Panneau en bois pour la construction en particulier de bâtiments, d'ouvrages d'art et de mobilier

Abstract

 L'invention concerne un panneau de construction en bois, comprenant un treillis de poutrelles de bois 12 qui se croisent dans un même plan par encastrement mutuel, en formant un sous-ensemble sur lequel est fixé au moins un autre sous-ensemble 16, 22 formé de membrures parallèles 18 réunies entre elles à leurs extrémités par des poutres de bois 20.
Ce panneau est utilisable en construction comme panneau de mur porteur, de cloisonnement, de support de couverture ou de plancher, et pour la construction de meubles.

Description

[0001] L'invention concerne un panneau en bois pour la construction de maisons, d'immeubles, d'ouvrages d'art, de bâtiments utilitaires tels que des silos par exemple, et de meubles, qui peut être utilisé comme panneau de mur porteur, de cloisonnement, de support de couverture ou de plancher,selon ses formes de réalisation.

[0002] On connaît déjà des panneaux de construction en bois, dont l'armature comprend un treillis formé de poutrelles de bois qui se croisent à angle droit et sur chaque face duquel sont fixées des membrures parallèles en bois, cet ensemble étant en général associé à un cadre qui l'enserre.

[0003] Un tel panneau présente de nombreux avantages :
- Il est beaucoup plus léger qu'un panneau traditionnel ayant des caracté­ristiques mécaniques semblables, ce qui facilite sa manipulation,
- Sa structure lui confère une stabilité dimensionnelle parfaite, quelles que soient ses dimensions,
- Il est particulièrement destiné à travailler en compression et peut donc être utilisé en panneau porteur pour des constructions de plusieurs étages,
- Ses qualités mécaniques sont telles qu'il peut être réalisé avec des bois de qualité courante ou secondaire, à un prix de revient relativement faible.

[0004] La présente invention a pour but d'apporter des perfectionnements impor­tants à un panneau de ce type, en ce qui concerne sa fabrication, ses caractéristiques mécaniques et la diversité de ses formes de réalisation.

[0005] Elle propose à cet effet un panneau en bois pour la construction en particulier de bâtiments, d'immeubles, d'ouvrages d'art et de mobilier, utilisable comme panneau de mur porteur,de cloisonnement, de support de couverture ou de plancher, comprenant un treillis de poutrelles de bois qui se croisent par exemple à angle droit, et des membrures qui sont fixées au treillis pour assurer sa stabilité, caractérisé en ce que les poutrelles de bois du treillis se croisent dans un même plan par encastrement mutuel, en étant fixées entre elles à chaque croisement, et constituent un premier sous ensemble sur lequel est fixé au moins un autre sous-ensemble constitué par des membrures sensiblement parallèles et réunies entre elles, à leurs extrémités, par deux poutres de bois ou lisses qui sont perpendiculaires aux membrures et qui définissent avec celles-ci les dimensions et la forme générale du panneau.

[0006] Il en résulte une simplification importante de la fabrication de ce panneau, puisque chaque sous-ensemble peut être assemblé indépendamment et standardisé, après quoi il suffit de fixer un sous-ensemble de membrures sur une ou sur chaque face du treillis pour obtenir le panneau selon l'invention.

[0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, lorsque un sous-ensemble de membrures est fixé sur chaque face du treillis, les membrures de ces deux sous-ensembles sont décalées latéralement d'une face à l'autre du treillis, d'une distance sensiblement égale à leur dimension dans la direction de décalage.

[0008] On augmente ainsi la rigidité de chaque noeud du treillis, et donc la résistance d'ensemble du panneau.

[0009] Le panneau selon l'invention peut être plan ou incurvé avec une forme en portion de cylindre (le treillis étant incurvé, les membrures étant soit également incurvées et réunies entre elles à leurs extrémités par des poutres droites, soit droites et réunies à leurs extrémités par des poutres incurvées), la forme incurvée du panneau pouvant être plus complexe, par exemple avec une inversion de courbure lorsque les membrures sont réunies entre elles à l'une de leurs extrémités par une poutre droite et à leur autre extrémité par une poutre incurvée présentant la ou les courbures souhaitées.

