Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
1
PROCEDE POUR LA REALISATION D'UN BATIMENT A OSSATURE
BOIS PREFABRIQUE ET BATIMENT AINSI OBTENU
La présente invention concerne un procédé pour la
réalisation de bâtiments à ossature bois, constitués de
panneaux entièrement préfabriqués et montés en usine,
rapportés sur une ossature porteuse complémentaire, par
exemple métallique, et éventuellement complétée,
suivant les configurations, par une cage d'ascenseur,
elle-même préfabriquée et prémont ée.
A l'origine, les maisons à ossature bois étaient
exclusivement destinées à l'habitation ; la menuiserie
était porteuse, sans structure complémentaire, sans
isolation intérieure et assemblée sur place.
De cette manière, une industrialisation était
rendue impossible, et conséquemment la pose des
parements intérieur et extérieur définitifs ne pouvait
être faite en atelier.
Différentes adaptations permettaient de mettre en
oeuvre, sur site ou non, les menuiseries extérieures, le
parement extérieur, l'isolant. Mais ceci nécessitait
malgré tout des travaux de finition sur site, et
notamment le traitement de l'étanchéité à l'air et à
l'eau. Ces différents procédés, issus de la filière
sèche, présentaient un manque d'inertie qui conduisait
régulièrement à des situations d'inconfort importantes
l'été.
Par la suite, différents procédés de réalisation
de panneaux préfabriqués sont apparus sur le marché.
C'est ainsi qu'il est connu de réaliser des
panneaux à assembler les uns aux autres pour assurer la
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
2
continuité et la transmission des moments et autres
efforts de cisaillements, l'assemblage s'effectuant par
des éléments de jonction mécaniques.
De tels panneaux connus sont constitués par une
ossature bois formée d'éléments verticaux et
horizontaux, d'une couche de béton externe et
d'éléments isolants internes devant recevoir
ultérieurement le parement intérieur.
On comprend bien que de tels procédés nécessitent
des reprises sur site, notamment en ce qui concerne le
parement intérieur.
Il a également été proposé de renforcer la couche
de béton à l'aide d'un treillis métallique de renfort,
mais celui-ci devra être maintenu en place au cours de
l'opération de moulage.
Différentes solutions ont été proposées à ce jour,
mais elles s'avèrent généralement compliquées car
mettant en oeuvre des tire-fonds, visserie, boulonnerie
et autres crampons d'assemblage nécessitant également
une main d' oeuvre coûteuse.
La présente invention a pour but de remédier à ces
inconvénients en réalisant des panneaux destinés à être
fixés sur une ossature complémentaire porteuse auto-
stable, comportant une trame et des réservations
spécifiques destinées à recevoir et à faciliter
l'ancrage desdits panneaux et la transmission des
efforts mécaniques. De tels panneaux seront
constitutifs de la façade. Ils seront isolés, revêtus
des parements intérieur et extérieur, entièrement
préfabriqués et appareillés.
A cet effet, l'invention concerne un procédé pour
la réalisation d'une structure à partir de panneaux
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
3
préfabriqués, destinés à être rapportés sur une
ossature porteuse autostable, chacun des panneaux étant
préalablement réalisé à partir d'une ossature bois sur
laquelle sont susceptibles d'être intégrés une
isolation interne et des parements interne et externe,
lesdits panneaux étant reliés entre eux par des moyens
de liaison dans un sens vertical et dans un sens
horizontal, lequel procédé se caractérise en ce que
Réalisation d'un sous-ensemble :
- formation de l'ossature bois à partir d'un
châssis de forme quadrangulaire, à partir
d'éléments latéraux supérieur et inférieur
assemblés entre eux et correspondant au
contour extérieur du panneau,
- mise en place de montants verticaux en bois
à l'intérieur du châssis, selon un
espacement prédéterminé,
- mise en place de connecteurs mécaniques
ossature bois - parement interne, sur les
montants verticaux du châssis,
- présentation, maintien et prépositionnement
d'une armature métallique sur les
connecteurs en place sur l'ossature bois,
- raccordement, sur les deux côtés verticaux
de l'armature, de connecteurs latéraux
d'assemblage entre eux de deux panneaux
successifs,
Surmoulage du sous-ensemble
- mise en place du sous-ensemble ainsi
réalisé, dans un moule (non représenté) de
dimensions correspondantes à celles du
panneau à obtenir, en dirigeant l'armature
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
4
métallique vers le fond du moule et en le
maintenant à distance de ce fond, selon une
valeur égale à l'épaisseur du parement
intérieur souhaitée,
- coulage d'un matériau à travers l'ossature
bois, destiné à constituer le parement
intérieur,
- démoulage du panneau après séchage du
matériau,
Finition
- mise en place d'un parement extérieur
définitif ou d'un support mis en attente.
