Pièce de construction préfabriquée formant élément de coffrage

Abstract

 Pièces de construction préfabriquées
Plusieurs éléments unitaires (10) en matériau de construction sont assemblés bout à bout et solidarisés au moins sur un côté par une plaque isolante (11) mécaniquement reliée à chaque élément unitaire.
L'invention concerne notamment les éléments de coffrage préfabriqués.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à des pièces de construction préfabriquées, telles que, par exemple, les poutres, linteaux, encadrements d'ouvertures, poteaux d'ossature, éléments de coffrage, chaînages,etc, ainsi qu'à un procédé pour sa fabrication.

[0002] La plupart de ces pièces de construction sont généralement fabriquées sur le chantier ce qui nécessite la réalisation de coffrages, d'étayages, la coulée de béton, le démontage des coffrages, la pose éventuelle d'isolant.....

[0003] La présente invention a pour but de fournir des pièces de construction, notamment des coffrages, pouvant être préfabriquées aux dimensions requises en atelier ou usine, de manière à pouvoir être montées directement sans nécessiter d'engins de manutention, et limiter au minimum les opérations sur le chantier.

[0004] Ce but est atteint par des pièces de construction qui, conformément à l'invention, comportent chacune plusieurs premiers éléments unitaires semblables, en matériau de construction, assemblés bout à bout et solidarisés, au moins sur un de leurs côtés, par une plaque de matériau thermiquement isolant mécaniquement reliée à chacun d'entre eux par une liaison du type tenon et mortaise.

[0005] Ainsi, une pièce de construction d'une longueur ou hauteur donnée est formée par assemblage bout à bout du nombre nécessaire d'éléments unitaires qui sont solidarisés entre eux par la plaque de matériau isolant, ce qui permet le transport de la pièce sur le chantier.

[0006] On peut prévoir, sur le côté de la plaque isolante opposé à celui relié aux éléments unitaires, une rangée de seconds éléments unitaires formant contre-cloison lorsque la pièce de construction est montée. De ce fait, on obtient une pièce de construction comportant, d'une part, des premiers éléments unitaires pour former un linteau, un poteau, un encadrement, un appui,....., et, d'autre part, des seconds éléments unitaires qui forment contre-cloison, une plaque de matériau isolant étant interposée entre les premiers et seconds éléments unitaires pour assurer à la fois leur solidarisation et la fonction d'isolant thermique sans pont.

[0007] Dans le cas d'un linteau ou d'un poteau d'ossature, les premiers éléments unitaires sont avantageusement des éléments de coffrage qui, assemblés forment un coffrage complet pour le linteau ou le poteau, coffrage qui reste en place.

[0008] Un avantage particulier des pièces de constructions conformes à l'invention réside dans le fait qu'elles permettent de satisfaire aux normes en vigueur relatives à la fissuration des enduits. En effet, ces pièces destinées aux points singuliers d'un bâtiment peuvent présenter des caractéristiques d'isolation thermique comparables à celles de blocs de construction tels que décrits dans la demande de brevet français n° 2 341.714. En particulier, on pourra former des alvéoles dans les éléments unitaires constituant ces pièces. On évite ainsi, aux points singuliers, la formation de ponts thermiques avec des gradients de température susceptibles de causer la fissuration des enduits.

[0009] Les éléments unitaires sont réalisés en un matériau de construction choisi parmi le béton, la terre cuite, les pierres de construction,..... Les seconds éléments unitaires, lorsqu'ils sont prévus, peuvent être réalisés eux aussi, au moins en partie, en un de ces matériaux. Ces seconds éléments formant contre-cloisons peuvent bien entendu être réalisés en d'autres matériaux, par exemple à base de plâtre. Ils peuvent même être des éléments multicouches.

[0010] La plaque en matériau thermiquement isolant est en une matière plastique expansée, par exemple de la mousse de polyuréthane. Une mousse phénolique pourrait aussi être utilisée.

[0011] La liaison mécanique entre la plaque de matériau isolant et les éléments unitaires placés bout à bout est du type à tenon et mortaise. Ce terme recouvre une liaison avec par exemple au moins une nervure ou rainure de la plaque engagée dans une rainure ou nervure de forme correspondante formée par l'alignement de rainures ou nervures des différents éléments. Ces nervures ou rainures peuvent être continues ou discontinues.

