Procédé d'édification de murs et murs construits selon ce procédé

Abstract

 Procédé d'édification de murs comportant des éléments de coffrage, dont certains sont isolants. La méthode de construction contient les étapes de :
- monter une première paroi de coffrage (3) par assemblage des éléments de coffrage (1);
- monter une deuxième paroi de coffrage (4) en regard de la première paroi ;
- percer des trous (5) traversant les parois de coffrage (3,4) de part en part ;
- introduire une tige (7) dans les trous et enfiler des distanceurs (6) le long de la tige (7) entre les parois ;
- enfiler des plaques de retenue (8) le long de ladite tige (7) à l'extérieur des parois (3,4) ;
- serrer des pièces de serrage (9) sur la tige (6) jusqu'à la retenue des distanceurs (6) ;
- couler du béton dans l'espace de remplissage (10) entre les parois de coffrage (3,4).
Les distanceurs sont perdus dans la structure finale obtenue constituée des parois de coffrage (3,4) et du béton.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé d'édification de murs, notamment de murs sans briques avec un coffrage autoportant et une isolation, et un mur construit selon ce procédé.

Etat de la technique

[0002] L'utilisation de techniques de coffrage est bien connue pour s'affranchir de l'usage de briques lors de l'érection de murs. Cette technique consiste à couler du béton dans l'espace formé entre deux parois verticales formées par l'assemblage de panneaux préfabriqués; elle permet entre autres de placer différents types de conduits destinés aux installations sanitaires, électriques, etc. avant le coulage du béton, évitant ainsi des étapes de perçage qui peuvent s'avérer fastidieuses lorsque le mur est déjà construit, notamment pour déterminer les endroits les plus judicieux où doivent commencer et terminer les conduits.

[0003] Les coffrages isolants utilisent cette technique pour obtenir de bonnes propriétés d'isolation thermique avec l'avantage par rapport aux techniques traditionnelles d'une meilleure facilité de montage et d'une structure plus légère. Par ailleurs, le fait de réaliser l'opération d'isolation conjointement à la construction de la maison sans nécessiter d'étape ultérieure résulte en une diminution significative des coûts de construction. Dans ce cas, les panneaux de coffrage, réalisés dans un matériau isolant, sont destinés à rester à demeure contre les faces extérieures et intérieures des murs après le coulage du béton. On parle dans ce cas généralement d'un coffrage de type perdu.

[0004] Les techniques de coffrage traditionnelles utilisent des entretoises prévues entre les deux parois afin de les maintenir parallèles et de délimiter précisément l'espace à remplir par le béton. Les parois isolantes sont formées d'un assemblage régulier de panneaux élémentaires, qui sont fixés les autres par exemple à l'aide d'attaches avec des vis ou des rivets, ou par un emboîtement de type tenon-mortaise. Afin de garantir une meilleure étanchéité de la paroi, les panneaux peuvent par ailleurs être collés au niveau des joints d'assemblage. Les panneaux sont souvent profilés pour faciliter leur assemblage horizontal ; le brevet EP0374064 décrit par exemple une technique de coffrage utilisant des panneaux profilés de formes complémentaires de type mâle femelle permettant de former des joints à recouvrement au niveau des interfaces longitudinales.

[0005] Afin de résister au mieux aux forces de pression lors du coulage du béton, des rails de guidage peuvent être prévus au niveau de la base de la paroi, là où les forces sont les plus importantes, afin d'assurer une meilleure stabilité. De tels rails sont décrits par exemple dans le brevet EP1061193. Des étais peuvent aussi être prévus ainsi que des règles horizontales pour assurer le maintien de la verticalité des parois malgré la poussée du béton, comme décrit dans le brevet FR2754285.

[0006] Toutefois, dans la plupart des cas, ces éléments d'échafaudage ne suffisent pas pour résister aux contraintes de déformation et d'autres éléments d'armature sont requis, notamment des piliers ou des poteaux au niveau des angles du bâtiment, pour en garantir la stabilité. La demande européenne EP1614822 concerne par exemple une structure dans laquelle les panneaux sont maintenus à l'écartement souhaité par des distanceurs avant que le béton ne soit coulé pour augmenter l'épaisseur du mur; toutefois la structure contient parallèlement des armatures en métal pour améliorer les propriétés de résistance à la charge et la pression.

