FR3135288A1

FR3135288A1 - Bâtiment à haute performance thermique

Info

Publication number: FR3135288A1
Application number: FR2204174A
Authority: FR
Inventors: Corentin Thiercelin
Original assignee: POPUP HOUSE; POPUP-HOUSE
Current assignee: POPUP HOUSE; POPUP-HOUSE
Priority date: 2022-05-03
Filing date: 2022-05-03
Publication date: 2023-11-10

Abstract

Un bâtiment comporte un soubassement (1) et dont au moins une paroi (2) comporte un voile travaillant (22) intérieur. La paroi (2) est constituée d’un complexe comportant le voile travaillant (22) et en outre une couche isolante de paroi (23) constituée d’un matériau isolant de faible densité, la couche isolante de paroi (23) étant en appui sur le soubassement (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Bâtiment à haute performance thermique

L’invention concerne un bâtiment à haute performance thermique et dont la construction est simple et rapide.

On connaît déjà des procédés de construction de bâtiments visant notamment à améliorer l’isolation thermique. De manière générale, les concepts développés consistent à utiliser essentiellement des panneaux de matière à faible coefficient de transfert thermique, tels que par exemple du polystyrène expansé. Dans certains cas, ces panneaux servent uniquement à constituer les parois d’une construction dont la structure est une charpente qui assure à elle seule la résistance mécanique requise, les panneaux isolants ayant pour seule fonction la réalisation de parois et cloisons et l’isolation thermique, donc sans assurer de fonction structurelle du point de vue de la résistance mécanique du bâtiment.

Le document FR 2997977-A1 montre un système constructif dans lequel les parois et les planchers sont constitués de montants ou de solives en forme de planches entre lesquelles sont intercalés des blocs d’isolant. Les planches sont reliées entre elles à travers les blocs d’isolant pour enserrer ceux-ci. La liaison est réalisée notamment par vissage une planche à l’autre à travers le bloc d’isolant.

Bien que cette technique donne satisfaction, il existe des situations dans lesquelles on peut rechercher encore une amélioration du coût de la construction. De plus ce document ne traite pas de la question du soubassement.

Le document EP 2080837-A2 montre une technique de réalisation de soubassement dans laquelle une plateforme plane est réalisée à partir de matériau granuleux, puis une couche isolante de soubassement est étendue sur cette plateforme avec des panneaux jointifs. Les panneaux en périphérie comporte une rainure dans laquelle on insère une relève. La relève sert de coffrage et on coule une dalle en béton sur la couche isolante de soubassement et délimitée par la relève.

Cette technique permet d’obtenir une base pour un bâtiment avec une excellente isolation thermique du sol. Cependant elle souffre de la plupart des défauts liés à l’utilisation de matériaux hydrauliques, à savoir le fait qu’il faut attendre le durcissement du béton avant de poursuivre les travaux et que l’utilisation de ces matériaux a un impact négatif important sur le bilan carbone de la construction. La déconstruction a également un impact environnemental négatif.

L’invention vise à fournir un bâtiment qui ait de bonnes performances thermiques et qui soit simple et rapide à construire avec un coût maîtrisé.

Avec ces objectifs en vue, l’invention a pour objet un bâtiment comportant un soubassement et dont au moins une paroi comporte un voile travaillant intérieur, le bâtiment étant caractérisé en ce que la paroi est constituée d’un complexe comportant le voile travaillant et en outre une couche isolante de paroi constituée d’un matériau isolant de faible densité, la couche isolante de paroi étant en appui sur le soubassement.

Contrairement aux solutions actuelles dans lesquelles la couche isolante de paroi est fixée sur une partie structurelle du bâtiment, on propose ici que la couche isolante de parois puisse reposer sur le soubassement et participer ainsi à la résistance structurelle de l’ensemble. On peut ainsi réduire les caractéristiques mécaniques nécessaires du voile travaillant, et donc en abaisser le coût. Le voile travaillant est par exemple réalisé par des panneaux de bois reconstitués avec une jonction par rainure et languette, une jonction par assemblage à mi-bois ou par l’intermédiaire d’un plat métallique fixé le long de la jonction des deux panneaux. Les panneaux font par exemple la hauteur d’un niveau et sont placés côte à côte jusqu’à l’obtention de la longueur nécessaire. Le voile travaillant ainsi assemblé forme un diaphragme continu assurant notamment un contreventement de la paroi.