Ceci aura pour avantage de pouvoir mettre en oeuvre
en usine l'intégralité du complexe, depuis le parement
extérieur jusqu'au parement intérieur, et cela de
manière définitive.
Ceci permettra donc une mise en oeuvre très rapide
sur le chantier.
Le revêtement intérieur ainsi obtenu sera
parfaitement lisse et permettra toutes les finitions
possibles (brute, lasurée, peinte, revêtue, etc.),
insensibles à l'eau, adaptées aux environnements à
forte hygrométrie, incombustibles, imputrescibles,
résistantes aux chocs.
Une isolation à base de laine minérale, ignifuge,
renforcée, permettant de réaliser des bâtiments à basse
consommation énergétique très rapidement, est mise en
place.
Ainsi est réalisée une architecture passive
préfabriquée et accessible économiquement, tout en
offrant une inertie thermique apportant un confort, été
comme hiver, ainsi qu'un confort acoustique important.
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
L'invention concerne également les
caractéristiques qui ressortiront au cours de la
description qui va suivre, et qui devront être
considérées isolément ou selon toutes leurs
5 combinaisons techniques possibles.
Cette description donnée à titre d'exemple non
limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention
peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur
lesquels:
La figure 1 représente en perspective éclatée un
panneau préfabriqué selon l'invention, sans isolant
pour une meilleure compréhension.
La figure 2 est une vue d'un panneau selon la
figure 1, après réalisation avec un isolant.
La figure 3 est une vue partielle de dessus, selon
la figure 2.
Les figures 4 à 12 représentent, en perspective,
un synoptique des étapes de réalisation d'un panneau,
avec isolant incorporé selon les figures 2 et 3.
La figure 13 est une vue latérale d'un connecteur
de liaison ossature bois - parement interne en béton.
La figure 14 est une vue de dessus selon la figure
13.
La figure 15 est une vue frontale du connecteur
selon les figures 13 et 14.
La figure 16 représente une vue longitudinale d'un
connecteur latéral d'assemblage.
La figure 17 représente une vue de dessus du
connecteur latéral selon la figure 16.
La figure 18 représente, en vue de dessus, deux
connecteurs latéraux, perpendiculaires entre eux,
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
6
illustrant une liaison à 90 de deux panneaux à
réaliser.
Les figures 19 à 23 représentent, partiellement,
en vue de dessus, la liaison entre deux panneaux
suivant différents angles possibles.
Les figures 24, 25 et 26 représentent
respectivement, en perspective : un panneau prêt à
poser ; deux panneaux en cours de présentation, en vue
de leur liaison ; deux panneau après pose.
La figure 27 est une vue en coupe d'un élément de
liaison et de verrouillage vertical de deux panneaux
successifs, lorsqu'ils sont bout à bout.
Les figures 28 et 29 représentent l'extrémité
supérieure de l'élément de liaison et de verrouillage
selon la figure 27, respectivement verrouillé et en
cours de déverrouillage à l'aide d'un outil adapté.
Les figures 30 et 31 représentent respectivement
un élément de liaison et de verrouillage horizontal de
deux panneaux successifs, lorsqu'ils sont superposés.