[0007] Les éléments de fixation ou d'armature sont souvent noyés lors du coulage du béton et perdus avec le reste de la structure de coffrage. Le document FR2720426 décrit par exemple une structure de coffrage perdu contenant des profilés d'écartement vissés aux panneaux et des rails longitudinaux intermédiaires avant le coulage du béton. Le document DE2144523 décrit une technique de coffrage utilisant des étais 13 et des attaches 18 entre les panneaux; ces attaches sont noyées dans du béton de résine. Le document DE2228967 concerne une structure de mur formée par des panneaux de coffrage tenus par des barreaux 3 noyés ensuite dans du béton. Le document EP0491394 concerne un système de coffrage dans lequel des tiges de renforcement sont perdues dans le béton.

Bref résumé de l'invention

[0008] Un but de la présente invention est de proposer un système et une méthode de construction exempts des limitations connues de l'état de la technique.

[0009] En particulier, un but de l'invention est de proposer une structure de coffrage isolante autoporteuse dans laquelle un minimum d'éléments de construction sont requis mis à part les panneaux de coffrage, et dont la construction soit simple et pratique.

[0010] Un autre but de l'invention est de proposer un mode d'assemblage plus rapide des parois de coffrage et dispensant d'éléments d'armature notamment au niveau des angles du bâtiment grâce à l'emploi de nouveaux outils.

[0011] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un procédé d'édification de murs comportant des éléments de coffrage, dont certains sont de préférence isolants. La méthode de construction contient les étapes de :

• monter une première paroi de coffrage par assemblage des éléments de coffrage 1;
• monter une deuxième paroi de coffrage 4 en regard de la première paroi ;
• percer des trous 5 traversant les parois de coffrage 3,4 de part en part;
• introduire une tige 7 dans les trous et enfiler des distanceurs 6 le long de la tige 7 entre les parois ;
• enfiler des plaques de retenue 8 le long de ladite tige 7 à l'extérieur des parois 3,4 ;
• serrer des pièces de serrage 9 sur la tige 6 jusqu'à la retenue des distanceurs 6 ;
• couler du béton dans l'espace de remplissage 10 entre les parois de coffrage 3,4.

[0012] Le procédé selon l'invention est caractérisé par une étape de retrait des pièces de serrage 9, des plaques de retenue 8 et de la tige 6 après que ledit béton a durci. Les distanceurs sont perdus dans la structure finale obtenue constituée des parois de coffrage 3,4 et du béton.

[0013] Ces buts sont également atteints au moyen d'un mur à structure de coffrage perdu isolant qui est édifié selon le procédé décrit.

[0014] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de minimiser le prix de revient total de construction d'habitation grâce à un emploi réduit de matériaux de construction et leur réutilisation possible. Par ailleurs, le mode d'assemblage proposé grâce aux nouveaux outils selon l'invention réduit les coûts de manutention et de mise en oeuvre grâce à la diminution considérable de la durée des travaux de maçonnerie et d'isolation.

Brève description des figures

[0015] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles:

[0016] La figure 1 illustre une vue en perspective d'un mur érigé selon la méthode de l'invention.

[0017] Les figure 2a et 2b illustrent respectivement une vue en coupe d'un mur érigé selon la méthode de l'invention, en cours de construction, et une vue de face des plaques de retenue ainsi que des pièces de serrage.

[0018] La figure 3 montre les outils spécialisés utilisés pour l'assemblage des parois.

[0019] La figure 4 illustre les outils d'échafaudage additionnels selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0020] La figure 1 illustre une variante préférentielle de la réalisation d'un mur selon la méthode de l'invention, montrant tous les éléments de construction mis à part le béton. Les éléments de coffrage sont des panneaux 1 munis de tranches profilées 16 par des rainures et nervures facilitant leur emboîtement mutuel. Bien que seules des rainures verticales soient visibles sur la figure, l'homme du métier comprendra que l'utilisation de tranches profilées 16 est aussi envisageable pour l'assemblage horizontal des panneaux 1.

