FR2508076A1 - Systeme de construction d'habitation par elements, prefabriques, porteurs en bois ou beton, avec incorporation d'une isolation thermique - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE DE CONSTRUCTION DE BATIMENTS, CARACTERISE PAR LA MISE EN VALEUR DE TROIS ELEMENTS PORTEURS EN BETON PREFABRIQUES PAR UNE MAIN-D'OEUVRE NON SPECIALISEE, SUIVANT UNE METHODE RIGOUREUSEMENT MECANIQUE. L'UTILISATION DE CE PROCEDE CONSERVE L'ASPECT ET LES QUALITES DU TRADITIONNEL. CETTE TECHNIQUE SE CARACTERISE PAR L'ASSEMBLAGE ENTRE EUX D'ELEMENTS VERTICAUX FIXES SUR L'EMBASE DE LA FONDATION AINSI QU'AU PLAFOND OU PLANCHER. CETTE METHODE AUTORISE L'USAGE DE PLANS D'ARCHITECTURE TRES VARIES, SANS NUIRE A L'INDUSTRIALISATION, CAR CE QUI EST STANDARD ET REPETITIF C'EST L'ELEMENT REPRESENTE POUR UN ENSEMBLE DE MODULE. C'EST POURQUOI LA MISE EN FABRICATION DE CES ELEMENTS EN BETON DANS UN SYSTEME DE PREFABRICATION EST SANS DOUTE LE MEILLEUR MOYEN DE REVENDIQUER L'AMELIORATION DE LA PRODUCTIVITE DU TRAVAIL, DIMINUANT LE COUT DE LA MAIN-D'OEUVRE.

Description

E X P O S E S U C C I N C T D U P R O C E D E
La présentation du procédé est un système qui se caractérise essentiellement par l'assemblage de trois éléments porteurs de base en "béton ou en bois". Ce système de construction allie les avantages de la productivité industrielle, a la liberté de création individuelle. Cette méthode permet la maitrise complète de lJouvrage, depuis la conception, la fabrication, ainsi que les exigences sur le chantier.

Aussi, la prefabrication est, sans doute, le meilleur moyen d'amé- liorer la productivité du travail et de diminuer le court. Mais faut-il garder a l'esprit, que la quantité offerte par ce principe doit etre l'équivalent de la qualité dans le temps et le respect de l'architecture.

En d'autre terme, ce que l'on peut retenir de cette préfabrication, c'est l'avantage d'obéir & une conception sur demande, qui pour l'instant est inexistant sur le marché de l'habitat, et en particulier, pour les maisons individuelles.

Autrement dit, la fabrication de ces éléments, panneaux bois ou en béton, peuvent etre offerts au choix de l'utilisateur, en fonction de la région, sous forme de deux possibilités
Il s'agit d'unités industrielles de dimensions moyennes
10) concernant le béton, la fabrication des panneaux peut etre faite
sur le chantier, sans séchage et peut offrir une production de
"X m2 par jour" ; cette installation convient aux projets de
constructions de maisons individuelles.

20) suivant la demande du marché, il peut etre prévu une installation
fixe, typeusine, avec séchage pour fournir d'une manière perma
nente les besoins locaux d'une agglomération.

Ces unités de type béton, présentent l'interet de pouvoir décentraliser la fabrication en diminuant les frais de transport et en utilisant toute main d'oeuvre locale non spécialisée.

De meme, pour le bois, la mise en oeuvre de l'enveloppe est spécia- lement profilée pour permettre les fonctions verticales et horizontales de ces panneaux. Nous trouvons le meme principe de système que le béton permettant de multiples combinaisons, compte-tenu de la forme de ces élé- ments.

Au pouvoir de rendement, il est évidemment possible de coupler plusieurs unités pour une production plus importante selon le nombre de moules.

Etant bien entendu, que les conditions de prix de vente de ces élé- ments dépendent de la nature détaillée des prestations à négocier, suivant le marché. Mais il ne reste pas moins vrai que l'on peut économi- ser des centimes additionnelles au mètre carré dans le respect d'une qualité et d'un confort, en particulier pour l'habitation sociale.