L'invention concerne un procédé pour la
réalisation d'une structure à partir de panneaux
préfabriqués 1 désignés globalement sur les figures.
Ces panneaux sont destinés à être rapportés sur
une ossature porteuse auto-stable (non représentée).
Les panneaux 1 sont préalablement réalisés à
partir d'une ossature bois 2 sur laquelle sont
susceptibles d'être intégrés une isolation interne 3 et
des parements interne 4 et externe 5, lesdits panneaux
1 étant reliés entre eux par des moyens de liaison,
dans un sens vertical et dans un sens horizontal.
Selon l'invention, le procédé se caractérise en ce
que :
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
7
Réalisation d'un sous-ensemble 6
- formation de l'ossature bois 2 à partir
d'un châssis 7 de forme quadrangulaire, à
partir d'éléments latéraux supérieur et
inférieur 8,9,10,11 assemblés entre eux et
correspondant au contour extérieur du
panneau 1,
- mise en place de montants verticaux 12 en
bois à l'intérieur du châssis 7, selon un
espacement prédéterminé,
- mise en place de connecteurs mécaniques 13
ossature bois 2 - parement interne 4, sur
les montants verticaux 12 du châssis 7,
- présentation, maintien et prépositionnement
d'une armature métallique 14 sur les
connecteurs 13 en place sur l'ossature bois
2,
- raccordement, sur les deux côtés verticaux
de l'armature 14, de connecteurs latéraux
15 d'assemblage entre eux de deux panneaux
1 successifs,
Surmoulage du sous-ensemble 6
- mise en place du sous-ensemble 6 ainsi
réalisé, dans un moule (non représenté) de
dimensions correspondantes à celles du
panneau 1 à obtenir, en dirigeant
l'armature métallique 14 vers le fond du
moule et en le maintenant à distance de ce
fond, selon une valeur égale à l'épaisseur
du parement intérieur 4 souhaitée,
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
8
- coulage d'un matériau à travers l'ossature
bois 2, destiné à constituer le parement
intérieur 4,
- démoulage du panneau 1 après séchage du
matériau,
Finition
- mise en place d'un parement extérieur
définitif 5 ou d'un support mis en attente.
Comme bien visible sur la figure 1, les
connecteurs bois - béton 13 sont placés au moins à
proximité des parties d'extrémité supérieure et
inférieure de chaque montant vertical 12.
Préférentiellement, sont également mises en place
des traverses horizontales 16 en bois sur les montants
verticaux 12, selon un espacement prédéterminé.
Comme on le voit sur l'ensemble des figures, à
l'exclusion de la figure 1, des éléments isolants 3A
sont disposés entre les montants verticaux 12, après
coulage du matériau constituant le parement intérieur 4
et préalablement à la mise en place des traverses
horizontales 16.
Egalement des éléments isolants 3B sont disposés
entre les traverses horizontales 16, successivement à
la mise en place des éléments isolants 3A.
Selon une autre phase du procédé, sur les
traverses 16 est mis en place un pare-pluie 18, fixé et
maintenu par des tasseaux 17, horizontaux ou verticaux.
Successivement à la pose du pare-pluie 18, est mis
en place le parement extérieur 5 ou son support
d'attente, par fixation sur les tasseaux 17 et/ou les
traverses horizontales 16.
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
9
Le parement extérieur 5 peut être constitué de
lattes de bois, de plaques de métal, d'une toile, etc.
Préférentiellement, l'armature métallique 14 à
intégrer au matériau du parement intérieur 4 au cours
de son coulage est un treillis métallique soudé.
Bien entendu, il pourra s'agir de tout autre type
d'armature.
De la même manière, le matériau constituant le
revêtement intérieur, à couler dans le moule, est un
béton fini lisse ou matricé. Mais il pourra s'agir
également de tout autre matériau.
Les figures 4 à 12 résument bien les différentes
étapes de réalisation du panneau selon l'invention :
- L'étape N 1 selon la figure 4 montre le
châssis 7 constituant l'ossature bois 2 sur
les montants verticaux 12 desquels ont été
mis en place des connecteurs 13 bois -
béton.