[0021] Selon le mode de réalisation représenté, on distingue la paroi de coffrage 3 externe et la paroi de coffrage 4 interne. Selon ce mode de réalisation préférentiel, la paroi 3 externe est isolante; il est toutefois possible d'envisager que la paroi de coffrage interne 4 soit isolante, voire même que les deux parois 3 et 4 soient toutes deux isolantes. Le matériau utilisé pour la paroi 3 isolante est par exemple du polystyrène expansé (par exemple du SAGEX), dont la découpe de n'importe quelle forme géométrique est relativement aisée, une caractéristique qui peut s'avérer utile pour la formation des embrasures de portes ou de fenêtres. Toutefois, tout autre type de matériau isolant rigide peut également être retenu pour la paroi externe 3. La paroi de coffrage interne 4 peut être montée par exemple avec des panneaux préfabriqués rigides 2 constitués d'un matériau à base de plâtre et/ou d'aggloméré lié à du ciment, ou encore avec des panneaux en bois, par exemple à lamelles minces orientées de type OSB. Cette paroi peut par ailleurs être enduite d'un matériau isolant et/ou contenir un revêtement isolant complémentaire, par exemple sur la face interne de la paroi destinée à adhérer au béton. Selon le genre de construction exigée, la taille des distanceurs 6, illustrés plus en détail plus loin sur la figure 2, peut par ailleurs être ajustée en fonction de l'épaisseur souhaitée des murs.

[0022] Selon la variante de construction illustrée sur la figure 1, les panneaux sont simplement collés les uns aux autres, sans requérir d'éléments de fixation entre les panneaux 1. Le mode de collage avec les outils spéciaux est décrit plus loin sur la base de la figure 3. Le mur obtenu ne comprend ainsi aucun élément d'armature. Il est toutefois possible d'envisager utiliser la méthode selon l'invention en utilisant du béton armé et introduire des vis de fixation pour des cadres, des installations sanitaires, électriques, de ventilation ou n'importe quelle combinaison de ces éléments d'installation. Des treillis d'armature (non représentés) peuvent aussi être rajoutés par exemple pour les murs situés dans la terre. On pourra par ailleurs constater que selon cette variante préférentielle de construction, des éléments de coffrage 1', de préférence isolants également, sont situés sous ou contre la paroi de coffrage 3 externe, elle-même aussi isolante, et servent de coffrage des bords du radier 17 sur lequel le bâtiment est construit. On peut par ailleurs constater que les éléments de coffrage isolants pour les bords de radier 1' sont légèrement différents de ceux utilisés pour la paroi externe 3 ; ils sont en général plus denses et moins épais. Pour pouvoir incorporer ces éléments de coffrage 1' sous la paroi de coffrage 3, une étape préliminaire de creusement d'une surprofondeur autour du radier 17 est nécessaire. Selon une variante non représentée, il est aussi possible d'isoler le radier 17 sous toute sa surface et non seulement le pourtour.

[0023] La figure 2a illustre une vue en coupe d'un mur de bâtiment utilisant la méthode de construction de l'invention, avant que les pièces de serrage 9, les plaques de retenue 8 et la tige 7 ne soient retirées. Selon la variante représentée, la tige 7 est filetée et les pièces de serrage 9 sont des écrous. Cette variante présente l'avantage de pouvoir effectuer un réglage fin du serrage. Toutefois, ce mode de réalisation ne doit pas être interprété de façon limitative ; il est par exemple possible d'envisager utiliser des goupilles de n'importe quelle section (cylindrique, carrée) voire une goupille fendue dont on écarterait par exemple des branches aux extrémités opposées des trous pour le serrage et la fixation. Les pièces de serrage 9 peuvent aussi par exemple consister en des bouchons chassés sur les extrémités de la tige 7.