[0010] Le nombre de sous-ensembles de treillis et de membrures constituant le panneau peut être augmenté, lorsque celui-ci doit résister à des contraintes mécaniques très importantes orientées dans la direction des membrures et­/ou perpendiculairement à celles-ci.

[0011] Dans ce cas, le panneau comprend par exemple au moins deux treillis parallèles, entre lesquels est disposé un sous-ensemble de membrures, sur lesquelles sont fixées les poutrelles de bois des treillis.

[0012] Par ailleurs, lorsque le panneau doit présenter un coefficient d'isolation thermique important, des couches de matière isolante sont disposées entre les membrures sur au moins une face du panneau.

[0013] Des plaques ou éléments de revêtement ou de parement peuvent être fixés ensuite sur les deux faces du panneau.

[0014] L'invention concerne également les constructions réalisées à partir de panneaux de ce type, caractérisées en ce que deux panneaux adjacents sont réunis par les membrures d'extrémités de leurs faces extérieures, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une pièce en bois telle qu'un poteau d'angle.

[0015] D'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- La figure 1 est une vue schématique en plan d'un treillis faisant partie d'un panneau selon l'invention ;

- Les figures 2A et 2B sont des vues en coupe et en plan respectivement d'un noeud du treillis de la figure 1 ;

- La figure 3 est une vue en plan d'un sous-ensemble de membrures faisant partie du même panneau ;

- La figure 4 est une vue en plan d'un autre sous-ensemble de membrures faisant partie de ce panneau ;

- La figure 5 représente le panneau formé par assemblage des sous-­ensembles des figures 1, 3 et 4 ;

- La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5 ;

- La figure 7 est une vue partielle en plan représentant l'asemblage de deux panneaux selon l'invention ;

- Les figures 8 et 9 sont des vues en coupe selon les lignes VIII-VIII et IX-­IX de la figure 7 ;

- La figure 10 est une vue partielle en plan d'un autre assemblage de deux panneaux selon l'invention ;

- La figure 11 est une vue en coupe selon la ligne XI-XI de la figure 10 ;

- La figure 12 est une vue en plan représentant l'assemblage de trois panneaux selon l'invention ;

- La figure 13 est une vue en coupe selon la ligne XIII-XIII de la figure 12 ;

- La figure 14 represente une variante de réalisation d'un panneau selon l'invention ;

- Les figures 15 et 16 sont des vues en coupe, à plus grande échelle, selon les lignes XV-XV et XVI-XVI de la figure 14 ;

- Les figures 16 et 17 sont des vues schématiques en coupe de deux variantes de réalisation d'un panneau selon l'invention.

[0016]  On se réfère d'abord aux figures 1 à 6, concernant une première forme de réalisation d'un panneau selon l'invention.

[0017] Ce panneau comprend un premier sous ensemble constitué par un treillis 10 de poutrelles de bois 12 qui se croisent à angle droit et que sont fixées entre elles, par clouage ou agrafage, à chaque croisement. Comme on le voit mieux dans les figures 2A et 2B, les poutrelles 12 se croisent dans un même plan et sont formées, au niveau de chaque croisement, avec des encoches 14 à section rectangulaire, dont la profondeur est égale à la moitié de la dimension correspondante de la poutrelle 12, de sorte que ces poutrelles s'encastrent mutuellement les unes dans les autres dans un même plan à chaque croisement.

[0018] En général, les poutrelles 12 ont une section carrée, par exemple de 4x4 cm2 lorsque le panneau est destiné à servir de mur porteur ou d'élément de cloisonnement.