[0012] La liaison peut aussi être réalisée par engagement de tétons portés par la plaque dans des trous borgnes des éléments unitaires.

[0013] La liaison est de préférence du type à encastrement, c'est-à-dire avec des nervures ou tétons ayant une section croissante à partir de la surface de la plaque sur laquelle ils font saillie. Toutefois, si l'utilisation finale des pièces de construction le permet, la liaison peut ne pas être à encastrement.

[0014] Pour la fabrication d'une pièce de construction conforme à l'invention, on dispose en rangée le nombre d'éléments unitaires nécessaires pour obtenir une pièce d'une longueur donnée et on solidarise ces éléments par mise en place d'une matière isolante, par exemple par expansion en place d'une mousse polyuréthane ou encore d'une mousse phénolique. Dans le cas préféré d'une pièce de construction avec une rangée de premiers et une rangée de seconds éléments unitaires, l'expansion de la mousse isolante est effectuée dans un intervalle ménagé entre ces deux rangées.

[0015] D'autres particularités et avantages des pièces de construction conformes à l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins joints desquels :

- la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une pièce conforme à l'invention formant coffrage pour un linteau,

- la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une pièce conforme à l'invention formant coffrage pour un poteau d'ossature,

- les figures 3 et 4 sont deux vues de pièces conformes à l'invention pour un encadrement de fenêtre ; et

- la figure 5 est une vue partielle en perspective d'une pièce conforme à l'invention pour un appui de baie.

[0016] La figure 1 montre des éléments unitaires de coffrage 10 identiques à profil en U assemblés bout à bout et solidarisés mécaniquement par une plaque 11 de matériau thermiquement isolant, par exemple une plaque en matière isolante expansée.

[0017] La plaque II porte, sur sa face lla tournée vers les éléments 10, des nervures 12 en queue d'aronde. Chaque nervure 12 est logée dans une rainure qui est formée par la mise bout à bout de rainures 13 présentes sur les faces extérieures des ailes loa des éléments 10 adjacentes à la plaque II.

[0018] Des éléments unitaires de contre-cloison 15 en forme de plaques de même longueur ℓ que les éléments 10 sont assemblés bout à bout et solidarisés mécaniquement par la plaque 11 du côté de sa face llb opposée à la face lla.'Sur cette face llb, la plaque 11 porte des nervures 16 en queue d'aronde. Chaque nervure 16 est logée dans une rainure formée par la mise bout à bout de rainures 17 des faces 15a des éléments 15.

[0019] Des alvéoles 14, s'étendant sur toute la longueur des éléments 10, sont formés dans les parties de ces éléments non adjacentes à la plaque 11, c'est-à-dire leurs fonds 10b et leurs ailes 10c.

[0020] Les éléments 10 solidarisés par la plaque 11 forment une pièce de construction 18 qui peut constituer par exemple un coffrage pour un linteau. La pièce 18 est mise en place puis du béton est coulé à l'intérieur des éléments de coffrage 10. Bien entendu, la pièce 18 est laissée en place après durcissement du béton et on obtient ainsi un linteau avec une contre-cloison et une plaque d'isolant incorporée sans ponts thermiques entre la contre-cloison et le linteau.

[0021] On notera que la liaison mécanique réalisée par la plaque 11 doit conférer à la pièce 18 une résistance mécanique suffisante pour constituer un coffrage permettant, sans autre renfort, la coulée de béton. Aussi, l'isolant utilisé est un isolant relativement dense ayant de bonnes propriétés mécaniques, par exemple une mousse de polyuréthane.

[0022] Pour réaliser la pièce 18, on procède par exemple comme suit. On place bout à bout des éléments de coffrage 10 et des éléments de contre-cloison 15 en nombre nécessaire suivant la longueur voulue pour la pièce 18. On les dispose suivant deux rangées parallèles ménageant entre elles un intervalle, les éléments 10 et 15 étant placés avec leurs faces munies de rainures tournées l'une vers l'autre. Dans l'intervalle entre ces faces, on provoque l'expansion de mousse de polyuréthane. La plaque 11 se forme avec ses nervures 12 et 16. On obtient alors une liaison de type à tenon et mortaise entre la plaque 11 et chacun des éléments 10 et 15. Bien entendu, on pourra obtenir une liaison de ce type avec des nervures 12, 16 et rainures 13, 17 de profil autre qu'en queue d'aronde, par exemple de profil en T, ou, plus généralement, avec un relief des faces, tournées l'une vers l'autre, des éléments 10 et 15 propre à assurer une liaison mécanique avec la matière isolante après expansion de cette dernière.

