Elément de construction tel qu'un hourdis

Abstract

 Le hourdis (1) comprend un corps (2) réalisé en une mousse et une feuille mince de renfort (9) réalisée en un matériau présentant un allongement à la rupture supérieur à 10 % et un module d'élasticité supérieur à 1000 MPa, ladite feuille étant fixée sur la face inférieure (4) du corps (2). La feuille est fixée sur la face inférieure du corps par un plan de collage, de sorte à reprendre les efforts de cisaillement.
Ainsi, les efforts de traction dans le corps, consécutifs à l'application d'une charge ponctuelle par exemple, se traduisent par des efforts de cisaillement repris par la zone de jonction entre le corps et la feuille. De la sorte, la résistance globale du hourdis au poinçonnement est très nettement améliorée.

Description

[0001] La présente invention concerne un élément de construction tel qu'un hourdis.

[0002] Un hourdis - ou entrevous - est formé d'un corps destiné à être placé entre deux poutrelles parallèles, en reposant latéralement sur celles-ci, et à former un plancher avec les hourdis adjacents. Le corps peut être réalisé en différents matériaux, notamment en béton, en bois, ou en une mousse telle que le polystyrène.

[0003] Plus particulièrement, les hourdis en mousse connus, réalisés intégralement en ce matériau, présentent des propriétés intéressantes en termes de légèreté et d'isolation mais sont généralement fragiles. En effet, ce type de hourdis ne présente pas des caractéristiques mécaniques très élevées, notamment en ce qui concerne la résistance au poinçonnement, c'est-à-dire à une charge transmise par une surface d'appui relativement peu importante. En conséquence, sous l'effet d'une telle charge, ces hourdis subissent une déformation qui peut se traduire par un enfoncement localisé dans cette surface d'appui et conduire à la rupture du hourdis.

[0004] Le document EP 1 528 172 décrit un hourdis en polystyrène comportant une sous-face métallisée rapportée visant à éviter la détérioration du hourdis par les rongeurs. Cette sous-face est fixée au hourdis par des bandes adhésives latérales.

[0005] Dans le document EP 0 288 385 est présenté un élément de plancher comportant un corps isolant et une plaque de sous-face fixée sous le corps par des points de colle ou des clous métalliques, pour la résistance au feu.

[0006] Les hourdis décrits dans les deux documents précités possèdent une résistance mécanique tout à fait classique, correspondant à la résistance mécanique du corps et à celle de la sous-face.

[0007] La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un hourdis qui soit à la fois léger et bon isolant et qui présente une résistance mécanique, en particulier au poinçonnement, améliorée.

[0008] A cet effet, l'invention concerne un élément de construction, tel qu'un hourdis, comprenant un corps réalisé en une mousse et présentant une face supérieure dépourvue de revêtement et une face inférieure, et comprenant en outre une feuille mince de renfort réalisée en un matériau présentant un allongement à la rupture supérieur à 10 % et un module d'élasticité supérieur à 1000 MPa, ladite feuille étant fixée sur la face inférieure du corps par un plan de collage, de sorte à reprendre les efforts de cisaillement.

[0009] Le corps et la feuille sont donc solidarisés l'un à l'autre sur sensiblement toutes leurs faces en vis-à-vis.

[0010] Ainsi, le hourdis, dont le corps est réalisé en une mousse, présente les propriétés correspondant à ce matériau et en particulier la légèreté et la capacité d'isolation. Ce corps à lui seul présente généralement une faible résistance mécanique, que ce soit à la traction ou au poinçonnement. Sur ce corps est fixée une feuille qui peut être réalisée en tout matériau pouvant exister en faible épaisseur, présentant un bon allongement à la rupture tout en étant peu élastique. Avec cette structure, les efforts de traction dans le corps, consécutifs à l'application d'une charge ponctuelle par exemple, se traduisent par des efforts de cisaillement repris par la zone de jonction entre le corps et la feuille. De la sorte, la résistance globale du hourdis au poinçonnement est très nettement améliorée.

[0011] Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'amélioration des propriétés mécaniques de l'élément de construction est obtenue par l'assemblage du corps et de la feuille selon un plan de collage, c'est-à-dire non pas en des points localisés des faces en vis-à-vis du corps et de la feuille, mais selon sensiblement toute la superficie de ces faces.