[0019] Le treillis 10 ainsi constitué par les poutrelles 12 a un contour d'ensemble rectangulaire dans lequel les poutrelles sont orientées à 45° par rapport aux bords du treillis. Les mailles carrées formées par les poutrelles ont des côtés de l'ordre de 40 cm par exemple.

[0020] Ce treillis est associé à un premier sous-ensemble 16 de membrure 18, comprenant une série de membrures 18 parallèles entre elles et équidistan­tes, réunies entre elles à leurs extrémités par deux autres membrures 20 parallèles entre elles et perpendiculaires aux membrures 18 et qui sont fixées par exemple par clouage sur les extrémités de ces membrures 18.

[0021] Ce sous-ensemble 16 de membrures a une forme générale rectangulaire, correspondant à celle du treillis 10.

[0022] Un autre sous-ensemble 22 de membrures, représenté en figure 4, va être associé au treillis 10 et au premier sous-ensemble 16 de membrures.

[0023] Ce second sous-ensemble 22 comprend des membrures 18 parallèles entre elles, et sensiblement équidistantes, réunies à leurs extrémités par deux lisses ou poutres 24 qui sont perpendiculaires au membrures 18. Les membrures d'extrémités du sous-ensemble 22 sont constituées par deux autres membrures ou poutres 26, parallèles aux membrures 18 et pouvant avoir une section transversale supérieure. Comme pour le sous-ensemble 16, les lisses ou poutres 24 sont fixées par clouage sur les extrémités des membrures 18 et des membrures ou poutres d'extrémités 26.

[0024] Le panneau 28 résultant de la fixation des sous-ensembles 16 et 22 sur les deux faces du treillis 10, est représenté dans les figures 5 et 6. Le sous-­ensemble de membrures 22 fixé sur une face du treillis 10 va former la face extérieure du panneau 28. Le sous-ensemble 16 de membrures, fixé sur l'autre face du treillis, va constituer la face intérieure de ce panneau. Les deux sous-ensembles de membrures sont fixés par clouage sur le treillis 10, à chaque croisement d'une poutrelle 12 et d'une membrure ou poutre 18, 20, 24 ou 26.

[0025] D'une face à l'autre du panneau, deux membrures 18 correspondantes sont décalées latéralement l'une par rapport à l'autre d'une distance égale à leur dimension dans la direction de décalage ou direction horizontale. Comme les poutrelles 12 à chaque croisement sont fixées sur ces membrures 18 par clouage, on renforce ainsi la rigidité de chaque noeud du treillis et donc la résistance d'ensemble du panneau. Aux extrémités latérales du panneau, les membrures d'extrémité 18 du sous-ensemble 16 fixé sur la face interne du treillis se trouvent à l'intérieur des membrures ou poutres d'extrémité 26 du sous-ensemble 22 fixé sur la face externe de ce treillis, de sorte que le sous-­ensemble 16 a une longueur inférieure à celle du sous-ensemble 22.

[0026] Dans l'exemple représenté, les membrures 18 des deux sous-ensembles ont une section transversale rectangulaire et sont fixées de champ sur le treillis. Les poutres ou membrures d'extrémité 26 du sous-ensemble 22, ainsi que les deux poutres perpendiculaires 24, ont une section supérieure à celle des membrures 18 et comprennent, sur leur face externe, une rainure longitudi­nale 30 destinée par exemple à recevoir un joint ou une garniture d'étanché­ité.

[0027] Le panneau 28 peut avoir une hauteur d'environ 2,55 mètres et une longueur de 3,75 mètres, le sous-ensemble de membrures intérieure 16 ayant une longueur de 3,60 mètres environ.

[0028] Les figures 7 à 9 représentent l'assemblage de deux panneaux 28 selon l'invention, qui sont juxtaposés dans un même plan et réunis par les poutres ou membrures d'extrémité 26 de leurs faces extérieures placées l'une contre l'autre, au moyen de tiges filetées horizontales 32 traversant les deux poutres ou membrures 26 juxtaposées et recevant des écrous de serrage 34 à leurs extrémités libres.

