une section choisie parmi une section carrée, rectangulaire,
triangulaire, trapézoïdale ou de forme quelconque.
De manière préférentielle, plusieurs tiges métalliques sont disposées dans
chaque
rainure. Dans les rainures, les multiples tiges métalliques sont agencées les
unes
par rapport aux autres pour former une structure tridimensionnelle, par
exemple
sous la forme d'un tube. Les tiges s'étendent selon la direction longitudinale
des
rainures qu'elles remplissent. L'armature métallique 6 est ajourée de manière
à
être traversée par le deuxième mélange à l'état liquide.
En utilisant un support 5 qui comporte au moins 50% volumique de particules en
matériau végétal, le support 5 présente une porosité de surface importante. Le
support 5 possède des aspérités en surface qui sont introduites par les
particules
de matériau végétal. Les aspérités de surface procurent une rugosité
importante
ce qui améliore la tenue mécanique entre le deuxième mélange et le support 5.
La porosité du support 5 est particulièrement avantageuse car elle permet une
bonne tenue mécanique entre le support 5 d'un côté et la couche de
recouvrement
7 qui est renforcée avec l'armature métallique 6 sans qu'il soit besoin de
former
CA 03216409 2023- 10- 23
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
11
des rainures 8 ayant une forme spécifique ou sans qu'il soit besoin de
rajouter un
élément d'accrochage supplémentaire.
De manière avantageuse, une ou plusieurs vis sont visées dans les premières
rainures 8 et/ou les deuxièmes rainures du support 5 avant de couler le
deuxième
mélange de manière à mieux solidariser le support 5 et la couche de
recouvrement
7 formée à partir du deuxième mélange qui a durci.
Il est particulièrement avantageux que l'armature métallique 6 possède
uniquement des connexions entre les premières tiges métalliques 9 et les
deuxièmes tiges métalliques dans les zones de raccordement entre les premières
rainures 8 et les deuxièmes rainures. En alternative, des tiges métalliques
additionnelles relient les premières tiges métalliques 9 et les deuxièmes
tiges
métalliques au-dessus des parois délimitant les rainures. Dans ce mode de
réalisation, l'épaisseur de la couche de recouvrement 7 peut être plus
importante
pour recouvrir complètement l'armature métallique 6.
Il est possible de prévoir qu'au moins une partie des premières tiges 9 soit
fixée
sur le support 5, par exemple par vissage d'un élément accrochage qui assure
la
connexion mécanique entre les premières tiges 9 et le support 5. Il peut en
être
de même pour les deuxièmes tiges et le support 5.
Dans un mode de réalisation particulier, les premières tiges 9 d'une même
première rainure 8 sont agencées les unes aux autres pour former une première
poutrelle, c'est-à-dire une structure mécaniquement autoportante sans l'aide
du
support 5 et sans l'aide du deuxième mélange. Il peut en être de même pour les
deuxièmes tiges dans les deuxièmes rainures. Par autoportante, on entend que
la
poutrelle supporte son propre poids.
Il est avantageux que les premières poutrelles dans les premières rainures 8
et/ou
les deuxièmes poutrelles dans les deuxièmes rainures ne soient pas en contact
direct avec le support 5. Il est avantageux que les poutrelles soient séparées
du
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
12
support 5 par le deuxième mélange comme cela est illustré à la figure 4b. Le
support 5 étant formé dans un matériau ayant une forte teneur en particules de
matériau végétal, il est poreux et avantageusement perspirant. Il est
préférable de
complètement recouvrir l'armature métallique par la couche de recouvrement
afin
de protéger l'armature métallique de l'humidité qui traverse le support 5.
Il est possible de couler une partie du deuxième mélange dans le fond des
premières rainures 8 et/ou des deuxièmes rainures avant d'installer les tiges
de
l'armature métallique 6. Une fois que le deuxième mélange se solidifie, les
tiges
de l'armature métallique 6 sont installées dans le deuxième mélange qui peut
avoir
la consistance d'une pâte. Le deuxième mélange est assez visqueux pour
s'opposer à la chute de l'armature métallique 6 sous son propre poids.
Une fois le deuxième mélange solidifié ou durant la solidification du deuxième
mélange présent dans le fond des rainures, le reste du deuxième mélange est
coulé pour remplir les rainures.
En alternative, l'armature métallique 6 est maintenue à distance du fond des
rainures par un dispositif de support, par exemple une grue ou un dispositif
équivalent ou par des pions disposés dans le fond des rainures. Le deuxième
mélange est coulé alors que l'armature métallique 6 est supportée.
L'armature métallique 6 est séparée de la paroi inférieure du plancher 3 par
le
support 5 qui contient des particules d'un élément végétal. Le plancher 3
présente
une bonne résistance thermique. Cette configuration permet d'améliorer la
propriété anti-feu du plancher 3. Lorsque des flammes sont en contact de la
surface inférieure du plancher 3, les flammes ne sont pas en contact direct
avec
les poutrelles. Le support 5 limite la propagation de la chaleur en cas
d'incendie.
En outre, le support 5 réalisé à partir d'un premier mélange permet de
protéger
les poutrelles d'une dilatation excessive qui pourrait survenir en cas
d'incendie.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
13
Dans un mode de réalisation particulier, le sommet de l'armature métallique 6
a
une partie apparente, c'est-à-dire qui fait saillie du deuxième mélange et des
rainures. La plaque formée à ce stade du procédé est allégée puisque
l'armature
métallique 6 n'est pas entièrement enrobée.
Le deuxième mélange est majoritairement ou exclusivement un liant minéral de
fixation, par exemple un béton ou un ciment. Le béton est un mélange de
différents
éléments, tels que du gravier, du sable, un liant et de l'eau. Le liant peut
être un
ciment ou de la chaux. Les proportions des différents éléments du béton
varient
selon la dureté du béton que l'on souhaite obtenir.