[0023] Les éléments de coffrage 10 et de contre-cloison 15 sont par exemple des éléments en béton fabriqués par moulage dans des installations de type connu pour la fabrication de blocs. D'autres matériaux pourraient être utilisés pour ces éléments, par exemple la terre cuite ou une pierre de construction. En outre, l'élément de contre-cloison 15 pourra être un élément multicouches et comprendre notamment une couche pare-feu, par exemple en plâtre.

[0024] Les figures 2 à 5 illustrent d'autres modes de réalisation de pièces de construction conformes à l'invention. Les matériaux constitutifs des éléments formant ces pièces ainsi que leurs modes de fabrication et d'assemblage sont analogues à ceux décrits ci-dessus pour la pièce 18 et ne seront de ce fait pas décrits ci-après en détail.

[0025] La figure 2 montre une pièce 28 comportànt une rangée d'éléments unitaires 20 en forme de cadres assemblés bout à bout et solidarisés mécaniquement sur un de leurs côtés par une plaque isolante 21,la plaque 21 portant sur sa face 21a tournée vers les éléments 20 une ou plusieurs nervures 22 engagées dans des rainures 23 des éléments 20.Sur son autre face 21b, la plaque 21 porte des des nervures 26 engagées dans des rainures 27 d'éléments 25 en forme de plaques mises bout à bout et constituant une contre-cloison. Des alvéoles 24 sont formés dans des parties des éléments 20 non adjacentes à la plaque 21.

[0026] Les pièces 20 forment des éléments de coffrage qui, assemblés, constituent un coffrage pour la coulée d'un poteau d'ossature. A cet effet, des fers 29 peuvent être placés à l'intérieur du coffrage au moment de la préfabrication de la pièce 28.

[0027] Les figures 3 et 4 montrent une pièce 38 avec des premiers éléments unitaires 30 en forme de cadres mis bout à bout et assemblés mécaniquement par une plaque isolante 31. Des seconds éléments unitaires 35 mis bout à bout sont également assemblés mécaniquement par la plaque 31, du côté opposé à celui où se trouvent les éléments 30, et forment une contre-cloison. Des alvéoles 34 sont formés dans des parties des éléments. 30 non adjacentes à la plaque 31.

[0028] La pièce 38 constitue une pièce d'encadrement d'une porte ou fenêtre, par exemple une pièce à mettre en place verticalement contre l'extrémité d'un mur 39. Ce dernier est par exemple constitué de blocs préfabriqués 40 avec une partie portante extérieure 41 et une contre-cloison intérieure 42 assemblées par un élément isolant intermédiaire 43. De tels blocs sont décrits notamment dans la demande de brevet français n° 2 341.714.

[0029] Une fois l'élément d'encadrement 38 placé, on peut couler'du béton à l'intérieur du coffrage constitué par les cadres 30.

[0030] On notera qu'une rainure longitudinale 44 pourra être formée sur la face extérieure du côté des éléments 30 tourné vers les blocs 40. De même, les parties portantes 41 de ces blocs pourront présenter une rainure longitudinale 45 faisant face à la rainure 44 pour former avec cette dernière un alvéole 46 après mise en place définitive de l'élément 38.

[0031] L'élément 38, avec ses alvéoles 34 et, éventuellement, l'alvéole 46, permet de satisfaire parfaitement aux normes relatives à la fissuration des enduits. En effet, bien que placé en un point singulier du bâtiment, cet élément 38 ne se singularise pas, du point de vue de l'isolation thermique, par rapport aux blocs 40. Il n'y a alors pas à craindre d'apparition de ponts thermiques au point singulier occupé par l'élément 38. Cette remarque faite pour la pièce d'encadrement 38 vaut bien entendu également pour les autres pièces conformes à l'invention placées en des points singuliers de bâtiments.

[0032] La pièce 38 porte des pattes de scellement pour la fixation de gonds 47 pour volet. La plaque 31 et la contre-cloison 35 sont de largeur inférieure à celle des cadres 30 pour le montage du dormant 48 et de la tapée 49 de la fenêtre.

