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EP3553244A1 - Dispositif prefabrique de construction, sa mise en place et son utilisation - Google Patents

Dispositif prefabrique de construction, sa mise en place et son utilisation Download PDF

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EP3553244A1
EP3553244A1 EP19164876.5A EP19164876A EP3553244A1 EP 3553244 A1 EP3553244 A1 EP 3553244A1 EP 19164876 A EP19164876 A EP 19164876A EP 3553244 A1 EP3553244 A1 EP 3553244A1
Authority
EP
European Patent Office
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panels
module
modules
construction element
element according
Prior art date
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Application number
EP19164876.5A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP3553244B1 (fr
Inventor
Laurent DESTOUCHES
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L Destouches
Original Assignee
L Destouches
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Filing date
Publication date
Application filed by L Destouches filed Critical L Destouches
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Publication of EP3553244B1 publication Critical patent/EP3553244B1/fr
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    • E04C2002/3488—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by frame like structures

Definitions

  • the invention relates to a prefabricated construction device, in particular for the building, the implementation of which makes it possible to produce the wall, or more broadly, the wall of a building on which an aesthetic structure and / or or functional.
  • the device of the invention relates to all types of building, individual or collective housing, tertiary or industrial buildings, floating buildings of the type fixed housing or cruise ships, etc ...
  • the invention is directed to a prefabricated construction device that makes it possible to produce facades with high environmental performance, active energy recovery type, and low carbon footprint. Indeed, few materials are used and these are preferably low energy gray. In addition the use of organic sourced insulation is possible. Moreover, the device of the invention is easily vegetable.
  • this construction device can be used in the production of floors, balconies-like sloping floors, but also structural roofing elements and flat roofs.
  • the construction device of the invention reduces the overall cost of construction by providing inter alia a speed and quality of implementation with a large space given to prefabrication in the factory, and a very easy on-site deployment of prefabricated assemblies.
  • Heavy façades are made from masonry elements, especially in-situ concrete, or prefabricated concrete modules.
  • Prefabricated concrete modules generally have a height corresponding to the height of a floor. Once the modules in place and assembled, are reported against their outer face facing the outside environment a facade structure with aesthetic function and optionally thermally insulating, and against their inner face a facing structure may further be thermally and acoustically insulating.
  • Light facades are generally metal frame and cladding. Such facades are for example facades called “curtain” which are formed of glass panels, or facades frame and wooden panels.
  • façades represent a key element in terms of technical and economic performance. They must meet a number of requirements: first of all structural, and also air and watertight, thermal and acoustic insulation, ventilation, illumination and sun protection, safety in case of fire, etc.
  • prefabricated composite material devices for manufacturing facades, in nine as in rehabilitation. These prefabricated devices are in the form of hollow boxes that are associated to form a wall of a building construction. They make it possible to integrate architecture and environmental performance features (such as solar collectors), while minimizing costs and the impact on the environment (carbon footprint during construction or deconstruction).
  • the invention proposes a considerably improved construction element, comprising at least one module able to be associated with other modules in a simplified manner, in two dimensions, and on which can be integrated multiple architectural and environmental performance features.
  • the building element according to the invention thus allows a high degree of automation, integration, modularity and adaptability to the constraints of each structure, customization and integration with the sites and the local architecture.
  • the invention relates to a construction element comprising at least one module of rectangular parallelepiped shape, hollow and composite material, said module being delimited by a four-panel enclosure, two opposite first parallel panels and two second panels perpendicular to said first panels.
  • the second panels comprise at least one groove parallel to the first panels and each second panel is extended on one side by an L-shaped profile and on the other side by a flat profile, the profiles being outwardly projecting elements parallel to the groove.
  • the groove is preferably rectilinear and extends the full length of the second panel.
  • Building element means an element essential for the construction of a wall, a wall forming part of that wall, a floor, a balcony-type floor, but also a structural roofing element and / or roof terrace.
  • composite material relating to an element in the following description, the manufacture of this element from one or more composite materials.
  • a composite material is a material based on plastic material (s) and reinforcing material (s).
  • the construction element is flexible, that is to say that it comprises a plurality of modules.
  • the module is advantageously open at the two opposite ends of the enclosure, said ends being called open faces.
  • one of these two open faces is hermetically closed by a panel called cover.
  • the two open faces are sealed by panels called covers.
  • At least one of the two open faces is hermetically closed by a cover.
  • the open faces may be closed by a cover.
  • the cover comprises at least one groove perpendicular to the second panels.