Sur le plan de la fabrication, ce procédé permet a partir de trois éléments préfabriqués, sur lesquels se modulent les projets, l'application & la réalisation de batiments non standartisés d'une nouvelle methode de construction. Mais encore, l'utilisation de ce procede de fabrication de panneaux en bois ou en beton conserve l'aspect et les qualités du traditionnel.

Ce qui détermine pour le 1,béton"
Que les façades, les refends, les chaînages verticaux et horizon
taux sont exécutes de façon traditionnelle, compte-tenu du profil
du panneau en partie haute.

Bt pour 1'6lement en "bois"
Le panneau devient également porteur par lui-même, du fait de la
pose en deuxième phase d'une poutre filante en partie haute du
panneau (même principe que pour le béton) ss cette poutre ayant la
fonction de chaîner l'ensemble des panneaux en bois et de définir
pour la maison individuelle la pièce de bois appelée
" panne sablière ".

Considérant les matières constitutives de ces éléments bois ou béton ou bois et béton, on peut préciser qu'ils ont une conception d'ensemble permettant de structurer tout d'abord une ossature porteuse, avec ou sans isolation thermique incorporée et exécutée lors de la fabrication.

Deuxième possibilité : adapter l'isolation thermique l'extérieur1 au moment de la finition du revêtement en bois ou en autres matériaux.

Du'système dit "LEVEN" nous avons l'avantage de pouvoir allier la possibilité d'intégrer un autre système déja existant, ctest-à-dire le panneau de façade énergétique solaire construit partir d'élément béton ou bois.

C'est pourquoi, cette méthode de fabrication dite "LEVEN" permet de faire face a toutes les études de marchés qui lui seront demandées en utilisant toute la gamme.de ces éléments standards en bois ou en béton.

En d'autre terme, cette diversification est possible sur le plan de la prefabrication par ce système, car ce sont des éléments préfabriqués modulés et standartisés industriellement d'où : ECONOMIE & QUALITE.

C'est ainsi, que ce système associc à un autre système, le panneau solaire, ne sont pas uniquemer.t l'exécution d'ensemble d'éléments prefa- briqués, mais un "outil de travail" servi par une méthode de construction a laquelle il ne doit pas être dissocié, pour prétendre à un resultat I meilleur prix, sur le plan de la conception et de l'architecture.

AVANTAGES DU PROCEDE
Il faut au préalable considérer que pour le béton
- l'élément est composé de matériaux traditionnels,
- béton armé répondant aux normes B.A. 68,
- quantité de matériaux isolant répondant aux normes demandées, par
exemple par l'E.D.F.

- l'élément est en "béton lourd", donc présentant des qualités pour l'isolation phonique.

Au niveau du bois et selon les rôles de l'Art
- l'élément est composé de matériaux de qualité et conforme a toutes
règles et en particulier au D.T.U.

- soit le D.T.U. 3I.1. des travaux de charpente, d'escalier et
d'étaiement en bois,
- celui du D.T.U. 3I.2. construction de maisons traditionnelles a
ossature bois (juin I972).

. L'innovation tient dans la forme de l'élément "bois ou béton" et dans le
mode de travail, ainsi qu'a une mise en oeuvre sur le chantier.

. Ii n'est pas réalisé économie dans la qualite et la quantite des maté
riaux fournis, mais dans la façon de les mettre en oeuvre.

. Il est permis d'appliquer une reelle organisation scientifique et indus
trielle du travail quasiment inexistante, actuellement dans le bâtiment.

. La rentabilite de l'utilisation de ce procede bois ou béton, tient aux
facteurs suivants
Pour le béton : Avantage sur le chantier, moules sans séchage.

En usine, les machines à mouler peuvent avec un investissement peu
élevé, planifier une production importante de divers éléments.

Pour le bois : L'Etude ne change pas, mais la fabrication diffère de
très peu du beton au moment de la phase isolation ainsi que de la
pose sur le chantier.