- L'étape N 2 selon la figure 5 représente
l'ossature bois 2 de l'étape précédente, sur
laquelle a été accrochée l'armature
métallique 14, pour constituer le sous-
ensemble 6.
- L'étape N 3 selon les figures 6 et 7 montre
le sous-ensemble 6 selon l'étape précédente,
après moulage du parement interne 4. Les
figures 6 et 7 montrent en fait le recto et
le verso du panneau 1 en cours de
réalisation.
- L'étape N 4 selon la figure 8 montre la
mise en place d'un isolant 3A entre les
montants verticaux 12.
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
- L'étape N 5 selon la figure 9 montre la
mise en place des traverses horizontales 16
sur les montants verticaux 12.
- L'étape N 6 selon la figure 10 montre la
5 mise en place d'isolation horizontale 3B
entre les traverses horizontales 16.
- L'étape N 7 selon la figure 11 montre la
mise en place d'un pare-pluie 18, puis la
mise en place de tasseaux 17 fixés sur les
10 traverses horizontales 16 se trouvant sous
le pare-pluie 18.
- L'étape N 8 selon la figure 12 montre la
mise en place d'un parement extérieur 5 sur
les tasseaux 17.
Comme le montre les figures 13, 14 et 15, les
connecteurs mécaniques 13 ossature bois 2 - parement
interne 4, maintenant et prépositionnant l'armature
métallique 14 sur les montants verticaux 12 du châssis
7, pour constituer un sous-ensemble 6, destiné à
recevoir le revêtement intérieur 4 par moulage, sont
constitués par une pièce métallique, globalement une
équerre. Ses faces 13a,13b perpendiculaires entre elles
sont destinées à être plaquées sur une face et un chant
adjacent des montants verticaux 12. La face 13a de
l'équerre 13 correspondant à la face du montant 12 est
pourvue d'un trou 13c mis en regard d'un trou
correspondant 19 du montant 12, pour permettre la
fixation sur celui-ci de ladite équerre 13, par
l'intermédiaire d'un élément de liaison par serrage.
L'autre face de l'équerre 13b correspondant au chant du
montant 12 est en appui libre sur celui-ci et comporte
un crochet 13d dirigé vers le haut, destiné au maintien
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
11
et au prépositionnement de l'armature métallique 14 sur
l'ossature bois 2.
Le crochet 13d forme un triangle obtenu par
emboutissage de l'une des faces 13b de la pièce
métallique en équerre constituant le connecteur 13. Le
trou 13c de l'autre face 13a est obtenu de la même
manière et présente une collerette interne destinée à
rentrer dans le trou 19 du montant 12.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
visible sur les figures 16, 17 et 18, les connecteurs
latéraux 15 d'assemblage vertical de deux panneaux 1,1A
successifs sont constitués par des tronçons de tubes
cylindriques 20, rapportés fixement de part et d'autre
sur des profilés respectifs 21,22 de chaque panneau
1,1A de manière alternative et décalée, pour permettre
leur emboîtement à la façon d'une charnière et dont
leur verrouillage s'effectue par l'intermédiaire d'une
broche 23, engagée axialement pour assurer un clavetage
vertical entre les panneaux 1,1A.
Par ailleurs, les tronçons de tube 20 constituant
la partie de charnière de chaque panneau 1 sont rendus
solidaires d'un profilé 21,22, présentant au moins deux
faces à 90 24,25 supportant les tubes 20 et comportant
une pluralité de queues de liaison 26 raccordées
latéralement à l'armature métallique 14, en vue d'être
noyées dans le béton avec cette dernière, lors du
coulage du parement interne 4.