Dans un mode de réalisation particulier, une extrémité ou au moins une
extrémité
d'un support 5 possède une partie de liaison 10. La partie de liaison 10 est
configurée pour coopérer avec la partie de liaison 10 complémentaire d'un
support
adjacent pour former un plancher 3 plus grand comme cela est illustré sur les
schémas de la figure 4. Dans une configuration particulière, les supports 5
sont
utilisés séparément pour former des parties de plancher 3 et les parties de
plancher 3 sont associées ensemble pour former un plancher 3. Dans un autre
mode de réalisation, les supports 5 sont associés ensemble et l'armature
métallique 6 est commune aux deux supports 5 adjacents. Il est également
avantageux de couler le deuxième mélange sur les deux supports 5 adjacents
pour réaliser une unité mécanique.
Dans un mode de réalisation, une seule étape de coulée du deuxième mélange
est réalisée pour remplir les rainures et recouvrir complètement l'armature
métallique 6 et former la couche de recouvrement 7. La composition du deuxième
mélange est sensiblement identique sur toute la hauteur de la couche de
recouvrement 7. Dans une alternative de réalisation, la couche de recouvrement
7 est réalisée avec plusieurs étapes successives de coulées du deuxième
mélange. La composition entre les coulées peut être identique ou elle peut
varier.
Il est possible de prévoir que la partie supérieure du plancher 3 soit formée
par
une couche de béton qui est dépourvue de particules en matériau végétal voire
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
14
que toute la couche de recouvrement 7 soit un béton dépourvu de particules en
matériau végétal.
Dans une configuration particulière illustrée à la figure 4c, les premières
poutrelles
sont reliées les unes aux autres par un treillis 11 qui est disposé au-dessus
des
rainures. Le treillis 11 peut être fixé aux poutrelles par exemple par soudure
ou
par d'autres moyens, par exemple des câbles sont utilisés afin d'assurer une
connexion mécanique sans le deuxième mélange. En alternative, la liaison
mécanique entre le treillis 11 et les poutrelles est réalisée par le deuxième
mélange.
Les figures 4a à 4c représentent un mode de réalisation particulier d'un mode
de
mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un plancher. Le procédé de
fabrication du plancher comprend :
- une fourniture d'un support 5 monobloc définissant des
première rainures 8
et des deuxièmes rainures ;
- un placement de premières tiges métalliques 9 dans les premières rainures
8 et de deuxièmes tiges métalliques dans les deuxièmes rainures, les
première et deuxième tiges métalliques formant préférentiellement une
armature métallique 6 autoportante,
- un coulage du deuxième mélange dans les premières rainures 8 et les
deuxièmes rainures de manière à former une poutre armée dans chacune
des premières et deuxièmes rainures et fixer l'armature 6 au support 5. Les
première et deuxième poutres armées s'étendent selon des directions
sécantes dans un même plan.
Sur la figure 4c, on a représenté un mode de mise en oeuvre d'un procédé de
fabrication d'un plancher 2 et le procédé comprend en plus :
- une fourniture d'un plancher 3 tel que défini ci-avant ; et
- un coulage d'une couche de recouvrement 7 formant la partie supérieure du
plancher 3.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
La couche de recouvrement 7 est formée à partir du deuxième mélange qui
préférentiellement contient majoritairement ou exclusivement du béton.
Lorsqu'on
coule le revêtement en béton, on peut ajouter le treillis métallique 11, de
manière
à fournir une couche de recouvrement 7 en béton armé.
Comme illustré à la figure 5, le plancher 3 comporte plusieurs premières
poutres
armées disposées horizontalement ou sensiblement horizontalement. Les
premières poutres s'étendent selon la première direction A. Les premières
poutres
sont connectées entre elles par des deuxièmes poutres armées qui s'étendent
selon une deuxième direction sécante à la première direction. Les poutres
armées
formes une grille de support sur laquelle sont fixés les connecteurs disposés
en
saillie du support. La grille de support assure la tenue mécanique du bloc de
construction lors des opérations de levage. Les trous du plancher de support
sont
remplis par le premier mélange qui est moins dense que le matériau formant la
grille du support. La figure 6 illustre une configuration dans laquelle le
support 5 a
été éliminé. Dans la partie droite du plancher 3, la couche de recouvrement 7
est
présente. Cette dernière a été éliminée dans la partie gauche qui représente
alors
les poutres armées.
Cette configuration permet de former un plancher 3 dont la masse est réduite
grâce à l'utilisation d'un support 5 chargé avec des particules végétales et
dont la
tenue mécanique est suffisante pour supporter les contraintes mécaniques
correspondant à un plancher 3.
Le plancher 3 possède des connecteurs qui font saillie aux extrémités des
premières rainures 8, c'est-à-dire au-delà du support 5. Les connecteurs sont
configurés pour assurer le levage du bloc de construction 1 lors des phases de
transport et de positionnement. Les connecteurs sont fixés aux poutres armées
pour autoriser le levage du bloc de construction uniquement au moyen du
plancher
3.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
16
Le bloc de construction 1 possède un mur 4, parmi la pluralité de murs 4, qui
comporte une réservation traversante 12. La réservation traversante 12 définit
par
exemple une porte, une fenêtre, une porte-fenêtre ou un passage traversant
entre
deux blocs de construction.
Les murs 4 sont fixés au plancher 3 et les murs 4 sont fixés entre eux. Les
murs
4 et le plancher 3 forment un élément monobloc et transportable. La structure
est
suffisamment solide et rigide pour autoriser le transport du bloc de
construction
sans que cela ne se traduise par une déformation du second oeuvre qui est
formé
à l'intérieur du bloc de construction. Par exemple, le bloc de construction
peut
posséder une ou plusieurs fenêtres et/ou une ou plusieurs portes. Il est
également
possible que le bloc possède une circuiterie électrique et/ou une circuiterie
hydraulique avant son accouplement à un autre bloc de construction 1.