Main d'oeuvre : fabrication réduite et ne demandant pas une qualifi-
cation spéciale. Il est possible d'utiliser une main d'oeuvre
féminine dans certains pays.

^u~-t-e : grue a la grande précision des cotes des éléments et
par le système de boulonnage, le montage s'effectue très rapidement
avec prcision sans qualification spéciale.

Pour résumer ces opérations techniques, notre bureau d'études peut orienter le choix des matériaux et l'étude du projet aupres du client privé. Il peut faciliter également la mise au point technique des plans d'exécution en collaboration avec les services des travaux des communes et autres responsables.

L'avantage de ce procédé a pour but de concilier la technique au service de l'économie et de l'homme.

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DES PANNEAUX EN BOIS
PRINCIPE : le procédé de fabrication de panneaux en bois est destiné de préférence à la réalisation de maisons individuelles avec étages, soit sur terre plein ou vide-sanitaire.

Peuvent être également réalisés, des bâtiments collectifs de deux a trois niveaux sans grande difficulté.

D'autre part, on peut associer des éléments mixtes, c'est- -dire, bois et beton, pour des bâtiments culturels ou sportifs et d'autres selon l'étude de programme et d'Architecture.

DéFINITION : la paroi verticale de conception bois est constituée par des panneaux de trois dimensions en largeur. Ils sont nervurés et profilés specialement pour permettre les fonctions verticales et horizontales.

Celez permet également de recevoir les charges de la toiture et des planchers, qui sont transmises par un chaînage pérjmétrique calculé en poutre selon le projet. De plus, selon le profil du panneau d'angle intérieur ou extérieur, renforcement à chaque angle.

Au niveau du panneau de bois, le chaînage est remplacé par une poutre en bois venant se loger dans la partie haute du panneau, ceinturant l'ensem- ble des éléments y compris la cloison de refend.

La résultante des charges est répartie au sol par l'intermédiaire de longrines bois ou béton.

FONDATIONS : Travaux traditionnels ou par longrines.

Seront choisis suivant deux méthodes en fonction de la nature du sol
Réalisation de plots en béton armé parfaitement arasés a la cote
moins "X" par rapport au dessous des longrines.

exécution c1Wune rigole de fondation et coulage d'une semelle
filante armée.

PLANCHERS : seront exécutés Soit par dallage sur blocage en tout encan , conformément aux règles en vigueur.

Soit par planchers traditionnels exécutés en dalles pleines béton "par coulage" sur des prédelles préfabriquées de commerce ou autres planchers ordinaires.

Soit par planchers bois, solives associées a des hourdis polystyrK-ne expansé ou fibralith, l'ensemble recouvert d'un isolant, avant la pose du sol fini,..

Observations : pour répondre à tout arrachement de l'enveloppe ou de l'os- sature bois est prévu un système de fixation placé sous l'élément façade et relié avant coulage aux fers a béton du chaînage, voir détail de principe.

ASSEMBLAGE DES PANNEAUX : selon les règles de 1 Art.

L'élément est composé de matériau de qualité et conforme a toutes les règles et en particulier au D.T.U. "spéciale construction" de maisons traditionnelles a ossature bois (Juin 1972).

Ces éléments "panneaux bois" formant l'ossature porteuse, sont assemblés par boulonnage pour le maintien de l'ouvrage sur le chantier et permettre la pose de la panne sablière ou chainage en partie haute de "L'élément".

REVETEMENTS DE FAÇADES : les enduits extérieurs peuvent etre divers
soit en bois, type clin, très résistant aux intempéries, par exemple
essence : MELEZE ou bois GUYANAIS.

Egalement selon le programme en : ciment, chaux ou revêtement
plastique.

REVETEMENTS INTERIEURS : support en contreplaqué permettant de recevoir divers revetements ou simple peinture.

NOTA : il n'est pas possible dans le présent document de mentionner tous les cas susceptibles de se présenter, Mais nous sommes disposés a préconi- ser les solutions relatives aux problemes particuliers que le Maître de l'ouvrage pourrait souhaiter.