[0029] Les figures 10 et 11 représentent l'assemblage à angle droit de deux panneaux 28, par l'intermédiaire d'un poteau d'angle 36 ayant une section transversale carrée dont le côté est égal à l'épaisseur du sous-ensemble 22 de membrures extérieures augmentée de l'épaisseur du treillis 10. Les deux côtés extérieurs du poteau d'angle 36 viennent dans le prolongement des faces extérieurs des panneaux 28, et ses deux autres faces sont appliquées sur les faces latérales des membrures ou poutres extérieures d'extrémité 26 des deux panneaux 28. Le poteau d'angle 36 est fixé aux poutres ou membrures d'extrémité 26 des panneaux 28 par des tiges filetées 38 horizon­ tales qui sont deux à deux perpendiculaires et dont chacune traverse le poteau d'angle 36 et une poutre d'extrémité 26 du panneau 28 et reçoit un écrou de serrage 40 à son extrémité.

[0030] Les figures 12 et 13 représentent l'assemblage en T de trois panneaux 28 selon l'invention. Deux des ces panneaux sont disposés dans un même plan, le troisième panneau 28 étant perpendiculaire à ce plan. Les deux panneaux 28 disposés dans le même plan sont réunis entre eux par leurs poutres ou membrures d'extrémité extérieures 26, au moyen de tiges filetées 42 dont chacune traverse les deux poutres d'extrémité 26 et reçoit un écrou de serrage 44 à son extrémité libre. Toutefois, les deux poutres 26 sont maintenues séparées l'une de l'autre d'une distance égale à l'épaisseur du treillis 10 au moyen d'entretoises tubulaires 46 traversées par les tiges filetées 42 et engagées à leurs extrémités dans les rainures 30 des deux poutres d'extrémité 26.

[0031] Le troisième panneau 28 vient se loger, par son bord vertical, dans l'espace formé entre les membrures d'extrémité 18 des faces internes des deux premiers panneaux, la poutre d'extrémité 26 du troisième panneau étant appliquée contre la membrure d'extrémité intérieure 18 de l'un des panneaux, en appui sur le bord du treillis 10 de ce panneau. Des tiges filetées horizontales 48 traversent la membrure d'extrémité 18 du premier panneau et la poutre d'extrémité 26 du troisième panneau et reçoivent des écrous de serrage à leur extrémité libre. D'autres tiges filetées 50, qui s'étendent horizontalement dans une direction perpendiculaire à celle des tiges filetées 48, traversent la poutre d'extrémité 26 du premier panneau et celle du troisième panneau, pour recevoir un écrou de serrage à leur extrémité libre. On obtient ainsi une liaison rigide entre les trois panneaux 28, sans qu'il soit nécessaire de relier directement le deuxième panneau 28 au troisième panneau.

[0032] Dans ces assemblages, on peut placer une pièce de liaison en bois entre les membrures d'extrémité de deux panneaux adjacents à réunir, pour par exemple fermer un espace vide entre ces membrures, ou permettre la fixation d'un troisième panneau dans une direction perpendiculaire.

[0033] Les figures 14 à 16 représentent un panneau 28 selon l'invention, compre­nant une ouverture 52 destinée à recevoir un bloc fenêtre ou la menuiserie d'une fenêtre. L'ouverture 52 est délimitée, sur les deux faces du panneau 28, par des membrures supplémentaires verticales 54 et horizontales 56. Les membrures horizontales 56 sont fixées par clouage aux membrures 18 des faces externe et interne du panneau, ainsi qu'aux poutrelles 12 du treillis 10, tandis que les membrures verticales 54 sont fixées par clouage à leurs extrémités sur les membrures horizontales 56, et sont fixées également par clouage sur les poutrelles 12 du treillis. Les membrures 54 et 56 permettent donc, d'une part, de définir l'ouverture destinée à recevoir une fenêtre et, d'autre part, de renforcer localement le panneau sur le pourtour de cette ouverture, pour compenser l'absence de treillis et de membrures 18 à l'intérieur de l'ouverture.