[0024] Selon la méthode de l'invention, les tiges 7 sont introduites dans les trous 5 et les distanceurs 6 sont enfilés le long de la tige 7 entre les parois 3,4. Les plaques de retenue 8 sont enfilées le long de la tige 7 à l'extérieur des parois 3,4 avant ou après cette étape, et les écrous 9 vissés jusqu'à sentir la retenue des distanceurs 6. Une fois le béton durci, les plaques de retenue et les tiges sont retirées et les trous peuvent être comblés par de la mousse de remplissage, de préférence isolante, pour la paroi externe 3.

[0025] La figure 2b montre une vue de face des plaques de retenue 8 - ici en forme de disques - et des écrous 9. Les plaques peuvent prendre toute autre forme géométrique facile à usiner (par exemple, carrée ou rectangulaire). Afin de mieux résister à la pression du béton lorsque celui-ci est coulé dans l'espace de remplissage 10 entre les parois, le nombre de plaques de retenue 8 sera de préférence plus important vers le bas du mur, où la pression est la plus forte. Dans ce même souci de stabilisation de la partie inférieure du mur face à la pression du béton et également pour garantir la rectitude du mur, une variante alternative (non représentée) au mur illustré par la figure 1 peut prévoir que les parois soient dressées sur des rails de soubassement.

[0026] La figure 3 illustre un mode préférentiel d'assemblage de la paroi 3, de préférence isolante, par collage et les outils spéciaux qui sont employés pour ce faire. On peut distinguer les plaques munies de pointes 11 qui s'enfichent dans les éléments de coffrage 1, de préférence isolants, et maintiennent ainsi en compression mutuelle leurs tranches adjacentes. La colle utilisée peut par ailleurs être expansive, auquel cas les plaques servent aussi à retenir la poussée lors du séchage de la colle.

[0027] Les plaques munies de pointes 11 sont utilisées pour l'assemblage tranche à tranche des éléments de coffrage 1 pour former un pan de mur; elles permettent de s'affranchir de tout élément de fixation entre les éléments de coffrage 1. Toutefois, pour établir les joints au niveau des angles de bâtiment par simple collage également, d'autres types d'outils sont requis. Ces outils, illustrés sur la figure 3, consistent en une équerre 12 munie de pointes dont l'extrémité est une plaque métallique à ressort profilée 13. Cette équerre 12 a la même vocation de maintien en compression de deux éléments de coffrage 1 que les plaques 11, mais s'applique à des parties angulées du mur à construire, l'angle représenté étant ici droit selon la figure 3. Ces équerres font par conséquent office de serre-joints pour ces parties angulées.

[0028] Sur la figure 3, les parois sont assemblées selon le mode de réalisation préférentiel correspondant à l'illustration de la figure 1, dans laquelle des éléments de coffrage 1' sont ajoutés sous ou contre la paroi externe 3 isolante à angle droit afin de servir de coffrage aux bords du radier 17. L'assemblage décrit sur cette figure correspond au mode de réalisation préférentiel de coffrage du radier 17 illustré par la figure 1, sur laquelle on peut voir que les tranches des éléments de coffrage 1' sont collées sur la paroi de coffrage 3 ; il est toutefois aussi possible d'envisager coller les tranches inférieures de la paroi 3 sur le côté d'éléments de coffrage 1'. La technique de coffrage selon l'invention peut par ailleurs aussi être employée avantageusement pour réaliser les embrasures de portes et de fenêtres, en recouvrant les tranches de béton d'éléments de coffrage 1, de préférence isolants, puis en collant ces éléments 1 isolants sur ceux de la paroi externe 3. Les équerres 12 permettent d'assurer le maintien en compression lors du collage et sont donc un outil privilégié pour garantir un coffrage isolant aussi au niveau des embrasures.