Les murs 4 de la pluralité de murs 4 sont réalisés dans un troisième mélange
qui
comporte un liant minéral et des particules d'un matériau végétal. Les
particules
d'un matériau végétal sont noyées dans le liant minéral, la proportion
volumique
en particules d'un matériau végétale dans le troisième mélange étant
supérieure
à 50%. Le troisième mélange comporte au moins 50% volumique de particules de
matériau végétal. Cette forte teneur en particules de matériau végétal permet
de
réduire la densité du mur et donc le poids final du bloc de construction 1.
Les
particules de matériau végétal sont noyées dans le liant minéral, c'est-à-dire
que
les particules sont complètement recouvertes par le liant minéral sauf
éventuellement sur les faces externes du mur. Les particules de matériau
végétal
possèdent une dimension maximale qui est inférieure à l'épaisseur du mur 4.
Les
particules de matériau végétal sont liées les unes aux autres par le liant
minéral.
Les particules de matériau végétal peuvent être de tailles différentes. Un
élément
organique d'origine végétal peut être du bois, de la paille, de la cellulose,
du
chanvre ou du liège. Les particules de matériau végétal sont
préférentiellement
des particules en bois. De manière préférentielle, les particules de matériau
végétal sont majoritairement du bois (en volume). Le troisième mélange est
conforme à la définition donnée plus haut pour le premier mélange. Dans un
mode
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
17
de réalisation particulier, le troisième matériau formant les murs 4 est
identique au
premier matériau formant le support 5.
Les murs 4 sont réalisés dans un matériau qui est plus léger que leur
équivalent
uniquement en béton ou en béton armé ce qui permet de former un bloc de
construction plus léger et donc plus facilement transportable. Les murs
réalisés
en liant minéral et en particules de matériau végétal sont moins performants
mécaniquement que leur équivalent en béton et en béton armé. Les murs sont
dépourvus de connecteurs assurant le levage du bloc de construction car les
murs
ne sont pas en mesure de supporter une telle opération. Les murs peuvent être
dépourvus d'un treillis métallique. Il est avantageux que la teneur en
particule de
matériau végétal soit identique d'une extrémité à l'autre du mur dans le sens
de la
longueur et dans le sens de la hauteur ce qui facilite sa fabrication et
réduit les
risques de contraintes et donc de vieillissement accéléré liés à des
phénomènes
de dilatation différentielle.
Les murs 4 définissent, sur leur paroi externe, une rainure verticale 13
s'étendant
sur la hauteur des murs 4. La rainure verticale 13 débouche préférentiellement
sur
les connecteurs en saillie du plancher 3 et notamment du support 5 et des
poutres
armées. L'utilisation de murs 4 en un matériau comportant un liant minéral et
des
particules de matériau végétal permet de former un mur perspirant ce qui
améliore
la qualité de vie dans le logement. Cependant, l'utilisation de murs 4 en
liant
minéral avec des particules de matériau végétal se traduit par une dégradation
des performances mécaniques des murs 4 ce qui complique fortement
l'installation d'un toit lourd ou la fabrication d'un bâtiment 2 avec
plusieurs étages.
Le bloc de construction 1 est avantageux car la rainure 13 forme une partie de
moule pour la réalisation d'un pylône 14 vertical ou poteau vertical. Le
pylône 14
vertical est réalisé en béton ou dans tout autre matériau présentant des
performances mécaniques supérieures à celles du matériau formant les murs 4,
par exemple le deuxième mélange. Le matériau est coulé dans le moule pour
former le pylône 14. Le pylône 14 vertical est formé par un quatrième mélange
qui
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
18
peut être un béton dépourvu de particules en matériau végétal ou un béton qui
contient moins de 20% volumique de particules en matériau végétal.
Une fois le bloc de construction 1 installé, il est possible de former
rapidement un
pylône de renforcement 14, comme cela est illustré à la figure 3. Le mur 4 est
réalisé dans un matériau contenant une forte proportion de particules
végétales
ce qui génère de la rugosité. Le béton coulé dans la rainure 13 va s'insérer
dans
les anfractuosités ce qui améliore la connexion mécanique entre le pylône 14
et
le mur 4.
De manière avantageuse illustrée aux figures 1 et 2, le plancher 3 comporte un
renfoncement à l'extrémité des premières rainures 8. Le renfoncement permet
d'avoir des connecteurs qui sont disposées en saillie de la première rainure 8
pour
être facilement accessibles sans augmenter l'encombrement du bloc de
construction 1. De manière préférentielle, à l'exception des renfoncements, la
face
externe du mur 4 est plane ou sensiblement plane et les connecteurs ne font
pas
saillie de cette surface plane afin que le pylône 14 puisse être formé dans
l'encombrement initial du bloc de construction 1. L'installation des
connecteurs
dans un renfoncement du bloc de construction 1 permet de placer un bloc de
construction 1 en contact ou quasiment en contact d'un bloc de construction
adjacent Le renfoncement est préférentiellement présent dans le support 5.
De manière avantageuse, une ou plusieurs tiges ou vis sont installées dans la
rainure verticale 13 avant de couler le quatrième mélange de manière à
augmenter
la qualité de la liaison mécanique qui existe entre le mur 4 et le pylône 14.
Dans un mode de réalisation particulier, les connecteurs définissent au moins
un
anneau 15 et/ou un crochet en saillie du plancher 3 pour le levage du bloc de
construction 1. Les premières tiges métalliques 9 sont installées dans une
poutre
en béton ou tout autre matériau ayant une meilleure tenue mécanique que le
support 5. Les anneaux/crochets 15 sont fixés dans les poutres en béton armé
ce
qui permet de réaliser facilement le levage du bloc de construction au moyen
du
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
19
plancher 3 et non au moyen des murs 4. Préférentiellement, les premières tiges
métalliques 9 définissent au moins un anneau 15 et/ou un crochet en saillie du
support 5 formant les connecteurs.