  • each open face of the module of the invention is hermetically closed by a cover, only one of the two covers having grooves perpendicular to the second panels.
  • the construction element comprises at least two modules joined in a sealed manner by their second panels, comprising at least one groove, said modules interlocking thanks to at least one seal housed in the adjoining grooves of said panels.
  • the contiguous sections are able to be glued, screwed or riveted together.
  • connection solutions profiles between them can be envisaged, such as seals.
  • the construction element comprises at least two modules superimposed or sealed together by their open faces, said faces being hermetically closed by a cover comprising at least one groove perpendicular to the second panels, the grooves of each attached lid being symmetrical and able to accommodate a seal so as to allow the superposition or tight fitting of the modules.
  • the cover constitutes an interface piece for fixing the modules together.
  • each cover advantageously extend the grooves of the second panels of the modules.
  • each open face is sealed by a cover.
  • the construction element comprises a plurality of modules sealed together by their second panels and superimposed or sealed together by their open faces, said faces being hermetically closed by a cover comprising at least one groove, sealing being provided by at least one seal housed in the grooves of the second contiguous panels and lids superimposed or contiguous.
  • the seals are sealing means.
  • the lid is advantageously made of composite material, preferably of the same material as the module. It thus provides the same advantages as the module, described in the rest of the text.
  • the cover is integrated in the module during its manufacture.
  • the cover is mainly used to close the openings of the module. It can also be used to form an interface piece for fixing the module to a reception surface of the floor slab type during the construction of a wall.
  • the modules advantageously make it possible to directly house insulation means of thermal and / or acoustic type, without having to report them in a complex manner on the outside or inside of concrete panels or to use means Multiple fasteners for making lightweight sandwich panels.
  • the module houses insulation means of thermal and / or acoustic type in its cavity.
  • the module is preferably sealed in its two open faces by a cover, so as to protect the insulation located inside the module.
  • the insulation means are integrated in the factory.
  • the insulation is protected from moisture (the dew point is located outside a wall made completely waterproof), but also insects or rodents and allows to use insulated insulation until now (waste materials bulk , sensitive or fragile products, etc.)
  • the insulation can be introduced in bulk in the interior volume of the module.
  • the module of the invention is also thermally insulating function and / or acoustically because comprising in its interior volume an insulating material.
  • the module advantageously comprises reinforcing elements, such as ribs or internal partitions.
  • the module comprises at least one internal partition
  • it is preferably parallel to the first panels and able to create several compartments in said module.
  • the partition is monobloc with the rest of the module being derived from the manufacture of said module. It can also be reported according to the technical requirements
  • Partitions contribute to the mechanical rigidity of the module.
  • the profiles make it possible to impose a space between the module and the reported structure, providing for example a useful volume for the ventilation in the case of hanging photovoltaic panels (this improving their performance).
  • Means for recovering the hot air circulating in this volume may advantageously be associated with the device of the invention, for example to redistribute this hot air inside the building.
  • the building element can cooperate, for example, in front, with photovoltaic modules fixed directly on the profiles, the space between the photovoltaic modules of said modules forming a volume adapted to the ventilation of the photovoltaic modules.
  • a pivoting device of the type with shutters opening on the one hand on the separation space between the module of the invention and the photovoltaic modules or the glass wall, and on the other hand on the interior of the building or the environment outside, allows the hot air to be evacuated on one side or the other of the facade, ie either towards the interior of the building ("winter" operation), or towards the outside to avoid overheating in the summer.
  • a solar collector is therefore very advantageously integrated into the construction element and makes it possible to recover the hot air delivered behind the glass wall or by the photovoltaic modules during significant insolation.
  • a control automation decides, according to indoor and outdoor temperature readings and requirements, to blow the hot air into the building or to reject it to the outside.
  • the aforementioned pivoting device with flaps is preferably made of insulating composite material, so that it also offers the same advantages as the module.
  • the various cables or sheaths are housed in the module.
  • the profiles are made of composite material integrated into the module. They are advantageously from the "monoblock” manufacturing process of the module.
  • the module can receive a reported structure, without generating thermal bridges, without risk of corrosion or rotting, as indicated in the following text.
  • the module can accommodate different structures depending on the shape of the L-shaped or flat profiles, which gives great flexibility.
  • the flat profiles advantageously allow to vary the space between the module and the reported structure through the attachment of said structure by means of fasteners such as brackets.
  • the building element according to the invention is a complete constructive system.
