L'invention concerne un panneau pour la construction modulaire d'un bâtiment ; elle vise tout particulièrement un panneau réalisé à partir d'éléments en bois mais peut s'étendre le cas échéant à d'autres matériaux.
Pour réduire la main d'oeuvre nécessaire sur chantier, les fabricants ont conçu de nombreux types de panneaux préfabriqués appelés à être assemblés pour former l'ossature des bâtiments. Par exemple, on peut citer les brevets FR-A-2 524 044, FR-A-2 519 050, FR-A-2 523 183, FR-A-2 363 677 qui décrivent divers systèmes de panneaux d'ossature en bois comprenant des nappes d'isolation ; les faces de ces panneaux sont revêtues après assemblage, de plaques de parement internes ou externes.
Ces panneaux connus présentent des défauts. En premier lieu, leur résistance mécanique n'est pas identique dans toutes les directions et ces panneaux possèdent des directions de moindre résistance qui conduisent à des risques de déformations notables en cas d'efforts s'appliquant selon ces directions. En outre, certains de ces panneaux ont des structures complexes qui en conditionnent un coût de fabrication relativement élevé. Ainsi, par exemple, le panneau décrit dans le brevet FR-A-2 524 044 possède un treillis d'éléments emboîtés les uns dans les autres, qui nécessite un travail important et précis de mortaisage obérant le coût du panneau.
La présente invention se propose de pallier les défauts des panneaux préfabriqués d'ossature connus et de fournir un nouveau panneau dont les éléments porteurs peuvent en particulier être réalisés en bois et qui associent les avantages suivants :
A cet effet, le panneau visé par l'invention est du type décrit dans le FR-A-2 363 677 et comprend un cadre périphérique doté extérieurement de structure d'emboîtement sur son pourtour, un premier réseau d'entretoises s'étendant dans le cadre du côté d'une des faces de celui-ci, un second réseau d'entretoises s'étendant dans le cadre du côté de son autre face et présentant des directions croisées par rapport au premier reseau, une première nappe d'isolation constituée par des lames d'isolant rigide ou semi-rigide insérées dans le cadre entre les entretoises du premier réseau et une seconde nappe d'isolation constituée par des lames d'isolant rigide ou semi-rigide insérées dans le cadre entre les entretoises dudit second réseau.
Selon la présente invention, ledit panneau combine les caractéristiques suivantes :
Comme on le comprendra mieux plus loin, un tel panneau possède une résistance remarquable selon toutes les directions, provenant de la conformation de son ossature, croisée selon plusieurs directions et raidie par les fixations multiples des éléments les uns sur les autres (entretoises du premier réseau fixées sur le cadre et sur les contreventements, entretoises du second réseau croisées par rapport aux premières et fixées sur le cadre et sur les contreventements). La réalisation de cette structure peut se faire à partir d'éléments en bois de section rectangulaire, sans aucun travail de mortaisage (à l'exception des structures d'emboîtement périphériques du cadre, connues en elles-mêmes), ce qui conduit à un panneau susceptible d'être fabriqué à prix réduit par une main d'oeuvre peu importante.
En outre, les contreventements possèdent une autre fonction, qui consiste à préserver à leur niveau une lame d'air, au coeur même du panneau, entre les deux nappes d'isolation. On obtient ainsi une isolation thermique et acoustique de très bonne qualité. Il est à noter que les lames d'isolant des deux nappes s'appuient de part et d'autre contre les contreventements et sont ainsi parfaitement positionnées par ces éléments et par les entretoises entre lesquelles elles s'insèrent. Les lames des deux nappes étant croisées, les ponts thermiques sont extrêmement réduits.
Les panneaux conformes à l'invention présentent avantageusement une hauteur égale à une hauteur d'étage de bâtiment (de l'ordre de 2 400 à 2 500 mm).
Plusieurs largeurs modulaires peuvent être prévues pour permettre de répondre avec souplesse à toutes les applications pratiques.
Conformément à une caractéristique préférentielle de l'invention, des panneaux sont prévus en module large (largeur supérieure à 1 000 mm) et sont alors munis de deux contreventements disposés en biais dans le cadre et croisés symétriquement l'un par rapport à l'autre, cependant que des panneaux formant des modules plus étroits (largeur inférieure à 1 000 mm) sont munis d'un contreventement unique disposé en biais dans le cadre.