Le document W02020/016531 divulgue un plancher formé par un support réalisé
dans un matériau durcissable enrobant des particules de bois et qui définit
des
rainures recevant un ferraillage. A la différence de cet art antérieur, il est
prévu
d'utiliser la résistance mécanique du plancher 3 pour supporter le bloc de
construction préfabriqué et d'utiliser les tiges métalliques 9 maintenues
fixement
au plancher pour réaliser la reprise d'effort de la construction finale.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins un renfoncement et de
préférence chaque renfoncement possède un connecteur sous la forme d'un
anneau ou d'un crochet pour réaliser le levage du bloc de construction 1 et
une
armature additionnelle préférentiellement sous la forme d'un anneau et destiné
à
transmettre les efforts entre le plancher 3 et le pylône 14. L'armature
additionnelle
correspond préférentiellement à un ou plusieurs anneaux plus grands que
l'anneau du connecteur. L'armature additionnelle peut être formée par une ou
plusieurs première tiges métalliques 9.
Dans un autre mode de réalisation particulier, les premières tiges métalliques
9
possèdent une première portion de connexion ou portion de connexion montante
9a qui est montée en saillie du support 5 et qui est coudée pour s'installer
dans la
rainure verticale 13 de la paroi externe d'un des murs 4. Lors de l'opération
de
coulage du quatrième mélange pour former le pylône de renforcement 14, les
portions de connexion montantes 9a qui remontent le long du mur 4 augmentent
la tenue mécanique du pylône 14 et notamment les performances mécaniques
verticales du bloc de construction 1. La première tige métallique 9 assure la
continuité mécanique de la reprise d'effort entre le plancher 3 et le pylône
de
renforcement 14.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
Il est également avantageux de prévoir que les premières tiges métalliques 9
possèdent une autre portion de connexion, dite portion de connexion
descendante
9b qui est disposée en saillie du plancher 3 et notamment en saillie du
support 5
et qui est coudées pour faire saillie du plancher 3 vers le bas dans le
prolongement
de la direction longitudinale de la rainure verticale 13 associée pour
s'insérer dans
la rainure verticale 13 du bloc de construction inférieur.
En d'autres termes, les parties de connexion 9a et 9b sont coudées et se
dirigent
vers le bas sous le niveau du plancher 3 ou vers le haut le long du mur 4. Les
premières tiges 9 s'étendent dans le plan du plancher 3 selon la direction
longitudinale des premières rainures 8 avant de se couder. Les premières tiges
9
s'étendent également dans la rainure verticale 13 selon une direction
perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la face supérieure du
plancher
3. Les premières tiges 9 s'étendent continument depuis les premières rainures
8
jusqu'aux rainures verticales 13 du bloc de construction 1 ou du bloc de
construction 1 inférieur.
Il est intéressant de prévoir la formation d'une dalle destinée à supporter le
bloc
de construction 1 et de former un trou à l'intérieur de la dalle pour recevoir
les
portions de connexion descendantes 9b dirigées vers le bas. Lorsque le pylône
14 est coulé, il comporte une partie formant une portion armée qui s'étend à
l'intérieur de la dalle. Cette configuration est également très intéressante
lorsque
plusieurs blocs de construction 1 sont montés les uns sur les autres. La
rainure
verticale 13 du bloc de construction 1 inférieur est prolongée par la rainure
verticale du bloc de construction 1 supérieur. Les tiges métalliques 9 coudées
vers
le bas permettent de renforcer la tenue mécanique du pylône 14 de renforcement
dans la portion qui fait le lien mécanique entre le plancher 3 du niveau
supérieur
et la portion de pylône 14 du niveau inférieur. La figure 3 illustre un mode
réalisation où le pylône 14 s'étend sur plusieurs étages et connecte plusieurs
blocs
de construction 1 montés les uns sur les autres.
CA 03216409 2023- 10- 23
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
21
De manière avantageuse, une fois le bloc de construction 1 inférieur posé, le
pylône 14 est coulé en partie. Le pylône 14 n'est pas formé sur toute la
hauteur
du mur 4, mais sur une partie seulement de manière à laisser la place pour
l'insertion des portions de connexion descendantes 9b coudées du bloc de
construction 1 supérieur. La portion de pylône14 qui a été coulée renforce la
tenue
mécanique du mur 4 du bloc déjà en place ce qui permet de supporter
l'installation
du bloc de construction 1 supérieur sur le bloc de construction 1 inférieur.
Une fois
le bloc de construction 1 supérieur posé sur le bloc de construction 1
inférieur, une
nouvelle coulée de béton peut être réalisée pour prolonger le pylône de
renforcement 14 sur un étage supplémentaire. Le pylône de renforcement 14 est
préférentiellement formé étage par étage, au fur et à mesure que les blocs de
construction 1 sont montés les uns sur les autres. Cette construction permet
de
relâcher les contraintes mécaniques sur les murs des blocs de construction et
donc réduire le poids du bloc de construction. En alternative, le pylône 14
est coulé
en une fois pour plusieurs étages. Il est encore possible de prévoir que le
pylône
soit formé en plusieurs étapes. Par exemple, le pylône s'étend sur plusieurs
étages, de préférence au moins quatre étages et le pylône est réalisé en au
moins
deux ou trois étapes.
De manière préférentielle, le pylône 14 possède plusieurs tiges métalliques
noyées sur sa hauteur pour former un pylône armé.
Il est possible de former un bâtiment 2 comportant un rez-de-chaussée et un ou
plusieurs étages en utilisant des blocs de construction 1 empilés les uns sur
les
autres. De manière préférentielle, les murs sont dépourvus de renfort en tiges
métalliques pour limiter le poids des murs et donc le poids du bloc de
construction.