[0012] Contrairement à l'art antérieur, l'augmentation importante de la résistance mécanique du hourdis n'est pas obtenue avec une feuille résistante ou avec un corps résistant, mais par l'assemblage, selon un plan de collage, d'un corps et d'une feuille ne possédant pas une grande résistance à eux seuls, ni même lorsqu'ils sont assemblés l'un à l'autre en des points discrets. C'est ce mode d'assemblage, par un plan de collage, qui permet d'obtenir un ensemble (le hourdis) présentant, de façon surprenante, une résistance accrue.

[0013] II est à noter que la face supérieure du corps est dépourvue de revêtement. On n'a donc ni un corps totalement enveloppé par un film résistant, par ex collé autour du corps, ni une structure sandwich avec des plaques collées de part et d'autre d'une plaque en mousse. Le renfort du corps est ici obtenu par la seule feuille fixée sur la face inférieure du corps.

[0014] Le matériau de la feuille de renfort peut notamment présenter un allongement à la rupture supérieur à 20 % et/ou un module d'élasticité supérieur à 1500 MPa.

[0015] Le corps est par exemple réalisé en un matériau appartenant au groupe constitué des mousses de polystyrène, des mousses de polyuréthane et des mousses de polyéthylène. Il peut s'agir de polystyrène expansé ou extrudé.

[0016] La feuille présente de préférence une épaisseur inférieure à 2 mm, voire inférieure à 1 mm, voire même inférieure à 0,5 mm.

[0017] Selon une réalisation possible, cette feuille est formée d'une plaque en matière plastique telle que le PVC (polychlorure de vinyle) ou le polystyrène, ou d'une plaque en acier

[0018] En variante, la feuille peut être formée d'une nappe souple. Il peut s'agir d'une nappe de fibres tissées ou non (notamment en polyester), par exemple d'une toile. La nappe peut comprendre une matrice en résine renforcée de fibres, ou bien une nappe en polypropylène renforcée de fibres de verre.

[0019] Selon un premier mode de réalisation, la feuille est fixée à la face inférieure du corps par collage. Ceci peut être obtenu par application d'une couche de colle, ou au moyen d'une nappe adhésive.

[0020] Selon un deuxième mode de réalisation, la feuille et le corps sont réalisés en des matériaux aptes à se solidariser l'un à l'autre sur sensiblement toute leurs faces en vis-à-vis lors de la fabrication dudit élément de construction.

[0021] Ainsi, dans l'hypothèse de produits moulés, par exemple en polystyrène expansé, la mise en forme peut être faite dans des moules dans lesquels on a installé au préalable la feuille. Les matériaux utilisés doivent alors être choisis pour qu'un plan de collage entre la mousse et la feuille se forme naturellement lors de l'expansion et mise en forme finale. On peut notamment prévoir que la feuille soit réalisée en polystyrène et que le corps soit réalisé en polystyrène expansé.

[0022] On peut également mettre en oeuvre d'autres moyens d'assemblage permettant de reprendre les efforts de cisaillement.

[0023] Avantageusement, la face inférieure du corps est sensiblement plane. De ce fait, la mise en place par collage (ou autre) de la feuille est plus simple. En outre, on obtient une meilleure adhérence de la feuille sur le corps, et on évite une désolidarisation de la feuille dès l'apparition d'un effort de poinçonnement.

[0024] On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées:

La figure 1 est une vue en perspective d'un hourdis selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

Les figures 2 et 3 sont des vues du hourdis de la figure 1 placé entre deux poutrelles, respectivement en coupe transversale et en perspective ;

La figure 4 est une vue frontale d'un hourdis selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et

La figure 5 est une vue frontale de hourdis selon un troisième mode de réalisation de l'invention, placés entre deux poutrelles et latéralement adjacents.