Par ailleurs, selon un mode de réalisation préféré, le panneau conforme à l'invention présente l'agencement suivant :
Selon la largeur du panneau, le ou les contreventements peuvent s'étendre selon l'une ou les diagonales du cadre ou, pour certains modules, peuvent s'étendre entre un angle du cadre et un angle formé par une traverse et l'extrémité d'une entretoise aboutissant à celle-ci.
L'invention comprend aussi toutes les caractéristiques additionelles ou préférentielles décrites dans les revendications dépendantes.
L'invention ayant été exposée dans sa forme générale, d'autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins annexés, lesquels présentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modules de panneaux conformes à l'invention ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description :
Le panneau préfabriqué représenté à titre d'exemple aux figures 1, 2, 3 et 4 est destiné à former, par assemblage avec d'autres panneaux, une ossature en bois d'un bâtiment, intégrant une isolation thermique et phonique.
Ce panneau présente une forme générale parallélépipédique rectangle, de hauteur de 2 440 mm, de largeur modulaire de 1 200 mm et d'épaisseur de l'ordre de 16,5 cm.
Il est formé par un cadre périphérique rectangulaire, d'épaisseur égale à celle du panneau et composé de deux traverses 1 et 2 qui sont assemblées de façon classique, notamment par cloutage, sur deux montants 3 et 4. Ces éléments sont réalisés en bois (notamment épicéa ou douglas) et présentent une section transversale rectangulaire.
Les deux traverses 1 et 2 et le montant 3 sont dotés, dans le plan median M, de rainures d'emboîtement la, 2a et 3a s'ouvrant vers l'extérieur, cependant que, toujours dans ce plan médian le montant 4 est doté, sur sa face externe d'une languette d'emboîtement 4a de forme adaptée pour coopérer avec les rainures précitées et pouvoir s'emboîter dans celles-ci.
De plus, les traverses 1 et 2 du cadre comportent des encoches de ventilation telles que 5 s'ouvrant sur une face du panneau (appelée à être orientée vers l'extérieur du bâtiment).
Au voisinage du plan médian M, le cadre est intérieurement pourvu de deux contreventements 6 et 7 qui s'étendent selon ses deux diagonales. A chacune de leurs extrémités (au niveau des angles du cadre), ces contreventements sont cloutés sur les montants et traverses.
En l'exemple représenté, le contreventement 6 est d'une seule pièce et le contreventement 7 de deux pièces cloutées sur le contreventement 6 au niveau de la zone de croisement.
Ces contreventements sont constitués par des éléments en bois de section rectangulaire, ayant une épaisseur de l'ordre de 3,5 cm . Ils définissent au coeur du panneau une lame d'air de même épaisseur.
Les traverses 1, 2 et montants 3,4 sont munis de butées telles que 8 et 9 fixées sur leurs faces intérieures ; ces butées constituées par des cales de bois de même épaisseur que les contreventements sont agencées de sorte que leurs faces frontales soient situées dans les mêmes plans que celles des contreventements 6 et 7.
Par ailleurs, d'un côté des contreventements 6 et 7 est disposé un premier réseau d'entretoises telles que 10 réunissant les montants 3 et 4 du cadre et parallèles aux traverses 1 et 2. Ces entretoises qui sont appelées à présenter des directions horizontales une fois le panneau en place, sont constituées par des pièces de bois de section rectangulaire et d'épaisseur égale à la distance séparant la face frontale des contreventements et la face frontale du panneau.
Ces entretoises sont disposées en appui contre les contreventements, de sorte que leur face frontale affleure la face correspondante du panneau (plan coïncidant avec celui des faces frontales des montants et traverses du cadre).
En l'exemple, trois entretoises 10 sont réparties sur la hauteur du panneau. Elles sont fixées par cloutage d'une part, par leurs extrémités, sur les montants 3 et 4, d'autre part, dans les zones de croisement, sur les contreventements 6 et 7.