En s'abstenant d'utiliser des tiges métalliques de renfort, il est plus
difficile de
reprendre les efforts verticaux, c'est-à-dire le poids des blocs de
construction et
autres charges montés sur le bloc de construction. En l'absence de tiges
métalliques, il est plus difficile de supporter les efforts dynamiques, par
exemple
les sollicitations présentes dans les zones sismiques ou le vent. Cependant,
en
formant un pylône de renforcement 14 qui s'étend depuis le sol et qui connecte
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
22
continunnent tous les blocs de construction 1 empilés les uns sur les autres,
il est
possible de renforcer la structure. On profite d'un bloc de construction 1
dont la
masse est réduite ce qui facilite le transport et le positionnement du bloc de
construction 1. On réalise ensuite une étape de renforcement des murs 4 au
moyen d'un pylône 14 qui est une poutre verticale qui se fixe aux extrémités
des
premières tiges 9. Cette architecture permet de former une structure porteuse
résistante avec peu d'opérations supplémentaires après l'installation du bloc
de
construction 1. Les pylônes 14 se fixent directement aux planchers 3 au moyen
des première tiges métalliques 9. Les poteaux verticaux 14 et les poutres
armées
du plancher 3 forment l'ossature porteuse du bâtiment.
Afin de fixer les murs 4 sur le plancher 3, il est avantageux d'utiliser des
vis 16.
Les vis 16 connectent un mur 4 au support 5 en traversant la couche de
recouvrement 7. La forte teneur en particules de matériau végétal permet de
réaliser un vissage directement dans le mur 4 sans avoir à réaliser
préalablement
un trou et sans avoir à utiliser une cheville ou un scellage chimique. Il en
va de
même pour le support 5. Il est donc avantageux de fixer le mur 4 au support 5
au
moyen d'une ou plusieurs vis 16 sans utilisation d'un scellage chimique et
sans
cheville. La vis 16 est directement au contact des particules de matériau
végétal.
En comparaison dans une structure en béton, il est nécessaire de faire un trou
préalable puis de remplir ce trou par une cheville ou un scellage chimique
pour
s'assurer que la vis reste en place malgré les sollicitations. Il est
également
possible de réaliser la fixation du mur 4 avec le plancher 3 par une colle,
par
exemple un béton colle ou un mortier colle, associée ou non à des vis.
Dans un autre mode de réalisation illustré à la figure 13, un lien métallique
17
réalise la connexion mécanique entre le mur 4 et le plancher 3. Dans un mode
de
réalisation préférentiel, une partie du lien métallique 17 est noyée dans le
mur 4.
Le mur 4 est réalisé en versant le troisième mélange dans un moule. Une partie
du lien métallique 17 est installée dans le moule de manière à être
complètement
enrobée par le troisième mélange. Lorsque le troisième mélange durcit, le lien
métallique 17 devient indémontable par rapport au mur 4. Avantageusement, le
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
23
lien métallique 17 possède des moyens d'anti-rotation du lien métallique 17
par
rapport au mur 4 ainsi que des moyens bloquant la translation du lien
métallique
17 par rapport au mur 4. Il est préférable que le lien métallique 17 soit
monté
fixement au mur 4.
La portion saillante du lien métallique 17 est installée dans le plancher 3.
De
manière préférentielle, la portion saillante du lien métallique 17 est
installée dans
le moule utilisé pour former le plancher 3. Avantageusement, la portion
saillante
est installée dans le moule utilisé pour le versement du deuxième mélange. La
portion saillante est alors incorporée dans une des poutres armées du plancher
3.
La portion saillante est montée fixement par rapport au plancher 3. Il est
préférable
que le lien métallique 17 présente une portion coudée qui réalise la liaison
mécanique entre le mur et le plancher.
Dans un mode de réalisation particulier, le lien métallique 17 fait saillie de
la paroi
inférieure du mur 4. La paroi inférieure du mur 4 est posée sur le support 5
qui
forme le moule pour le versement du deuxième mélange. Le deuxième mélange
est versé qui remplit les rainures du support 5, l'armature métallique 6 et le
lien
métallique 17 de préférence jusqu'à atteindre la paroi inférieure du mur 4.
Une fois
le deuxième mélange durci, le mur 4 est scellé au plancher 3.
Afin d'améliorer la tenue mécanique du bloc de construction 1, les murs 4 sont
préférentiellement fixés à un anneau de renforcement disposé dans la partie
sommitale des murs 4. L'anneau de renforcement permet de réduire la flexion du
mur 4 par rapport à son point d'ancrage sur le plancher 3. L'anneau de
renforcement ou bloc de renforcement peut être en bois ou en matériau
métallique
ou en tout autre matériau adapté.
De manière préférentielle, un bâtiment 2 comporte deux blocs de construction 1
disposés adjacents dans un même niveau de sorte que les rainures verticales 13
soient disposées en vis-à-vis et forment un premier moule qui s'étend sur la
hauteur des murs. Les deux rainures verticales 13 débouchent l'une et l'autre
sur
CA 03216409 2023- 10- 23
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
24
les extrémités des premières tiges 9 qui font saillies des deux planchers 3
également disposés adjacents. Les extrémités des premières tiges 9 des deux
blocs de construction 1 sont présentes dans un même moule. Le moule est ouvert
dans sa portion sommitale pour autoriser le coulage du quatrième mélange. Le
moule est avantageusement ouvert dans la partie inférieure pour laisser passer
la
portion de connexion 9b le cas échéant.