[0025] La figure 1 représente un hourdis 1 qui comprend tout d'abord un corps 2 s'inscrivant globalement dans un parallélépipède rectangle. Le corps 2 présente une face supérieure 3, une face inférieure 4, une face avant 5 et une face arrière 6. Le corps 2 comprend des bordures latérales 7 destinées à reposer chacune sur une poutrelle 8, en position montée, comme illustré sur les figures 2 et 3. En section transversale, c'est-à-dire parallèlement aux faces avant 5 et arrière 6, le corps 2 présente sensiblement la forme d'un trapèze prolongé par les bordures latérales 7. Ainsi, la face inférieure 4 est sensiblement plane et horizontale en position montée. Quant à la face supérieure 3, elle comporte une partie principale centrale 3a sensiblement plane et parallèle à la face inférieure 4 et, de part et d'autre, deux parties latérales 3b inclinées vers la face inférieure 4 en direction des bordures latérales 7, puis deux parties extrêmes 3c sensiblement planes et parallèles à la partie centrale 3a.

[0026] Le corps 2 est réalisé en une mousse, par exemple en polystyrène. II s'agit ici d'un corps plein, qui peut être obtenu par découpe d'un gros bloc de polystyrène aux dimensions souhaitées. A titre d'exemple, les dimensions du corps 2 peuvent être les suivantes :

• largeur (perpendiculairement aux poutrelles 8) : 50 à 65 cm ;
• profondeur (le long des poutrelles 8, c'est-à-dire entre les faces avant 5 et arrière 6) : 20 à 125 cm et exceptionnellement longueur de travée ;
• épaisseur (entre les faces supérieure 3 et inférieure 4) : 10 à 25 cm ;

[0027] Le hourdis 1 comprend en outre une feuille de renfort 9 mince fixée sur la face inférieure 4 du corps 2, par exemple par collage. La feuille 9, qui couvre de préférence sensiblement toute la face inférieure 4, est réalisée en un matériau présentant un bon allongement à la rupture et une élasticité relativement faible. A titre d'exemple, la feuille 9 peut être constituée d'une plaque mince de PS (polystyrène), d'épaisseur voisine de 0,4 mm. En variante, la feuille 9 pourrait être réalisée en une plaque mince d'une autre matière plastique ou d'acier, ou en une nappe souple.

[0028] Avec cette structure du hourdis 1, les efforts de traction dans le corps 2, consécutifs à l'application d'une charge ponctuelle par exemple, se traduisent par des efforts de cisaillement repris par le plan de collage entre le corps 2 et la feuille de renfort 9.

[0029] Des essais réalisés sur un hourdis avec un corps 2 en polystyrène de 54 cm de large, 20 cm de profondeur et 12,5 cm d'épaisseur, pourvu d'une feuille de renfort 9 en ruban polypropylène renforcé avec des fibres de verre, ont donné les résultats suivants en ce qui concerne la résistance au poinçonnement (poinçon carré de 25 cm²) :

• corps 2 seul (non renforcé) : 0,5 à 0,7 kN ;
• hourdis 1 complet (corps 2 avec feuille de renfort 9) : 1,2 à 1,95 kN.

[0030] La présence de la feuille de renfort 9 permet donc au minimum de doubler la résistance au poinçonnement du corps 2 en polystyrène.

[0031] Selon un premier exemple de réalisation, le hourdis 1 comprend un corps 2 en polystyrène expansé, d'une épaisseur de 120 ou 150 mm, et une feuille de renfort 9 constituée d'une nappe adhésive armée, par exemple avec des fils de verre en chaîne et trame. II peut s'agir par exemple du Scotch ® 8959 de la société 3M, comportant d'une part un film en polypropylène armé de fils de renfort en verre et d'autre part un adhésif caoutchouc en résine thermofusible. Cette nappe adhésive présente une épaisseur de l'ordre de 145 µm.

[0032] Selon un deuxième exemple de réalisation, le hourdis 1 comprend une feuille de renfort 9 en polystyrène (non extrudé, non expansé) de 0,4 à 1 mm d'épaisseur, sur laquelle on vient réaliser le corps 2 par expansion de polystyrène. Au cours de cette expansion, on obtient un plan de collage entre le corps 2 et la feuille 9.

[0033] Des tests effectués sur chantier montrent qu'un tel hourdis 1, en particulier selon le premier ou le deuxième exemple de réalisation, est bien plus résistant à la fatigue et aux amorces de rupture (résistance mécanique doublée voire triplée).

[0034] On se réfère à présent aux figures 4 et 5 qui illustrent d'autres modes de réalisation du hourdis selon l'invention.