[0029] Les figures 4a et 4b illustrent respectivement une vue de face et de profil d'autres nouveaux outils qui sont utilisés pour faciliter la construction selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention. On peut distinguer des règles d'assemblage 14 verticales, situées selon le mode de réalisation illustré sur la paroi interne de coffrage 4 du mur. Des règles d'assemblage similaires 14 sont de préférence utilisées conjointement sur la paroi de coffrage externe 3 pour permettre une coopération mutuelle. Les règles d'assemblage 14 comportent des trous (non référencés), par exemple régulièrement espacés, et de préférence avec un redoublement du nombre de trous dans la partie basse pour pouvoir fixer plus de plaques de retenue 8 et ainsi mieux résister à la pression du béton, comme expliqué précédemment. Elles ne sont toutefois destinées qu'à un usage temporaire en tant qu'échafaudage et non comme élément d'armature.

[0030] Les règles 14 seront de préférence enfilées verticalement le long d'une série de tiges 7, derrière les plaques 8 pour consolider ainsi tout l'édifice par rangées de plaques de retenue 8. Les pièces de serrage 9 sont fixées de préférence directement sur les règles d'assemblage 14. Ce mode de réalisation ne doit toutefois pas être considéré comme limitatif et les pièces susmentionnées peuvent être enfilées dans un ordre différent. Par ailleurs, des plaques de retenues 8 peuvent être utilisées conjointement avec les règles d'assemblage 14 pour l'érection soit des parois de coffrage internes 4, soit externes 3, soit les deux.

[0031] Selon ce mode de réalisation préférentiel illustré par les figures 4a et 4b, des étais 15 sont parallèlement employés pour assurer la verticalité des parois de coffrage 3,4, et le cas échéant la réajuster. Ces étais 15 peuvent par exemple être vissés sur le radier 17. Les étais 15 se différencient de ceux de l'art antérieur par le fait qu'ils sont de préférence creux afin de faciliter l'étape de perçage des trous 5, qui se font alors dans l'alignement des trous de la règle d'assemblage 14.

[0032] La méthode de construction selon l'invention permet par ailleurs de garantir un coffrage isolant pour les têtes de dalles (non représentées) en choisissant par exemple une hauteur de paroi externe de coffrage 3 légèrement supérieure à celle de la paroi interne 4, d'une épaisseur de préférence environ égale à celle de la dalle. Ainsi, une fois le béton coulé et durci dans l'espace de remplissage 10, la dalle peut être posée de telle sorte que sa partie supérieure affleure au niveau de la tranche des panneaux 1. Le même processus peut ensuite être réitéré pour chaque étage suivant, jusqu'à la toiture.

[0033] Le procédé construction décrit permet de garantir une réduction du travail nécessaire à la construction en évitant la formation d'évidements, de gainages, de rhabillages, de bétonnage d'ouvertures etc. qui constituent des travaux de régie de construction en général très coûteux. La facilité d'assemblage des parois 3,4 et de montage des murs permet de minimiser les coûts relatifs à la main d'oeuvre sur le chantier en réduisant d'environ 20% le temps requis pour la construction d'un bâtiment.

[0034] Par ailleurs les nouveaux outils utilisés pour l'assemblage des parois permettent de minimiser les éléments d'armature requis pour la construction du mur; une fois le béton coulé, à priori seuls les distanceurs 6 sont perdus en tant qu'éléments de construction, mais les serre-joints et tous les autres éléments de fixation sont réutilisables. Cette modularité est pratique pour réaliser différents types de murs, de différentes épaisseurs, sans toutefois nécessiter l'usage d'outils différents à chaque fois.

[0035] L'isolation thermique fournie par le procédé de construction selon l'invention est très bonne puisque tous les ponts thermiques sont supprimés des sous-sols à la toiture, y compris au niveau des embrasures et des têtes de dalles à chaque étage. Ces propriétés d'isolation sont très importantes pour garantir l'attribution de labels de qualité de type Minergie et Minergie Plus.