Les deux rainures verticales 13 formées dans les parois externes des deux
blocs
de construction 1 adjacents se rejoignent pour former un premier moule qui
débouche sur les premières tiges métalliques 9. Les deux parois externes des
murs 4 sont en contact ou sont séparées d'une distance telle que lorsque le
quatrième mélange est coulé dans le moule, le quatrième mélange reste dans le
moule. Le quatrième mélange remplit le moule et reste dans le moule ou s'étend
sur une distance de quelques centimètres hors du moule. Le quatrième mélange
remplit le moule et recouvre complètement les extrémités des premières tiges 9
des deux blocs de construction 1. Lorsque le quatrième mélange durcit, il
réalise
la connexion mécanique entre les deux planchers 3 et les deux murs 4
adjacents.
De manière préférentielle, deux blocs de constructions adjacents d'un même
étage, sont séparés par un matériau isolant, par exemple une fine couche d'air
pour réduire la conduction thermique entre deux murs. Il est avantageux de
disposer un matériau compressible, de préférence un matériau isolant
compressible sur le mur 4 dans le prolongement des parois latérales de la
rainure
verticale 13. Lorsque deux blocs de construction 1 sont mis en contact, le
matériau
compressible se comprime et assure l'étanchéité du moule avant de couler le
quatrième mélange. Le matériau compressible est thermiquement isolant
lorsqu'il
possède une résistance thermique supérieure à celle du matériau formant le mur
4.
Il est également possible d'installer des tiges métalliques dans le moule
formé par
les deux rainures latérales 13 pour renforcer la tenue mécanique du pylône 14.
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
Lorsque le bâtiment 2 comporte deux blocs de construction 1 adjacents sur un
même étage et deux blocs de construction 1 adjacents sur un niveau supérieur,
les rainures verticales 13 d'un même niveau sont disposées en vis-à-vis pour
former un premier moule et un deuxième moule. Les deux moules se rejoignent
et se prolongent. Le coulage du quatrième mélange permet de former un pylône
14 qui couple mécaniquement les murs 4 adjacents des deux niveaux ainsi que
les deux planchers 3. Les pylônes 14 forment une ossature en béton qui assure
la tenue mécanique du bâtiment 2.
Les blocs de construction 1 offrent une plus grande liberté dans la
construction
des bâtiments 2. L'utilisation d'un mélange d'un liant minéral et des
particules de
matériau végétal dont la proportion volumique est supérieure à 50% permet de
former des murs 4 qui présentent une bonne isolation acoustique, une bonne
résistance au feu tout en profitant de la rapidité de montage liée au bloc
préfabriqué.
Une fois réalisé, le bloc de construction 1 est déplacé de son lieu de
fabrication
jusqu'à son lieu d'utilisation. Les blocs de construction 1 sont disposés les
uns à
côté des autres ou les uns sur les autres pour former le bâtiment 2. Le
renforcement de la structure mécanique du bâtiment est réalisé par le coulage
des
pylônes 14 sur les parois externes des blocs de construction. Il est donc
particulièrement avantageux de réaliser au moins une partie du second oeuvre à
l'intérieur du bloc de construction 1 car les parois internes du bloc de
construction
ne sont pas travaillées lors du montage du bâtiment 2. Cela permet de gagner
du
temps sur la fabrication du bâtiment 2.
Sur les figures 7 à 10, on a représenté différents modes de réalisation
particuliers
d'un panneau destiné à la fabrication d'un mur 4. En particulier les figures
7, 8 et
9 illustrent un panneau destiné à fabriquer un mur de façade, c'est-à-dire que
le
panneau a une forme globalement parallélépipédique. La figure 9 illustre un
panneau destiné à fabriquer un mur d'angle, c'est-à-dire que le panneau
comporte
deux pièces perpendiculaires entre elles. De manière générale, le panneau est
CA 03216409 2023- 10- 23
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
26
particulièrement adapté pour réaliser un mur d'un bâtiment à un ou plusieurs
étages. Le panneau est destiné à être placé verticalement par rapport au sol.
Le panneau 1 comporte au moins une pièce monobloc 18. Plus particulièrement
les pièces monobloc 18 sont chacune réalisées dans le troisième mélange, c'est-
à-dire un liant minéral tel que du béton au sein duquel sont noyés des
particules
d'un élément végétal par exemple du bois. Les éléments en bois sont des
plaquettes de bois ayant une longueur comprise entre 10 et 100 mm, de
préférence entre 20 et 60 mm. Ces plaquettes de bois ont une épaisseur
comprise
entre 1 mm et 5 mm. Lorsqu'on utilise des plaquettes de bois ayant une
longueur
entre 20 et 60 mm, on obtient des microcavités en surface de la pièce monobloc
18, du fait que le béton enrobe les plaquettes de bois. Plus particulièrement,
on
obtient une distribution des cavités en surface représentant entre 30% et 500/
de
la surface totale de la pièce monobloc 18. En outre, on obtient une rugosité
comprise entre 6 et 15 mm. La rugosité correspond à la hauteur maximum entre
un sommet et un creux de la surface. On note que le béton brut coffré, c'est-à-
dire
les éléments de construction réalisés en béton brut avec un coffrage, ont une
rugosité comprise entre 0,3 et 3 mm et une distribution des cavités en surface
inférieure à 30% de la surface totale de l'élément de construction. Ainsi,
grâce au
matériau béton-bois utilisant des plaquettes de longueur comprise entre 20 et
60
mm, on crée plus de microcavités et des microcavités qui sont plus profondes
qu'un béton brut. Une pièce monobloc 18 réalisée avec un tel matériau béton-
bois
procure des microcavités importantes, en nombre et en profondeur, permettant à
un produit durcissable de s'introduire dans ces microcavités. Ainsi on obtient
une
liaison forte entre le produit durcissable et la pièce monobloc en béton-bois
18. En
outre, on peut utiliser un rapport massique de plaquettes de bois compris
entre
30% et 70% de la masse totale de la pièce monobloc 18.