[0034] Dans le cas où le panneau selon l'invention doit supporter des charges ou des contraintes très importantes on peut augmenter dans ce panneau le nombre de treillis ou de sous-ensembles de membrures, comme représenté schématiquement dans les figures 17 et 18.

[0035] La figure 17 est une vue en coupe schématique d'un panneau 60 compre­nant un sous-ensemble 22 de membrures placé entre deux sous-ensembles de treillis 10 qui sont fixés par clouage sur les membrures du sous-ensemble intermédiaire 22. Des plaques de revêtement 62 peuvent être fixées sur les faces libres des treillis 10.

[0036] La figure 18 représente une autre variante du panneau selon l'invention, comprenant trois sous-ensembles de treillis 10 entre lesquels sont interposés deux sous-ensembles de membrures 22. Si on le souhaite, une plaque de recouvrement 64 peut être interposée entre chaque treillis extérieur 10 et le sous-ensemble de membrures 22 correspondant.

[0037] De façon générale, le panneau selon l'invention peut avoir une forme plane, comme représenté dans les dessins, ou cintrée, par exemple en portion de cylindre, avec des membrures qui sont soit droites, soit cintrées. Le panneau peut également avoir une forme incurvée plus complexe, par exemple avec une inversion de courbure.

[0038] Il peut comprendre un seul sous-ensemble de poutrelles 12 formant un treillis, associé avec un seul sous-ensemble de membrures, ou bien avec deux sous-ensembles de membrures comme représenté dans les figures 1 à 6, ou encore plusieurs treillis associés à un ou plusieurs sous-ensembles de membrures comme représenté dans les figures 17 et 18. L'espace libre entre les membrures sur une face ou sur les deux faces du panneau permet une disposition facile d'une épaisseur de matière thermiquement isolante. Une ou les deux faces du panneau peuvent être garnies d'un revêtement ou d'un support de revêtement, qui est fixé sur les membrures.

[0039] Lorsque le panneau comprend un treillis placé entre deux sous-ensembles de membrures, son espace intermédiaire contenant le treillis peut être utilisé pour former une couche d'air emprisonnée, ou bien une couche d'air débouchant à l'extérieur du panneau par des ouvertures prévues à cet effet. Cet espace interne partiellement occupé par le treillis peut également être utilisé pour le passage de câbles, de conduits, de tuyauteries,etc....

[0040] Le panneau selon l'invention peut être utilisé dans la construction de bâtiments et d'immeubles, non seulement comme élément de mur porteur ou de cloisonnement, mais également comme élément de support de couverture ou de plancher. Dans ce cas, il ne comprend en général qu'un treillis associé à un seul sous-ensemble de membrures dans lequel l'intervalle entre mem­brures est plus faible, par exemple de l'ordre de 30 cm. Le treillis se trouve selon les cas sur la face inférieure du panneau, dont les membrures forment le support d'un revêtement de couverture ou de plancher ou sur la face supérieure.

[0041] Il est également possible de réduire le nombre de poutrelles de bois constituant le treillis de telle sorte que celui-ci ne présente plus de noeuds entre les membrures, qui se croisent entre elles uniquement au niveau des membrures. On réduit ainsi le poids du panneau, lorsque celui-ci ne doit pas être soumis à des charges ou contraintes très élevées.

[0042] Le panneau selon l'invention peut également être utilisé pour la construc­tion de meubles. Dans ce cas, les dimensions des poutrelles de bois du treillis et des membrures, et les intervalles entre membrures ont des valeurs réduites appropriées. Ce panneau peut être revêtu d'un plaquage de bois précieux sur une ou sur chacune de ses faces et est plus léger et meilleur marché qu'un panneau traditionnel en contreplaqué.