Selon un mode de réalisation, le soubassement comporte une couche isolante de soubassement sur laquelle la couche isolante de paroi est en appui. En mettant en appui la couche isolante de paroi sur la couche isolante de soubassement, on garantit une continuité de l’isolation thermique entre le sol et la paroi. La couche isolante de soubassement peut être disposée directement sur un lit de matériau granuleux comme du gravier concassé, ce qui évite d’avoir recours à des matériaux hydrauliques coûteux en énergie, avec un mauvais bilan carbone et dont le recyclage est délicat.

Selon un perfectionnement, le soubassement comporte une couche d’usage recouvrant la couche isolante de soubassement et s’arrêtant à la limite de la couche isolante de paroi. La couche d’usage est déposée directement sur la couche isolante de soubassement et porte la surface finie du plancher à l’intérieur du bâtiment. Elle forme un diaphragme qui rigidifie la base du bâtiment. Cette couche d’usage est en pratique réalisée par l’assemblage de panneaux qui s’emboîtent entre eux, par exemple par rainure et languette ou par assemblage à mi-bois. Diverses natures de matériaux peuvent être utilisés comme des matériaux à base de bois, de plâtre, de matière synthétique ou de ciment, en fonction des charges et de l’usage qui est prévu ou de l’aspect esthétique qui est souhaité. L’un des avantages de cette couche d’usage est que sa pose en construction sèche ne nécessite pas de délai pour la poursuite des travaux après sa pose. De plus, une telle couche d’usage est capable d’assurer directement la finition du sol, ce qui permet de diminuer le nombre et le coût des opérations à réaliser.

Dans un mode de réalisation, le voile travaillant repose sur la couche d’usage. Cette disposition permet de répartir la charge du voile travaillant sur la couche d’usage.

Selon un perfectionnement, une cornière filante relie la couche d’usage et le voile travaillant entre eux avec une fixation par collage et/ou vissage. On évite ainsi tout mouvement relatif de la couche d’usage et du voile travaillant en fonction des contraintes qui sont appliquées sur le bâtiment. Le vissage pourra être utilisé lorsque les têtes de vis sont ensuite recouvertes par un habillage, par exemple par une plinthe. Pour les parties qui resteraient apparentes, on préférera utiliser le collage. Également en fonction des contraintes de finition, la cornière sera disposée à l’intérieur ou à l’extérieur de l’angle.

Selon une disposition constructive, le bâtiment comporte une ouverture dans la paroi et une planche de seuil s’étendant au moins sur la largeur de l’ouverture et sensiblement sur toute la hauteur de la couche isolante de soubassement. La planche de seuil permet de rigidifier le contour de l’ouverture et peut servir de support pour une huisserie. Elle permet de répartir au sol des charges verticales sur toute sa longueur, comme on le verra mieux par la suite.

Selon un perfectionnement, l’ouverture est délimitée par un cadre comprenant la planche de seuil, deux montants et un linteau, les montants étant fixés sur le voile travaillant, la couche isolante de paroi comportant une feuillure pour loger le cadre. On permet ainsi de reporter les charges reprises par le linteau, transmises vers le bas par les montants et réparties sur la longueur de la planche de seuil en appui sur le lit de gravier sans risquer de déformation locale.

Selon une disposition constructive, une planche de rive haute est fixée en haut du voile travaillant et sur laquelle repose une pluralité de solives supportant une dalle. Lorsque la planche de rive haute mis en place après celle du voile travaillant, on peut ajuster précisément la position de cette planche à la position de la dalle. Cette position ajustée permet de transmettre les charges subies par la dalle depuis les solives vers le voile travaillant, notamment les charges de neige.

Selon un perfectionnement, le bâtiment comporte un plafond fixé sous les solives et sur le bord inférieur de la planche de rive haute La planche de rive sert ainsi de butée et de support à des plaques d’habillage du plafond, ce qui permet de réaliser la liaison avec la paroi.

Selon un perfectionnement, les solives comportent une échancrure de telle sorte qu’un bord inférieur des solives est aligné avec un bord inférieur de la planche de rive. Les solives viennent en appui sur la partie supérieure des parois au niveau de l’échancrure tandis que la partie centrale des solives peut ainsi jouer le rôle le support pour les plaques de plafond sans besoin d’ossature intermédiaire. De plus, les échancrures permettent le passage de gaines masquées derrière les plaques de plafond.