Selon le présent exemple de réalisation, le
profilé 21,22 supportant les tronçons de tubes 20 et
les queues de liaison 26 forme trois branches en S
24,25,27 dont les deux branches d'extrémité 25,27 sont
plates et perpendiculaires entre elles et forment un
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
12
angle à 90 avec la branche centrale 24, plate
également, de manière à accueillir les tronçons du tube
20 constituant une partie de la charnière, entre la
branche centrale 24 et la branche d'extrémité 25
dirigée vers l'extérieur, l'autre branche d'extrémité
27 dirigée dans le sens opposé formant butée avec une
branche correspondante 27 du profilé d'un autre panneau
1, lorsqu'ils sont disposés selon un angle à 90 ,
sortant.
Il est à noter que les deux branches d'extrémité
25,27 du profilé 21,22 contribuent par ailleurs à
renforcer la prise avec le parement interne 4 lors du
coulage du béton le constituant, ceci s'ajoutant à la
liaison par les queues 26, solidaires dudit profilé
21,22.
Les figures 19 à 23 montrent les différentes
possibilités de liaison entre deux panneaux 1 et lA.
C'est ainsi que la figure 19 montre une jonction à
180 ; la figure 20 montre une jonction à 90 (angle
sortant) ; la figure 21 montre une jonction à 270
(angle rentrant) ; la figure 22 montre une jonction à
225 (angle rentrant) ; la figure 23 montre une
jonction à 135 (angle sortant).
Selon un mode de réalisation particulier
représenté sur les figures 27, 28 et 29, la broche de
verrouillage 23 est associée à une gaine 34 expansible,
dans laquelle elle se loge, pour former un moyen de
clavetage des panneaux 1 démontable. Ladite gaine 34
est formée par deux demi coquilles complémentaires,
dont leur longueur correspond sensiblement à celle de
la charnière et formant un cylindre de dimensions
extérieurs sensiblement correspondantes à celles
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
13
internes des tronçons de tube 20 constituant ladite
charnière, au jeu près. La paroi interne de la gaine 34
présente une pluralité de bossages périphériques 28,
espacés les uns des autres, pour en diminuer
ponctuellement la section, et coopérer en extension au
passage d'autres bossages 29 externes de la broche 23,
réalisés selon des dimensions supérieures à celles des
bossages 28 de la gaine 34, mais selon un pas
identique, pour offrir des sections diminuées lors du
passage des bossages 29 de la broche 23. Ainsi sont
créés des points de compression, assurant le
verrouillage, par translation axiale, de la broche 23
dans un sens et son déverrouillage dans l'autre sens.
Selon ce même procédé de verrouillage, les figures
28 et 29 montrent la mise en oeuvre d'un outil 30 à
effet excentrique, agissant sur l'extrémité de la
broche 23a pour la repousser, et donc déverrouiller
l'ensemble. Bien entendu, le verrouillage s'effectue en
agissant dans l'autre sens.
Une autre méthode de verrouillage pourrait
s'effectuer par l'intermédiaire d'un mortier anti-
retrait, mais indémontable, en introduisant d'abord une
gaine étanche et borgne dans les tronçons de tube 20,
puis un axe métallique guidé par un embout plastique,
le vide entre l'axe et la gaine étant ensuite comblé
par un mortier sans retrait.
Comme visible sur les figures 30 et 31, les moyens
d'assemblage dans le sens horizontal de deux panneaux
1,1C superposés sont constitués par un plot 30 fixé
dans la partie supérieure d'un panneau inférieur 1C et
émergeant de celui-ci pour s'emboîter, lors du montage,
dans une douille 31 élastiquement déformable, insérée à
CA 02765223 2011-12-12
WO 2011/039439 PCT/FR2010/051766
14
la partie inférieure d'un panneau successif supérieur
1.
Le plot 30 est noyé dans le béton d'un panneau
inférieur 1C, lors de l'opération de moulage, et
présente une tête d'extrémité évasée 32, de manière à
vaincre l'élasticité de la paroi de la douille 31 du
panneau supérieur 1 au passage de la tête 32 de plot 30
lors du montage, et à se loger sous celle-ci en
verrouillage, en fin de course.
Le plot 30 est pris dans le béton du panneau 1C,
par l'intermédiaire d'une ferrure 33.