  • the building element For use as a floor or balcony, the building element has a very interesting intrinsic rigidity. It can then be coupled with other materials, either on the surface for the "soil” function, but also advantageously with concrete or light concrete, to improve its range and acoustics between floors.
  • the construction element For use as a roof, the construction element requires special treatment of the joints by providing joint covers or better yet, a sealing web over its entire surface.
  • the joinery can be directly mounted on the enclosure of the module.
  • frame profiles may be used to form "pre-frames" which will allow the easy installation of any type of joinery.
  • the threshold doors will be particularly interesting to treat as well as window sills.
  • the composite material module and more specifically the composite material elements of the construction element (in particular the profiles), are obtained by molding, extrusion, or preferably by pultrusion.
  • the composite material comprises for example at least one preferably thermosetting and fire resistant plastic such as those used based on flame retarded polyester or acrylic resin, and can be reinforced with fibers such as glass fibers, basalt or vegetable fibers.
  • the composite material can ideally be woven, with fiber orientations in the longitudinal axis of the profiles, but also transversely ideally at about 45 ° to improve shear strength in certain areas dedicated to fasteners
  • the composite material makes it possible, via the known manufacturing processes, to produce pieces preferably in one piece with the shapes and dimensions, especially large dimensions, and at a lower cost.
  • the composite material construction element of the invention provides a workpiece which may be large, preferably at least equivalent to the two-story separation height or larger and prefabricated is thus ready for use. implemented.
  • the construction element of the invention notably provides an increase in the productivity on site.
  • the invention also relates to a construction comprising a construction element as described above, characterized in that the profiles are made of composite material integrated into the module and derived from the manufacturing process of the module, and in that an aesthetic structure and / or functional, such as a cladding system, is reported on the profiles.
  • the construction advantageously comprises electrical cables or other functional ducts housed between the profiles.
  • the terms “horizontal”, “vertical”, “superior” and “lower” mean the elements of the module when it is arranged to form a wall, with respect to a horizontal flat ground, and the terms “Height”, “width” and “thickness” of the module respectively correspond to the vertical, horizontal dimensions extending along the length of the wall wall to be constructed, and horizontal forming the thickness of the wall wall and separating the interior of the wall. outside said wall.
  • the invention relates to a construction element 1 in the form of at least one module 2 as illustrated in FIG. figure 1 .
  • the construction element 1 is intended to form a wall 3 ( figure 4 ) of a building construction.
  • Module 2 is hollow and of substantially rectangular parallelepiped shape. It is delimited by an enclosure 5 which defines a cavity 4.
  • the enclosure 5 consists of two opposed first parallel panels 5A and two second panels 5B perpendicular to said first panels 5A.
  • the first and second panels 5A and 5B correspond to four faces of the rectangular parallelepiped.
  • the other two sides of the rectangular parallelepiped are open. They are called 5C open faces.
  • the width L of the module 2 can be variable.
  • the width is for example 300 mm or 600 mm. Different widths can be considered.
  • the height H of the module 2 can also be variable.
  • the height is for example 0.1 m to 15 m and preferably of the order of 12 m.
  • the thickness "e" of the module is for example 240 mm. It can vary from 100 to 350 mm, this depending on expected performance.
  • the thickness of the enclosure 5 of the module 2 is for example of the order of 5 mm. It may vary according to the desired objectives, with the integration into the composite material of other types of elements or materials, as described below.
  • modules 2 are intended to be joined by their second panels 5B, as it will be seen with regard to the figure 4 .
  • modules 2 are intended to be superposed by their open faces 5C, as will be seen with regard to the figure 6 .
  • modules 2 are intended to be both contiguous with their second panels 5B, and superimposed by their open facs 5C.
  • the module 2 of the invention comprises, integrated with the enclosure 5 and arranged on each of its second panels 5B, two grooves 6, extending over the entire height of said panels 5B, parallel to the first panels 5A.
  • each second panel 5B is extended on one side by a profile 7 L-shaped and on the other side by a flat profile 8; the profiles 7, 8 being outwardly projecting elements, parallel to the grooves 6.
  • profiles 7, 8 being outwardly projecting elements, parallel to the grooves 6.
  • Other more specific geometries are possible depending on the cladding to report.
  • Each profile 7, 8 extends the thickness of the module 2 from 1 to 10 cm.
  • outside is meant the external environment of the module, unlike the inner cavity.
  • the L-shaped profiles 7 extend the second panels 5B on one side, while the flat profiles 8 extend the second panels 5B on the other side.
  • the sections 7, 8 extend the second panels 5B in a direction perpendicular to the first panels 5A.