Sur un plan plus général
- Aménagement des cloisons,
- Les structures de planchers
- L'habillage des plafonds
- La charpente etc
Seront structurés suivant l'étude de projet et adaptés au programme dans l'esprit d'une prEfK ricat:ion sur demande.

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DES PANNEAUX EN BETON
PRINCIPE : le procédé de fabrication de panneaux en béton est destiné de préférence a la realisation de maisons individuelles avec étages, soit sur terre plein ou vide-sanitaire. Peuvent être également réalisés, des b ti- ments collectifs de trois a quatre niveaux sans grande difficulté.

D'autre part, on peut associer des éléments mixtes, c'est-à-dire béton et bois, pour des bâtiments culturels ou sportifs et d'autres.

DEFINITION : le mur, de conception béton, est constitué par des panneaux de trois dimensions différentes en largeur. Ils sont nervures et profilés spécialement pour permettre les fonctions verticales et horizontales.

Cela permet également de recevoir les charges de la toiture et des planchers, qui sont transmises par un chainage périmétrique en béton armé calculé en poutre selon le projet. De plus, le profil du panneau d'angle intérieur ou extérieur sera renforcé à chaque angle par coulage de béton.

(2ème phase)
ASSEMBLAGE DES PANNEAUX Ces éléments "panneaux béton" formant l'ossature porteuse, sont assemblés par boulonnage pour le maintien de l'ouvrage sur le chantier et collés par résine "EPOXY".

Il est à préciser également, que chaque chant des panneaux béton aura, soit une rainure ou des stries "dites de décompression" pour le collage.

REVETEMENTS DE FACADES et INTERIEURS compris charpente, planchers et fondations se référer à la page "5".

NDTICE EXPLICATIVE - ELEMENTS BOIS
Le panneau bois préfabriqué en atelier est compose de deux éléments:
- D'une ossature porteuse
- D'un cadre avec isolation d'environ 40 à 50mm d'épaisseur, selon la
région, posée a l'intérieur de l'ossature.

Ces panneaux sont désignés par A - B - C ( Côtes en largeur)
A = 1,29 mètres )
B = 0,69 mètres ) dimensions des panneaux en hauteur : 2,52 m
C = 0,80 mètres )
Il est à préciser : que I'élément de 0,80 m de largeur se compose avec le panneau B = 0,69 m, associe à un système préfabriqué d'angle de dimension de 0,11 m permettant au montage les assemblages des panneaux à 900 ( quatre vingt dix degrés ), Voir planche 5/16.

. Soit d'angle interieur ou extérieur
. ou de refend, c'est-à-dire, fixation du panneau "perpendiculaire"
à la façade.

OSSATURE BOIS : A = 1,29 B = 0,69 . Panneau de hauteur executé a 2,52 m, ayant comme épaisseur de structure
une section "en millimètres" : 47 x 110 . L'ossature porteuse est reliée par trois traverses permettant le main
tien provisoire de l'élément dans l'attente de recevoir le cadre avec
l'isolation, exécuté au préalable, formant ainsi le panneau préfabriqué
complet, prêt a mettre en oeuvre sur le chantier.

ISOLATION avec CADRE BOIS
L'élément de largeur de 0,596, de forme rectangulaire est composé de deux montants de section "en millimètres" 47 x 52, assemblés par quatre traverses de même section dont deux intermédiaires sont rapprochees, laissant juste la place à celle de l'ossature porteuse 35/100.

Voir planche n" 6/16.

Ces deux traverses permettant de moiser le cadre bois à l'ossature porteuse.

Voir planche n 1/16.

Ce système de fixation ou d'assemblage, permet le contreventement du panneau dans son ensemble complété par la pose d'un contreplaqué de 8 mm sur la face du cadre, côté intérieur à la construction
Voir planche n 2/16 "A".