Selon une disposition constructive, des blocs isolants sont interposés entre les solives, les solives étant reliées deux-à-deux par vissage à travers les blocs isolants. Ainsi les blocs isolants, en plus de leur fonction d’isolation, permettent de renforcer la rigidité des solives en empêchant leur déversement. Si la dalle sert également de toiture, les blocs isolants servent aussi de support à une membrane qui permet de réaliser l’étanchéité de la toiture. De préférence, les blocs isolants s’étendent par-dessus les parois.

Selon une disposition constructive, la couche isolante de paroi et le voile travaillant sont assemblés par vissage depuis la face opposée au voile travaillant. Par cet assemblage, la couche isolante de paroi et le voile travaillant forment un complexe particulièrement léger et résistant. Avec un choix judicieux des accessoires de fixation, et notamment de la longueur des vis, la fixation peut-être assurée dans l’épaisseur du voile travaillant sans dépasser de la face à l’intérieur du bâtiment. On peut donc prévoir que le voile travaillant incorpore également la finition sans nécessiter d’ajout de parement supplémentaire, ce qui permet de limiter les coûts de la construction.

Dans un mode de réalisation, la couche isolante de paroi est recouverte côté extérieur d’une couche de finition. Cette couche de finition peut être réalisée selon toutes les techniques connues, notamment dans le domaine de l’isolation thermique par l’extérieur. Cette couche de finition a pour rôle de protéger la couche isolante de paroi contre les intempéries et les agressions mécaniques. De plus elle participe à la fonction structurelle de la paroi.

Dans un autre mode de réalisation, une pluralité de tasseaux est fixée sur le voile travaillant à travers la couche isolante de paroi, et reçoit un habillage. Ce type de construction est également classique, l’habillage étant typiquement un bardage.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :

la est une vue d’ensemble en perspective d’un bâtiment conforme à un mode de réalisation de l’invention ;
la est une vue en perspective du soubassement du bâtiment de la ;
la et une vue similaire à la avec la couche isolante des parois ajoutée ;
la est une vue similaire à la avec la mise en place de cadres pour les ouvertures ;
la est une vue similaire à la avec un voile travaillant des parois ajouté ;
la est une vue du détail VI de la avec le voile travaillant mis en place ;
la est une vue partielle de la paroi de la de l’intérieur du bâtiment avec la couche isolante de paroi mais sans le voile travaillant ;
la est une vue est une vie similaire à la , avec la couche isolante de paroi mise en place ;
la est une vue similaire à la du bâtiment représenté sans dalle de toiture ;
la est une vue du détail d’un angle du bâtiment au niveau d’un angle de la toiture ;
la est une vue de détail montrant la pose de la couche isolante de paroi ;
la est une vue en coupe au niveau d’une ouverture et de la toiture du bâtiment de la ;
la est une vue montrant la pose de l’amorce de tasseaux verticaux pour recevoir un parement extérieur.

Description détaillée

Un bâtiment conforme à un premier mode de réalisation de l’invention, tel que représenté sur la , comporte un soubassement 1, des parois 2 verticales dont trois sont représentées, en appui sur le soubassement 1, et une dalle 3 de toiture en appui sur les parois 2 verticales. Deux de ces parois 2 comportent des ouvertures 20.

Le soubassement 1 comporte une couche isolante de soubassement 10, comme le montre en particulier la , surmontée par une couche d’usage 11. La couche d’usage 11 est de dimension inférieure à celle de la couche isolante de soubassement 10 de manière à laisser courir un espace en périphérie pour recevoir les parois 2. La couche isolante de soubassement 10 est par exemple mise en place sur une couche de matériau en granulés tel qu’un mélange de graviers et de sable, nivelé et compacté au préalable.

Comme le montre le détail de la , au niveau de l’ouverture 20, on prévoit une encoche 12 dans la couche isolante de soubassement 10 avec deux rainures 13 verticales au fond de l’encoche 12 et on prévoit une planche de seuil 211 s’étendant plus largement que la largeur de l’ouverture 20 en s’insérant dans les rainures 13 verticales et sur toute la hauteur de la couche isolante de soubassement 10.