  • each groove 6 is of the order of 1 to 3 mm.
  • Each groove 6 is suitable for housing a seal 12 (visible in view of the figure 3 ) whose thickness is greater than the depth of said groove 6.
  • the depth of the grooves varies depending on the selected joint.
  • the profiles 7, 8 are intended to bring a facade covering aesthetic and / or functional function. They are also called hooking means.
  • the profiles 7, 8 are integral (via the manufacturing process) of each module 2.
  • Module 2 is made of composite material.
  • the composite material preferably comprises a single plastic material, in particular a thermosetting and fire-resistant material such as acrylic or polyester, flame retarded; as well as reinforcing fibers glass, basalt or other fibers of mineral origin, synthetic or even fibers of plant origin.
  • plastics and / or reinforcing fibers may be used without departing from the scope of the invention. It will be possible, for example, to insert in the composite material other materials or products for new functionalities (heating fabrics made of carbon fibers or metal mesh), materials of particular interest for shielding (aramid fibers), RFID type (to trace the products), or sensors embedded in the composites (to measure the deformations of the product, its temperature or any other physical parameter).
  • the module 2 is manufactured by molding, or by extrusion, especially when the reinforcing fibers are short, or by pultrusion when the fibers, mats and / or fabrics are continuous.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate two modules 2 sealed together by their second panels 5B.
  • a seal 12 ( figure 3 ) makes it possible to associate the modules 2 in a sealed manner.
  • Said seal 12 is supported in each groove 6 of the second panels 5B contiguous.
  • the grooves 6 and the seals 12 cooperate to sealingly associate the modules 2.
  • Each seal 12 is adapted to be housed in the grooves 6 of two adjoining modules 2 in order to sealingly associate said modules 2. mutual cooperation by interlocking two adjacent modules.
  • the seals 12 are housed at the interface of two adjoining modules 2.
  • the thickness of the seals 12 is duly chosen to ensure optimal compression of the seal. This thickness is advantageously equal to twice the depth of the groove 6.
  • each module 2 is identical. However, in a variant not shown, each module 2 may be of width different, providing modularity in width to the building element.
  • modules 2 are able to be cut in their width L to obtain modules 2 of specific width.
  • a panel identical to the second cut panel 5B will then be sealed tightly on the open side of the module 2 to reconstitute a hollow module.
  • the figure 3 shows further that the modules 2 are intended to house an insulating material 9, for example glass wool or polyurethane foam, in their cavity 4.
  • the incorporation of the material 9 is carried out either in the factory, for example in being injected into the cavity 4 of said modules 2, either in situ, for example by being introduced in the form of panels whose volumes correspond to the cavity 4 of the modules 2.
  • One of the advantages of the building element 1 of the invention is to be able to receive any type of insulation 9.
  • the modules which are hollow, also allow to host many phase change materials such as paraffin, polymer, fatty acid, ..., thus improving summer comfort.
  • the invention offers a great freedom of choice to the main contractor or work depending on the desired performance (technical, economic, environmental), in all climates.
  • the construction element 1 is thus thermally and acoustically insulating.
  • the composite material modules of the invention provide monoblock structures preferably integrating the isolation functions when the modules are already filled in the factory with insulating material. These modules are ready to use and allow, to build a wall as illustrated on the figure 4 .
  • the L-shaped sections 7, protruding outwardly from each module 2, have a return 70 parallel to the first panels 5A, said returns 70 facing each other, facing each other.
  • So-called reported structures (not shown), such as photovoltaic panels, are advantageously attached to the returns 70, on the outside, of the modules 2 via fixing means.
  • the space between the L-shaped sections 7 and the nearest first panel 5A forms a volume adapted to the ventilation of the photovoltaic panels.
  • Parietodynamic sensors such as hot air or water sensors take place in this space.
  • finishing elements can be attached to the returns 70, on the outside, of the modules 2.
  • the flat profiles 8 have no return. Inserts may also be attached to these flat profiles 8, either directly on the inner face (facing the flat profile of the same module) of said profiles, or by means of fasteners such as brackets ( figure 10 ). In this way, the space between module 2 and the reported structures may vary according to the dimensions of the intermediate part. This space varies for example between 0 and 40 mm.
  • the module 2 can receive different structures depending on the shape of the L-shaped or flat profiles, which generates great flexibility.
  • the building element 1 is associated with the floor 10, generally formed by a concrete slab, of the construction so as to form a wall 3, by means of a connection module 18.