De l'autre côté des contreventements, est disposé un second réseau d'entretoises en bois telles que 11 perpendiculaires aux entretoises 10 du premier réseau. Ces entretoises parallèles aux montants 3 et 4 sont en l'exemple au nombre de deux et réunissent les traverses 1 et 2 du cadre ; elles sont appelées à présenter des directions verticales une fois le panneau en place.
Elles sont agencées de façon similaire aux premières contre les contreventements 6, 7 avec leur face frontale affleurant la face correspondante du panneau et leur face opposée cloutée sur les contreventements au niveau des zones de croisement.
Par ailleurs, des lames d'isolant telles que 12 sont insérées entre les entretoises 10, de façon à venir s'appuyer, à l'arrière, sur les contreventements 6 et 7 et sur leur pourtour, contre les entretoises et le cadre.
Les lames 12 de cette première nappe ont une épaisseur adaptée, de sorte que leur face frontale soit située en retrait par rapport à la face correspondante du cadre ; un espace est ainsi préservé pour le passage des servitudes (filerie électrique...) du côté intérieur du panneau.
De façon analogue, des lames d'isolant 13 d'une seconde nappe sont insérées entre les entretoises 11, ces lames s'étendant selon une direction perpendiculaire par rapport aux premières.
Elles ont une épaisseur adaptée de sorte que leur face frontale soit située en retrait par rapport à la face correspondante du cadre ; un espace est ainsi préservé du côté extérieur pour la ventilation du panneau. Les encoches 5 pratiquées sur les traverses du cadre débouchent dans cet espace et assurent cette ventilation.
Les lames de la première nappe et de la seconde nappe peuvent être en mousse de polystyrène.
On peut remarquer que les pièces en bois constitutives du panneau conforme à l'invention sont dépourvues de toute structure travaillée (à l'exception des rainures d'emboîtement classiques du cadre), le montage du panneau s'effectuant très rapidement par de simples cloutages. On obtient ainsi un panneau de très faible prix de revient.
Sa résistance provenant de sa structure particulière est remarquable et omnidirectionnelle, ce qui supprime un des principaux défauts des panneaux actuels.
Ses qualités d'isolation thermique et acoustique sont comparables à celles des panneaux connus les plus performants. Elles sont dues à la combinaison des deux nappes d'isolation, de la lame d'air centrale et des deux lames d'air externe et interne (l'une ventilée, l'autre servant au passage de la filerie).
A titre simplement illustratif, sont fournis ci-après les paramètres constructifs essentiels du panneau:
La figure 5 montre la fixation basse et haute d'un panneau qui peut s'effectuer sur semelle par des tirefonds 14 (ou par boulonnage sur dalle) et, en partie haute, par des boulons 15 fixés sur chaînage. Sien entendu, tout autre mode de fixation peut être prévu, les organes de fixation étant répartis en quinconce le long des traverses 1 et 2 du cadre.
Les panneaux sont assemblés entre eux par boulonnage comme le montre la figure 6 : plusieurs boulons tels que 16 (par exemple quatre de chaque côté) sont répartis en quinconce sur la hauteur des montants du panneau.
Les revêtements externe et interne des panneaux sont réalisés de façon connue en soi au moyen de plaques de parement, enduit béton sur grillage, bardage bois, briquettes de parement, etc...
Par ailleurs, les figures 7, 8 et 9 illustrent d'autres modules de panneaux conformes à l'invention.
La figure 7 présente un module large, de largeur égale à 1 365 mm ; il est constitué de façon analogue au précédent à l'exception des deux contreventements qui aboutissent, d'une part, dans un angle du cadre, d'autre part, aux extrémités d'une entretoise 17 parallèle aux montants (3, 4). (Cette entretoise est disposée à 1 200 mm d'un montant et à 165 mm de l'autre).
La figure 8 présente un module étroit, de largeur égale à 600 mm. Celui-ci est pourvu d'un seul contreventement s'étendant selon une de ses diagonales. (Les deux montants (3, 4) du cadre jouent dans ce cas le rôle du deuxième réseau d'entretoises).
Enfin, la figure 9 présente un autre module étroit, de largeur égale à 765 mm. Celui-ci est pourvu d'un seul contreventement aboutissant, d'une part, dans un angle du cadre, d'autre part, à une extrémité d'une entretoise 18 parallèle aux montants (3,4), (entretoise du second reseau, unique en cet exemple).