Chaque paroi 2 comporte un voile travaillant 22 intérieur, tel que représenté sur la , en appui sur la couche d’usage 11 et reliée à celle-ci par l’intermédiaire d’une cornière filante 5. Le voile travaillant 22 est fixé à l’une des ailes 51 de la cornière filante 5 par vissage. Le voile travaillant 22 est par exemple formé par des plaques de contreplaqué ou de bois reconstitué, de type dit « OSB », assemblées entre elles par des rainures et languettes ou par assemblage à mi-bois, et/ou par collage. De préférence, ces plaques font la hauteur complète d’un niveau. De préférence également, les plaques comportent une couche de finition du côté de l’intérieur du bâtiment de telle sorte qu’il n’est pas nécessaire de prévoir l’ajout d’un parement ou d’un revêtement sur le voile travaillant 22. Des cornières filantes verticales, non représentées, sont en outre prévues aux angles entre parois 2 pour raccorder les voiles travaillants 22 entre eux.

Au niveau de l’ouverture 20, le voile travaillant 22 est renforcé par un cadre 21 comportant la planche de seuil 211, deux montants 212 et un linteau 213, comme on le voit sur la . Le cadre 21 est relié au voile travaillant 22 par exemple par vissage et/ou collage. Le vissage est réalisé par exemple depuis la face extérieure du bâtiment de manière à préserver la surface finie du voile travaillant 22. Le vissage peut également être effectué depuis l’intérieur si l’huisserie de l’ouverture 20 permet de recouvrir et masquer les vis.

Chaque paroi 2 comporte une couche isolante de paroi 23 constituée d’un matériau isolant de faible densité, tel que du polystyrène expansé ou extrudé, comme représenté sur la . La couche isolante de paroi 23 est en appui sur la couche isolante de soubassement 10 et assure ainsi la continuité d’isolation thermique du bâtiment. La couche isolante de paroi 23 comporte une feuillure 230 pour loger le cadre 21, qui fait saillie du voile travaillant 22. La couche isolante de paroi 23 et le voile travaillant 22 sont assemblés entre eux par vissage depuis la face opposée au voile travaillant 22, comme le montre la . Les vis de fixation sont celles classiquement utilisées dans la fixation des isolations thermiques par l’extérieur. La longueur des vis est choisie soigneusement pour que celles-ci ne dépassent pas de la face du voile travaillant 22 côté intérieur du bâtiment. La couche isolante de paroi 23 est en outre recouverte côté extérieur d’une couche de finition, non représentée. Cette couche de finition participe également à la tenue mécanique du bâtiment.

La dalle 3 sert de toiture et s’étend jusqu’au bords extérieurs du bâtiment, en recouvrant et s’appuyant sur la partie supérieure des parois 2. Cette dalle 3 comporte une pluralité de solives 30 entre lesquelles des blocs isolants 31 sont interposés. Les solives 30 sont reliées deux-à-deux par vissage à travers les blocs isolants 31. Les vis sont donc plus longues que l’intervalle entre deux solives 30. Les blocs sont positionnés pour fournir une légère pente du centre du bâtiment vers la périphérie. Ils sont fixés aux solives 30 en outre par des moyens mécaniques complémentaires, non représentés, et/ou par collage contre les solives 30. Les blocs 31 sont également recouverts d’une membrane d’étanchéité, non représentée. Un acrotère, non représenté, peut être prévu en périphérie de la dalle 3 pour canaliser l’eau de pluie vers des tubes d’évacuation à travers l’une des parois 2.

Les solives 30 reposent sur la couche isolante de paroi 23 et sur des planches de rive haute 24 fixées en haut du voile travaillant 22, visibles notamment sur les figures 9 et 12. Les solives 30 comportent des échancrures 301 à leurs extrémités de telle sorte qu’un bord inférieur 302 des solives 30 est aligné avec un bord inférieur 240 de la planche de rive haute 24. Un parement de plafond 6 est fixé sur le bord inférieur de la planche de rive haute 24 et sur le bord inférieur des solives 30, comme le montre partiellement la . Du fait de la liaison avec les parois 2, le parement de plafond 6 constitue un diaphragme qui permet de rigidifier le haut du bâtiment par un effet de contreventement.

Pour le montage du bâtiment, on procède ainsi. D’abord, on nivelle et compacte le lit de gravier. Puis on dispose sur le lit de gravier des blocs d’isolant pour former la couche isolante de soubassement 10. On réalise les encoches 12 et les rainures 13 au niveau prévu des ouvertures 20 et en y insérant les planches de seuil 211. On monte la couche isolante de paroi 23 et on ajoute les cadres 21 au niveau des ouvertures 20 en les vissant à travers la couche isolante de paroi 23. Puis on procède au montage de la dalle 3 en s’appuyant sur la couche isolante de paroi 23. Pour le montage de la dalle 3 on pose d’abord deux solives 30 et les blocs isolants 31 qui les séparent, puis on assemble par vissage les deux solives. On ajoute une solive 30 et les blocs isolants 31 correspondant et on assemble la dernière solive 30 posée avec la partie de dalle déjà en place. On recommence jusqu’à la constitution complète de la dalle 3.