[0035] Sur la figure 4, la face inférieure 4 du corps 2, sur laquelle est collée la feuille de renfort 9, présente une forme pas plane mais incurvée, du moins dans sa partie principale centrale. La face supérieure 3 est bombée, de façon que l'épaisseur du corps 2 soit sensiblement constante.

[0036] Sur la figure 5, le hourdis 1 comprend, sur chacune de ses faces latérales, une bordure latérale 7 destinée à reposer sur une poutrelle 8 en position montée, et une patte latérale 10 faisant saillie de l'une des faces latérales du hourdis 1, au-dessous et verticalement espacée de la bordure latérale 7 correspondante. Cette patte latérale 10 est destinée à être disposée sous une poutrelle 8 et à venir en contact avec la face inférieure 4 d'un hourdis 1 adjacent. De la sorte, on limite les ponts thermiques et on obtient une meilleure isolation. Là encore, une feuille de renfort 9 est fixée, par exemple collée, sous la face inférieure 4, la feuille 9 couvrant également la face inférieure de la patte latérale 10. La face supérieure 3 présente le même profil que dans le premier mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 3.

[0037] Dans toute la description, le corps 2 est plein. De ce fait, il est de fabrication simple et peu coûteuse, et procure une excellente isolation. II est toutefois possible de prévoir un hourdis dont le corps est creux (par exemple du type comportant des cloisons intérieures définissant des alvéoles).

[0038] Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant un hourdis qui présente d'excellentes caractéristiques de légèreté et d'isolation tout en étant suffisamment résistant mécaniquement. De plus, le hourdis selon l'invention ne requiert pas d'étapes de fabrication longues ou coûteuses, et puisqu'il conserve sensiblement les mêmes dimensions qu'un hourdis classique - corps dépourvu de feuille de renfort -sa mise en place entre des poutrelles est inchangée.

[0039] Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Revendications

1. Elément de construction tel qu'un hourdis (1), comprenant un corps (2) réalisé en une mousse et présentant une face supérieure (3) dépourvue de revêtement et une face inférieure (4), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une feuille mince de renfort (9) réalisée en un matériau présentant un allongement à la rupture supérieur à 10 % et un module d'élasticité supérieur à 1000 MPa, ladite feuille étant fixée sur la face inférieure (4) du corps (2) par un plan de collage, de sorte à reprendre les efforts de cisaillement.

2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (2) est réalisé en un matériau appartenant au groupe constitué des mousses de polystyrène, des mousses de polyuréthane et des mousses de polyéthylène.

3. Elément de construction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la feuille (9) présente une épaisseur inférieure à 2 mm.

4. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la feuille (9) est formée d'une plaque en matière plastique telle que le PVC (polychlorure de vinyle) ou le polystyrène, ou d'une plaque en acier.

5. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la feuille (9) est formée d'une nappe souple.

6. Elément de construction selon la revendication 5, caractérisé en ce que la nappe comprend une matrice en résine renforcée de fibres.

7. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille (9) est fixée à la face inférieure (4) du corps (2) par collage.

8. Elément de construction selon la revendication 7, caractérisé en ce que la feuille (9) est constituée d'une nappe adhésive.

9. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille (9) et le corps (2) sont réalisés en des matériaux aptes à se solidariser l'un à l'autre sur sensiblement toute leurs faces en vis-à-vis lors de la fabrication dudit élément de construction (1).

10. Elément de construction selon la revendication 9, caractérisé en ce que la feuille (9) est réalisée en polystyrène et en ce que le corps (2) est réalisé en polystyrène expansé.

11. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la face inférieure (4) du corps (2) est sensiblement plane.

12. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend, sur chacune de ses faces latérales, une bordure latérale (7) destinée à reposer sur une poutrelle (8) en position montée, et une patte latérale (10) faisant saillie de l'une des faces latérales dudit élément de construction (1), au-dessous et verticalement espacée de la bordure latérale (7) correspondante, ladite patte latérale (10) étant destinée à être disposée sous une poutrelle (8) et à venir en contact avec la face inférieure (4) d'un élément de construction (1) adjacent, la feuille (9) couvrant également la face inférieure de la patte latérale (10).

Dessins