[0043] Il convient enfin de souligner les caractéristiques mécaniques exception­nelles du panneau selon l'invention, dont les résistances à la compression et à la flexion sont telles que sa destruction totale est à peu près impossible. Les maisons et immeubles construits avec ces panneaux ont une solidité à toute épreuve et ne peuvent s'effondrer, ce qui est particulièrement avantageux dans les régions à haut risque de séismes.

Revendications

1. Panneau en bois pour la construction en particulier de bâtiments, d'immeubles, d'ouvrages d'art et de mobilier, utilisable comme panneau de mur porteur, de cloisonnement, de support de couverture ou de plancher, comprenant un treillis (10) de poutrelles de bois (12) qui se croisent par exemple à angle droit, et des membrures (18) qui sont fixées au treillis (10) pour assurer sa stabilité, caractérisé en ce que les poutrelles de bois (12) du treillis (10) se croisent dans un même plan par encastrement mutuel, en étant fixées entre elles à chaque croisement, et constituent un premier sous-ensemble sur lequel est fixé au moins un autre sous-ensemble (16, 22) constitué par des membrures (18) sensiblement parallèles réunies entre elles, à leurs extrémités, par deux poutres de bois (20, 24) qui sont perpendiculai­res aux membrures (18) et qui définissent avec celles-ci les dimensions et la forme générale du panneau (28).

2. Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un sous-ensemble (16, 22) de membrures est fixé sur chaque face du treillis (10).

3. Panneau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les membrures (18) des deux sous-ensembles (16, 22) fixés sur les deux faces du treillis (10) sont décalées latéralement d'une face à l'autre du treillis, d'une distance sensiblement égale à leur dimension dans la direction de décalage.

4. Panneau selon l'une des revendications 1 à 3, ayant une forme générale incurvée, caractérisé en ce que le treillis (10) est de forme incurvée correspondante, les membrures (18) étant soit rectilignes et réunies entre elles à leurs extrémités par des poutres incurvées, soit incurvées et réunies entre elles à leurs extrémités par des poutres rectilignes.

5. Panneau selon l'une des revendications 1 à 3, ayant une forme générale incurvée, caractérisé en ce que le treillis a une forme générale incurvée correspondante, les membrures (18) étant sensiblement rectilignes et réunies entre elles à une extrémité par une poutre rectiligne et, à leur autre extrémité, par une poutre incurvée.

6. Panneau selon l'une des revendications précédentes, formant un élé­ment de support de couverture ou de plancher, caractérisé en ce qu'il comprend un treillis (10) formant la face inférieure du panneau et un seul sous-ensemble de membrures (18) formant la face supérieure du panneau, sur laquelle est fixé un revêtement de couverture ou de plancher.

7. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membrures (26) d'extrémité du sous-ensemble (22) formant la face extérieure du panneau ont une section supérieure à celle des membrures intermédiaires (18).

8. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poutres (24) et les membrures d'extrémité (26) du sous-ensemble (22) formant la face extérieure du panneau comprennent une rainure longitudi­nale (30) sur leur face extérieure, formant logement d'un joint ou d'une garniture d'étanchéité.

9. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des couches de matière isolante sont disposées entre les membrures (18), sur au moins une face du panneau.

10. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des plaques ou des éléments de revêtement ou de parement sont fixés sur les deux faces du panneau.

11. Panneau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux treillis (10) parallèles, entre lesquels est disposé un sous-ensemble de membrures (18) sur lesquelles sont fixées les poutrelles de bois (12) des treillis.

12. Construction réalisée à partir des panneaux selon l'une des revendica­tions précédentes, caractérisée en ce que deux panneaux voisins (28) sont réunis par les membrures d'extrémité (26) de leur faces extérieures, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une poutre en bois (36), telle qu'une poutre d'angle.

Dessins