Il est à noter que le contreplaqué de 8 mm est posé, cloue sur le cadre en mise temps que la poste de l'isolat on. Ce travail s'effectue sur ces tables a gabarit, à la fois pour l'ossature porteuse et le cadre comprenant l'isolation, le contreplaqué côee intérieur au volume et celui coté extérieur.

Ce contreplaqué, pose coté extérieur1 cloué au préalable a un tasseau, voir planche " 1/16, ayant pour fonction de maintenir le contreventement du cadre, une fois l'élément sorti de la table a gabarit, par suite de tenir l'isolation contre le contreplaqué de 8 mm et de définir un module de l'ordre de 0,275 m permettant le clouage au tasseau du revêtement bois, ou d'un treillis métallique pour servir de support à l'enduit de mortier de ciment.

Il est à noter que l'element cadre de dimension 0,596 de largeur est un résultat obtenu après déduction de l'ossature porteuse de l'élément
B = 0,69 m.

D'autre part, ce cadre de dimension 0,596 m permet d'habiller l'ossature porteuse aussi bien avec l'élément de 0,8Cm et celui de 0,69m ainsi que l'élément de 1,29m.

PRINCIPE DE FIXATION DE L'ELEMENT AVEC LA FONDATION
Pour éviter tout arrachement de la structure bois, il est prévu aux pieds de certaines ossatures porteuses, des ancrages permettant la liaison par scellement avec le chainage en béton.

Ce système de fixation, voir planche 8/16, permet d'associer la construction bois a la fondation béton : soit par la pose d'un chevron de rive (1) en même temps que l'execution du mur de fondation. Ce chevron étant scellé par une patte spécialement (2) étudiée pour recevoir un fer à béton du chainage (3).

Derniere- opEration pour la mise en forme d'un fer à béton (4) soudé a une plaque, elle-même fixée au pied d'un poteau de l'ossature porteuse, assurant tout arrachement du volume.

Etant bien entendu que ce système de fixation est lie avec les armatures en fer (5) du chainage ainsi que ceux (6) laissés en attente dans la semelle de fondation au coulage.

Voir planche nO 8/16.

PRINCIPE DE FIXATION EN PARTIE HAUTE DES ELEMENTS
Pour obtenir et compléter une parfaite liaison dans l'ensemble de la structure, les panneaux seront épaules en partie haute pour recevoir dans l'épaisseur de l'élément une poutre formant chaînage.

Voir planche n" 7/16.

NOTICE EXPLICATIVE r LEMENTS BETON
DEFINITION : le mur de conception béton est constitué par des panneaux dé trois dimensions de differentes largeurs. Ils sont nervurés et profilei spécialement~pour permettre les jonctions verticales et horizontales.

Il est à préciser qu'a chaque angle de la construction, soit intérieur ou extérieur, les panneaux sont profilés de sorte a faciliter un coulage béton en (2ème phase).

Voir planches 12/16 et 13/16.

Ces panneaux sont également profilés en partie haute pour loger le chainage. re système permet de recevoir les charges de la toiture et des planchers. La résultante des charges étant répartie au sol comme une construction traditionnelle
ASSEMBLAGE DES PANNEAUX : ces éléments formant l'ossature porteuse sont assemblés par boulonnage pour le maintien de l'ouvrage sur le chantier, ainsi qu'un collage par résine EPOXY.

ELEMENTS EN BETON
Les panneaux ont une hauteur de 2,56m pour une largeur de 1,29-0,92 et 0,69 dont l'épaisseur totale avec les nervures est de 0,23 m. Son poids le plus lourd etant d'environ 825 Kg
Le panneau est composé d'un voile en béton de 7cm d'épaisseur ou de 8cm suivant la norme en vigueur, d'une nervure périmétrique de 7/16 en béton panneau B ainsi que pour celle intermédiaire des panneaux C, Ci, C2,C3.

Le panneau A étant du même principe, sauf pour la nervure intermédiaire, celle-ci ayant une dimension d'épaisseur de 5cm, soit 5/16. Ce détail, pour respecter les parties des moules négatifs qui sont calculés à 55cm de largeur.