La masse volumique du béton-bois obtenue est comprise entre 600 et 1000 kg/m3,
en faisant varier la composition du matériau, de préférence elle est égale à
800
kg/ m3. On obtient ainsi un matériau plus léger que le béton brut, c'est-à-
dire un
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
27
béton qui ne comporte pas d'éléments en bois et dont la masse volumique est
d'environ 2300kg/ m3.
Dans un mode de réalisation particulier, le panneau comporte au moins un
logement 19 destiné à recevoir un élément de renfort 20 résistant à la
flexion. De
manière préférentiellement, le logement 19 est traversant sur la hauteur du
mur 4.
Un élément de renfort 20 est un élément qui possède une structure allongée
configurée pour améliorer la résistance à la flexion du panneau destiné à
former
le mur 4. Plus particulièrement, chaque élément de renfort 20 est formé d'un
ou
plusieurs renforts mécaniques 21 qui se présentent sous la forme d'un élément
allongé 21 enrobé d'un produit durcissable comprenant un liant. Le renfort
mécanique 21 a une forme allongée. Chaque renfort mécanique 21 peut être une
tige ou une barre. Par exemple, on a représenté sur les figures 5 à 8 un
élément
de renfort 20 comprenant quatre renforts mécaniques 21. Les renforts
mécaniques peuvent être en fibre de verre ou en carbone, et ils sont
préférentiellement en métal. Le produit durcissable est de préférence un
béton.
L'élément de renfort 20 peut être une poutre en béton armée qui améliore la
résistance à la flexion du panneau. L'utilisation un élément de renfort 20
formé par
une poutre en béton armé procure une meilleure résistance à la flexion en
comparaison d'une structure équivalente intégralement en bois ou en béton.
Les murs 4 en béton-bois permettent de réaliser différentes opérations de
finition,
comme réaliser un enduit (qui est difficile à faire sur du béton brut coulé),
et de
fixer directement des moyens de maintien des panneaux sur chantier, comme par
exemple des plaques en métal qui peuvent être facilement vissées directement
sur le béton-bois.
La figure 5 illustre un élément monobloc 18 avec un trou traversant dans le
sens
de la hauteur. Le mur 4 se présente sous la forme d'un anneau de manière à
définir un logement 19 pour la réalisation de l'élément de renfort 20. Le trou
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
28
traversant n'est pas une rainure. A la différence d'une rainure, un orifice
traversant
débouche uniquement sur deux surfaces de la pièce.
Sur la figure 8, on a représenté un autre mode de réalisation du mur 4, dans
lequel
au moins deux pièces monoblocs 18 sont séparées entre elles par un élément de
renfort 20 qui s'étend sur toute la hauteur du mur ainsi que sur toute
l'épaisseur
du mur 4. L'élément de renfort 20 est fixé aux deux pièces monoblocs 18 pour
former un mur 4 autoportant et transportable. De manière préférentielle, les
deux
pièces monoblocs 18 sont formées préalablement et elles possèdent des
éléments en saillies, par exemple des vis qui seront noyées dans le béton lors
de
la réalisation de l'élément de renfort 20. La figure 8 illustre également une
ouverture traversante 12 qui traverse le mur 4. Comme indiqué précédemment
l'ouverture traversante peut être utilisée pour installer une porte ou une
fenêtre.
Sur la figure 9, on a représenté un panneau particulièrement adapté à la
fabrication d'un mur d'angle. Le panneau comporte deux pièces monoblocs 18.
Chaque pièce monobloc 18 est munie d'un épaulement 22. Les deux épaulements
22 sont agencés pour définir un logement 19 destiné à recevoir un élément de
renfort 20. Le logement 19 est préférentiellement un trou traversant sur la
hauteur
du mur 4. Le logement 19 est rempli de béton et de renforts mécaniques 21
comme cela a été décrit précédemment
Comme illustré à la figure 10, un mur de façade plan peut également être formé
en utilisant deux éléments monobloc 18 muni chacun d'un épaulement 22. Les
deux épaulements 22 forment un logement 19 destiné à recevoir un élément de
renfort 20. Le logement 19 est préférentiellement un trou traversant sur la
hauteur
du mur 4. Le logement 19 est rempli de béton et de renforts mécaniques 21
comme cela a été décrit précédemment.
De manière préférentielle, un mur 4 muni d'un trou traversant 12 dans le sens
de
l'épaisseur comme cela est illustré aux figures 1 à 3 et 8 peut être renforcé
par un
élément de renfort 20. A la différence des configurations précédentes,
l'élément
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
29
de renfort 20 est noyé à l'intérieur du mur 4, c'est-à-dire enrobé par le
troisième
mélange sur toutes ses faces. De manière privilégiée, l'élément de renfort 20
possède une teneur en particules végétales qui est inférieure à la teneur du
troisième mélange pour argumenter la résistance à la flexion. De préférence,
l'élément de renfort 20 est en béton dépourvu de particules végétales et plus
préférentiellement associé à des tiges métalliques. Par exemple, les éléments
de
renfort 20 sont au-dessus et en dessous d'un trou traversant 12.
Les panneaux renforcés par les éléments de renfort 20 sont résistants et
peuvent
être transportés facilement. Ils peuvent donc être préfabriqués en usine, puis
être
montés sur le plancher 3. On maîtrise d'autant mieux la fabrication des
panneaux
en usine. Cependant, ces configurations sont plus lourdes que des murs
uniquement réalisés en troisième mélange. Il est donc avantageux de limiter
l'utilisation de ces éléments de renfort aux configurations pour lesquelles
les
rainures latérales sont plus difficiles à mettre en oeuvre ou doivent être
complétées
par un renfort additionnel.