Numéros de référence employés sur les figures

[0036] 

(1)	Eléments de coffrage isolants
(2)	Deuxièmes éléments de coffrage
(3)	Paroi de coffrage isolante
(4)	Deuxième paroi de coffrage
(5)	Trous
(6)	Distanceur
(7)	Tige/goupille
(8)	Plaque de retenue
(9)	Pièce de serrage
(10)	Espace de remplissage pour le béton
(11)	Plaque munie de pointes
(12)	Equerre à pointes
(13)	Plaque métallique à ressort profilé
(14)	Règle d'assemblage
(15)	Etais
(16)	Tranche profilée
(17)	Radier

Revendications

1. Procédé d'édification de murs comportant des premiers éléments de coffrage (1) et des deuxièmes éléments de coffrage (2) comprenant les étapes suivantes:

- monter une première paroi de coffrage (3) par assemblage desdits premiers éléments de coffrage (1);

- monter une deuxième paroi de coffrage (4) en regard de ladite première paroi (3);

- percer des trous (5) traversant lesdites parois de coffrage (3,4) de part en part;

- introduire une tige (7) dans lesdits trous et enfiler des distanceurs (6) le long de ladite tige (7) entre lesdites parois (3,4);

- enfiler des plaques de retenue (8) le long de ladite tige (7) à l'extérieur desdites parois (3,4);

- serrer des pièces de serrage (9) sur ladite tige (7) jusqu'à la retenue desdits distanceurs (6);

- couler du béton dans l'espace de remplissage (10) entre lesdites parois de coffrage (3,4);

- retrait desdites pièces de serrage (9), desdites plaques de retenue (8) et de ladite tige (7) après que ledit béton a durci, lesdits distanceurs (6) étant perdus dans la structure finale obtenue constituée desdites parois de coffrage (3,4) et dudit béton,

- caractérisé par le fait que lesdits premiers éléments de coffrage (1) sont isolants et par le faut que leur assemblage est effectué par collage.

2. Le procédé selon l'une des revendications précédentes, ledit assemblage utilisant par ailleurs une plaque munie de pointes (11) s'enfichant dans lesdits premiers éléments de coffrage (1) et/ou une équerre (12) munie de pointes et d'une plaque métallique à ressort profilée (13), ladite équerre (12) faisant office de serre-joint pour des parties angulées dudit mur.

3. Le procédé selon la revendication 2, lesdites plaques munie de pointes (11) et ladite équerre (12) étant utilisées pour réaliser le coffrage des embrasures.

4. Le procédé de l'une des revendications précédentes, utilisant par ailleurs des règles d'assemblage (14) et des étais (15) pour assurer la verticalité desdites parois de coffrage (3,4).

5. Le procédé selon la revendication 4, lesdits étais étant creux pour faciliter ladite étape de perçage.

6. Le procédé selon l'une des revendications précédentes, lesdites parois (3,4) étant dressées sur des rails de soubassement.

7. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape préliminaire de creusement d'une surprofondeur autour d'un radier (18) et d'incorporation de dits éléments de coffrage (1') isolants sous ou contre ladite paroi de coffrage (3).

8. Mur à structure de coffrage perdu isolant édifié selon le procédé de l'une des revendications précédentes.

9. Mur selon la revendication 8, ne comprenant aucun élément de fixation ni d'armature.

10. Murs selon la revendication 8 ou 9, lesdits premiers éléments de coffrage (1) étant munis d'une tranche profilée (16) pour faciliter leur assemblage.

11. Mur selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel ladite première paroi de coffrage (3) est disposée à l'extérieur et le matériau desdits premiers éléments de coffrage (1) est du polystyrène expansé.

12. Mur selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel lesdits deuxièmes éléments de coffrage (2) forment la paroi de coffrage interne (4), et sont constitués d'un matériau composite à base de plâtre et/ou d'aggloméré lié à du ciment.

13. Mur selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel les embrasures de fenêtres et de portes sont réalisées avec desdits premiers éléments de coffrage (1) recouvrant les tranches du béton.

14. Mur selon l'une des revendications 8 à 13, comprenant desdits éléments de coffrage (1) sous ladite paroi de coffrage (3), lesdits éléments de coffrage (1) servant de coffrage des bords d'un radier (17).

15. Mur selon l'une des revendications 8 à 14, ladite première paroi de coffrage (3) garantissant un coffrage isolant des têtes de dalle.

Dessins