On travaille ensuite de l’intérieur pour poser les cornières filantes aux angles entre le soubassement 1 et les parois 2, en posant la couche d’usage 11 qui recouvre l’une des ailes 51 des cornières filantes 5, puis en fixant le voile travaillant 22 avec la couche isolante de paroi 23 par vissage à travers la couche isolante de paroi 23. On fixe alors les planches de rive haute 24 sur le bord haut du voile travaillant 22 en position ajustée sous les solives 30. On pose alors les plaques de plafond 6 en les vissant sur les solives 30 et sur les planches de rive haute 24. Dans le même temps, on peut poser la membrane d’étanchéité sur la dalle 3 et la couche de finition sur les parois 2.

Selon un deuxième mode de réalisation, représenté partiellement sur la , une pluralité de tasseaux 7 verticaux est fixée sur le voile travaillant 22 à travers la couche isolante de paroi 23, pour recevoir un habillage, non représenté. Dans ce mode de réalisation, la fixation par le vissage des tasseaux jusque sur le voile travaillant 22 par de longues vis 70 permet également de réaliser la fixation de la couche isolante de paroi 23. Les tasseaux 7 sont également collés sur la couche isolante de paroi 23.

Claims

Bâtiment comportant un soubassement (1) et dont au moins une paroi (2) comporte un voile travaillant (22) intérieur, le bâtiment étant caractérisé en ce que la paroi (2) est constituée d’un complexe comportant le voile travaillant (22) et en outre une couche isolante de paroi (23) constituée d’un matériau isolant de faible densité, la couche isolante de paroi (23) étant en appui sur le soubassement (1).
Bâtiment selon la revendication 1, dans lequel le soubassement (1) comporte une couche isolante de soubassement (10) sur laquelle la couche isolante de paroi (23) est en appui.
Bâtiment selon la revendication 2, dans lequel le soubassement (1) comporte une couche d’usage (11) recouvrant la couche isolante de soubassement (10) et s’arrêtant à la limite de la couche isolante de paroi (23).
Bâtiment selon la revendication 3, dans lequel le voile travaillant (22) repose sur la couche d’usage (11).
Bâtiment selon la revendication 4, dans lequel une cornière filante (5) relie la couche d’usage (11) et le voile travaillant (22) entre eux avec une fixation par collage et/ou vissage.
Bâtiment selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une ouverture (20) dans la paroi (2) et une planche de seuil (211) s’étendant au moins sur la largeur de l’ouverture (20) et sur sensiblement toute la hauteur de la couche isolante de soubassement (10).
Bâtiment selon la revendication 6, dans lequel l’ouverture (20) est délimitée par un cadre (21) comprenant la planche de seuil (211), deux montants et un linteau, les montants étant fixés sur le voile travaillant (22), le cadre (21) étant fixé sur le voile travaillant (22), la couche isolante de paroi (23) comportant une feuillure pour loger le cadre (21).
Bâtiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une planche de rive haute (24) est fixée en haut du voile travaillant (22) et sur laquelle repose une pluralité de solives (30) supportant une dalle (3).
Bâtiment selon la revendication 8, dans lequel les solives (30) comportent une échancrure (301) de telle sorte qu’un bord inférieur des solives (30) est aligné avec un bord inférieur (240) de la planche de rive haute (24).
Bâtiment selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte un plafond fixé sous les solives (30) et sur le bord inférieur (240) de la planche de rive haute (24).
Bâtiment selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel des blocs isolants (31) sont interposés entre les solives (30), les solives (30) étant reliées deux-à-deux par vissage à travers les blocs isolants (31).
Bâtiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche isolante de paroi (23) est fixée sur le voile travaillant (22) par vissage depuis la face opposée au voile travaillant (22).
Bâtiment selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche isolante de paroi (23) est recouverte côté extérieur d’une couche de finition.
Bâtiment selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel une pluralité de tasseaux (7) verticaux est fixée sur le voile travaillant (22) à travers la couche isolante de paroi (23), et reçoit un habillage.