Les nervures de rives sur la périmetrie des panneaux sont percées de trous pour le'passage de fourreaux 20, espaces tous les 32cm, réservés au coulage et solidaires des armatures.

Armature : pour le voile "armature soudee" en 3 de 8 et de 6 formant la maille de 16/20 environ (7)
Pour les nervures : armature dite "échelle" 2 8 soudes aux fourreaux (8) B 20 et deux autres soudés t9) aux épingles 6 {tu).

Voir planche 9/16.

PANNEAUX EN ALLEGE : de conception identique que ceux précédemment désignes
La hauteur est variable suivant le projet ainsi que sa largeur. Coulage de ces panneaux dans les mêmes moules Etude en notre pocsession.

Pi\NNEAbX DE SAISON D'ANGLE ET REFEND : panneaux Cl, C2, C3.

Hcueur totale 2,56m, largeur 0,92m, abaisseur 0,23 sont identiques aux autres panneaux de A = 1,29m et B = 0,69m.

Ces panneaux de liaison seront armes en poteau (11) de section 16/16 comprenant 4 aciers p 8 tor verticaux et de cadres 0 6 tor espacés de 20cm.

Voir planche n 16/1G.

Cette exécution (intervention) étant effectuée en deuxième phase et sans gene pour la suite des operations du second oeuvre.

LES LINTEAUX : ce sont des éléments profilés en forme d'équerre, arases côté voile en béton, à la dimension du panneau allège, avec une particularité : la partie basse de l'équerre "linteau" est plus grande de 32cm de part et d'autre de l'arase, de façon à pouvoir poser l'éliment sur les nervures des panneaux.

Voir planche n 14/16.

L'ISOLATION : La pose de l'isolation (12) d'épaisseur environ 35mm, est faite une fois l'élément béton debout, par clouage sur lambourdes (13) scellées en même temps que le coulage du béton des panneaux.

Compte-tenu de l'épaisseur du panneau béton et en fonction de l'épaisseur de l'isolation que l'on veut apporter ou offrir, selon les régions, possibilité de poser une autre lambourde clouée (14) type "Ancre" sur l'isolation (12) et lambourde (13) de façon a poser la deuxieme plaque (15) venant presque affleurer le parement extérieur des nervures béton.

Pour éviter les ponts thermiques ce procédé permet la pose d'une fibralith ou autre produit, par collage à fixation directe ; ces éléments du type isolant (16).

Ce panneau (16) étant posé permet de recevoir un-enduit de ciment ou plastique (17).

POSE DES MENUISERIES : selon la planche n 16/16, l'on découvre ltétanche- ité parfaite entre la menuiserie et le panneau béton.

- pose d'une tapet en bois (18) pour fixer la croisée (19)
- pose d'un grillage d'angle (20) cloué sur la tapet (18)elle
même fixée au panneau béton (trou percé au préalable).

- cordon d'étanchéité (21) avant la pose de la menuiserie.

- pose d'une cornière (22) pour fixer la croisée à la tapet.

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Procédé de construction concernant des bâtiments ne nécessitant pour leur mise en oeuvre que l'emploi de trois éléments porteurs, type panneaux préfabriqués, aussi bien de matiere en bois que béton armé, pour des -édifica- tions de façades. Ce système comprend toute construction d'habitation permettant d'allier des éléments préfabriqués avec incorporation d'une isolation thermique d'une part et d'autre part de pouvoir intégrer un système de panneaux solaire. Ce principe de construction comprend également des matériaux de base qui sont de durabilité reconnue.

   Les panneaux de construction préfabriqués sont nervurés spécialement sur les quatre côtés permettant l'assemblage entre-eux, placés en juxtaposition puis poses suer le mur de fondation, relie à un chaînage, avec le principe d'ancrage concernant les éléments en bois Pour l'élément béton, il sera essentiellement caractérisé en ce qu'il est constitué par une dalle moulée en béton armé comportant sur ses quatre faces des nervures également armes comportant des passages réservés au boulonnage et & un système de fixation en particulier en partie basse pour ancrage.