Pour réaliser les murs 4, définis ci-avant, on réalise au moins une pièce
monobloc
18 en béton-bois, on place un ou plusieurs renforts mécaniques 21 dans un
logement 19, puis on coule le produit durcissable au sein du logement 19,
autour
du renfort mécanique 21 et en contact avec au moins une surface de la pièce
monobloc 18. Un tel procédé permet d'augmenter la tenue mécanique de
l'élément de renfort 20 avec la pièce monobloc 18. La liaison entre l'élément
de
renfort 20 et la pièce monobloc 18 est en outre renforcée grâce aux
microcavités
créées en surface de la pièce monobloc 18, et au versement du produit
durcissable liquide qui s'introduit au sein de ces microcavités. Après
durcissement
du produit durcissable 14, on obtient une liaison forte résistante au
cisaillement.
Les figures 11a à 11e illustrent les étapes d'un procédé de réalisation d'un
mur
conforme à la figure 7. Le procédé comporte une première étape Si dans
laquelle
on verse le liant minéral à l'état liquide au sein duquel sont noyés les
éléments de
bois dans un moule 23 muni d'au moins une réservation 24 comme illustrée aux
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
figure 11a et 1 lb. Par exemple, on peut placer un socle 25 au fond du moule
23
sur lequel est positionnée la réservation 24. Après durcissement du liant
minéral,
on obtient la pièce monobloc 8, comme illustré à la figure 11c. Puis, lors
d'une
deuxième étape, illustrée à la figure 11c, on retire la réservation 24 afin de
former
au moins un orifice traversant au sein de la pièce monobloc 8. Puis, lors
d'une
troisième étape, illustrée aux figures 11d et 11e, on place un ou plusieurs
renforts
mécaniques 21 au sein de chaque orifice traversant formé, comme illustré sur
les
figures 11d et 11e. Par exemple, on peut utiliser un ou plusieurs renforts
mécaniques 21 plus haut que la hauteur de la pièce monobloc 8 pour obtenir un
ou plusieurs renforts mécaniques 21 ayant une partie en saillie du produit
durcissable et de l'élément monobloc 8. Les parties en saillie permettent de
faciliter le chaînage de deux panneaux adjacents si nécessaire. Par exemple on
utilise un autre liant minéral à l'état liquide pour relier les parties
saillantes des
renforts mécaniques entre elles. Puis, à l'étape S2, on verse le produit
durcissable
comprenant un liant au sein de chaque orifice traversant pour enrober les
renforts
mécaniques 21 et fixer l'élément de renfort 20 à la pièce monobloc 8, comme
illustré aux figures ild et 1 le.
Sur la figure 12 comportant les figures 12a à 12e, on a représenté les étapes
d'un
deuxième mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un panneau
destiné à former un mur 4. Selon ce deuxième mode de mise en uvre, on
fabrique un panneau comprenant au moins deux pièces monoblocs 8, tel
qu'illustré à la figure 12b. Le procédé comporte une première étape de
fourniture
Ti d'au moins deux pièces monobloc 8 réalisées chacune en troisième mélange
et séparées entre elles par au moins un logement 26, comme illustré à la
figure
12b. En variante, l'étape de fourniture Ti comporte une étape initiale,
illustrée à
la figure 10a, dans laquelle on dispose au moins une réservation 24 au sein
d'un
moule 23, comme illustré à la figure 15a, puis un versement du troisième
mélange,
au sein du moule 23. Puis un retrait des réservations 24 est réalisé pour
former
les logements 26.
CA 03216409 2023- 10- 23
VO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
31
Après l'étape Tl de fourniture, on place, lors d'une deuxième étape T2
illustrée à
la figure 12c, un ou plusieurs renforts mécaniques 21 au sein de chaque
logement
26. Préférentiellement, les renforts mécaniques 21 reposent sur des supports
27
pour centrer les armatures 13 au sein des logements 16. Puis, lors d'une
troisième
étape S2 illustrée à la figure 12d, on verse un produit durcissable comprenant
un
liant au sein de chaque logement 26 pour enrober chaque armature 13 et la
fixer
à deux pièces monoblocs 8 voisines. On entend par deux pièces monoblocs 8
voisines, deux pièces monoblocs 8 séparées par un logement 26. Puis, lors
d'une
quatrième étape illustrée à la figure 12e, on retire le moule 23 pour obtenir
le
panneau. Les supports 27 peuvent être retirés ou laissés au sein des logements
26.
Avantageusement, on maintient les pièces monoblocs 8 entre elles par des
plaques en métal vissées dans le béton-bois ou des vis, avant de verser S2 le
produit durcissable. Les plaques en métal permettent de limiter les efforts
générés
par le produit durcissable sur les pièces monoblocs 8.
Le panneau obtenu comporte des surfaces de contact importante entre la pièce
monobloc 8 et l'élément de renfort 20. La pièce monobloc réalisée en troisième
mélange présente de nombreuses microcavités, c'est-à-dire des orifices
borgnes,
créées par les éléments de bois. En effet, le béton enrobe les éléments en
bois,
ce qui crée les microcavités en surface de la pièce monobloc 8. Ainsi,
lorsqu'on
coule le produit durcissable au sein d'un logement prévu dans la pièce
monobloc,
le produit va remplir les nombreuses microcavités pour augmenter la surface de
liaison entre l'élément de renfort 20 et la pièce monobloc 8. On augmente
d'autant
plus la surface de liaison avec un orifice traversant débouchant au niveau de
deux
extrémités de la pièce monobloc 8. On obtient ainsi une liaison forte entre le
produit durcissable et le béton-bois, ce qui offre une grande adhérence de
l'élément de renfort 20 à la pièce monobloc 8.
Ainsi, on fournit un panneau qui permet de réaliser plus rapidement un mur
adapté
aux normes antisismiques, car il incorpore des éléments de renfort ayant une
CA 03216409 2023- 10- 23
WO 2022/223845
PCT/EP2022/060936
32
résistance à la flexion renforcée. En outre, un tel panneau est simple à
réaliser.
Avantageusement, le panneau est résistant et plus léger qu'un panneau réalisé
en béton brut.
CA 03216409 2023- 10- 23