[0033] Les modes de réalisation illustrés par les figures 3 et 4 se différencient en ce que, dans le cas de la figure 3, il s'agit d'un cadre pour fenêtre en ébrasement, alors que, dans le cas de la figure 4, il s'agit d'une fenêtre en nu intérieur.

[0034] La figure 5 illustre encore un autre mode de réalisation d'une pièce 58 conforme à l'invention. Cette pièce constitue un appui de fenêtre et comporte des éléments unitaires identiques 50 assemblés bout à bout qui forment l'appui proprement dit. Ces éléments 50 sont solidarisés par une plaque d'isolant 51, ainsi que des seconds éléments unitaires 55 formant contre-cloison. Des alvéoles longitudinaux 54 traversent chaque élément 50.

[0035] Comme on peut le voir figure 5, la plaque 51 présente une épaisseur supérieure dans sa partie inférieure à celle qu'elle présente dans sa partie supérieure et a ainsi une forme adaptée à celle de la pièce 58. En outre, ceci se traduit par un allégement des éléments unitaires 50.

[0036] Des fers 53 destinés à être noyés dans du béton peuvent être disposés dans une rainure longitudinale 56 formée par l'assemblage bout à bout de rainures 52 prévues dans la face supérieure des éléments 50.

[0037] Bien entendu, d'autres modes de réalisation de pièces conformes à l'invention pourront être envisagées, en particulier pour les points singuliers de bâtiments.

[0038] La longueur des éléments unitaires constitutifs des pièces conformes à l'invention est choisie, par exemple de l'ordre d'une ou plusieurs dizaines de centimètres, pour permettre, par un assemblage d'un certain nombre de ces éléments, de couvrir la majorité des besoins quant aux longueurs des pièces à préfabriquer en usine ou atelier avant leur transport sur chantier. On notera encore qu'il est possible d'envisager la disposition de plaques isolantes sur plusieurs des côtés d'une rangée d'éléments unitaires tels que par exemple les rangées d'éléments 10 et 20.

[0039] Bien entendu, d'autres modifications ou adjonctions pourront être apportées aux modes de réalisation ci-avant décrits de pièces conformes à l'invention sans pour autant sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées. Ainsi, bien que l'on ait envisagé dans ce qui précède le cas où la plaque de matériau isolant est réalisée par expansion en place d'une mousse de matière plastique, la solidarisation des éléments unitaires pourrait aussi être réalisée par insertion d'une plaque préalablement moulée.

Revendications

1. Pièce de construction préfabriquée caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs premiers éléments unitaires semblables, en matériau de construction, assemblés bout à bout et solidarisés, au moins sur un de leurs côtés, par une plaque de matériau thermiquement isolant mécaniquement reliée à chacun d'entre eux par une liaison de type tenon.et mortaise.

2. Pièce de construction selon la revendication caractérisée en ce qu'elle comporte des seconds élément unitaires semblables entre eux; assemblés bout à bout et solidarisés, sur un de leurs côtés par la plaque de matériau isolant, les premiers et seconds éléments étant placés de chaque côté de la plaque et les seconds élé- ments constituant une contre-cloison.

3. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les premiers éléments unitaires sont réalisés en un matériau choisi dans le groupe comportant le béton, la terre cuite et les pierres de construction.

4. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la plaque de matériau isolant est en matière plastique expansée telle qu'une mousse de polyuréthane.

5. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les premiers éléments sont des éléments de coffrage en forme de U notamment pour linteau.

6. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les premiers éléments sont des éléments de coffrage en forme de cadres, notamment pour poteau.

7. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle constitue une pièce d'encadrement de porte ou fenêtre.

8. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle constitue une pièce d'appui de fenêtre ou baie.

9. Pièce de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les premiers éléments unitaires présentent des alvéoles au moins dans leurs parties autres que celles adjacentes à la plaque de matériau isolant.

10. Procédé pour la fabrication d'une pièce de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on place bout à bout les premiers éléments unitaires et l'on met en place la plaque de matériau isolant par expansion en place d'une matière isolante, chaque élément présentant, du côté où la plaque est mise en place, un relief permettant l'établissement d'une liaison mécanique avec la plaque lors de 1'.expansion de la matière isolante.

Dessins