  • this combination is made directly on the slab face, by means of special fastening brackets fixed to the L-shaped or flat profiles.
  • specific devices for limiting the propagation of the flames are arranged against the enclosure 5 of the modules 2, at the level of the connection between the modules 2 and the floor 10 and / or level of the passage of opening as described later.
  • the figure 5 illustrates a module 20 identical to module 2 of the figure 1 but having a lid 11 which hermetically closes, preferably by gluing, one of its open faces 5C.
  • the cover 11 is preferably made of a composite material, for example of the same material as that of the module 20.
  • the cover 11 can be used to fix the module 20 to the floor of a building.
  • each module 20 is affixed against the floor via the cover 11, preferably interfacing a fireproof element between the cover 11 and the floor.
  • the figure 6 illustrates a module 200 substantially identical to the module 20 of the figure 5 but whose cover 111 has grooves 60 extending along the entire length I of said cover 111 (the length I corresponding to the width L of the module 200) so as to extend the grooves 6 of the second panels 5B of the module 200.
  • the module 200 may also include a cover 11 on one of its open faces 5C and a cover 111 with grooves 60 on the other open face 5C.
  • the figure 7 illustrates two modules 200 superimposed tightly.
  • Each module 200 comprises a cover 111 provided with grooves 60, at its joined open faces 5C.
  • a seal 12 is housed in the grooves 60 of the covers 111 so as to associate the modules 200 sealingly.
  • the seal 12 bears in each groove 60.
  • the grooves 60 of the covers 111 and the seals 12 cooperate to sealingly associate the modules 200. There is talk of mutual cooperation means by interlocking two superposed modules.
  • the seals 12 are housed at the interface of two superimposed modules 200.
  • the depth of the grooves 60 of the covers 111 varies according to the selected seal 12.
  • the thickness of said seal is advantageously equal to twice the depth of the groove 60. This thickness is duly chosen to ensure an optimal crushing of the seal during the superposition of two modules 200.
  • the superposed modules 200 make it possible to form a wall 30. Depending on the desired height of the wall, it will be possible to combine the same module heights or different heights.
  • the height H of each superimposed module 200 is identical.
  • each superimposed module 200 could be different, providing modularity in height to the building element 1.
  • the modules 200 are able to be cut to obtain a specific height module.
  • a lid 111 may then be glued sealingly on the cut blank to reconstitute a hollow module 200 according to the invention.
  • the module 200 advantageously comprises 16 metal fishplates positioned against the sections 7 L, on their facing faces, and against the flat sections 8, on their opposite faces.
  • the struts 16 protrude from said module 20, in height, so that they can also be positioned against the corresponding sections 7, 8 of the superimposed module 200 (not shown in FIG. figure 7 ).
  • These ribs 16 allow both to mechanically link the superimposed modules 200 to each other and to facilitate the alignment (centering) of the superimposed modules 200 by introducing the "input" chamfers 160 of said ribs into the corresponding sections 7, 8 superimposed modules.
  • the fishplates 16 comprise rings 161 intended to allow slinging of the modules.
  • the module 2 comprises reinforcing elements 13 in its cavity 4, so as to stiffen the structure. These reinforcing elements 13 are integral with the cavity 4 of the module, such as partitions.
  • the partitions 13 preferably extend along the height H of the module 2, parallel to the first panels 5A, forming compartments 4A and 4B. Depending on the dimension of the thickness "e" of the module 2, it may comprise at least one partition 13 then forming two compartments 4A, 4B.
  • the module a substrate 14 for direct vegetation.
  • the first panel 5A in contact with the substrate 14 has lights 15 for pricking plants.
  • the module could, combined or not, integrate the enclosure 5 reinforcing elements, such as ribs.
  • the figure 10 illustrates a construction element 1 as described with respect to the figure 1 , further comprising brackets 17 fixed to the flat profiles 8. These brackets 17 are fasteners for fixing an attached structure (not shown) and to choose the distance between the module 2 and the reported structure (not shown).
  • the module 20, comprising a cover 11, is fixed to the concrete slab 10, via a connection module 18.
  • This attachment is achieved by means of fixing devices (not visible) which, d ' a part fit into the concrete slab 10 and on the other hand cooperate by bolting with the cover 11 and the connection module 18.
  • the fixing devices comprise an adjustable metal part to compensate for flatness defects of the nose (slice) of the slab 10. Said part ensures the fixing of the module 20 to the slab 10 so as to ensure alignment of the module according to the front plane construction.
  • the clearance between the modules and the slab nose is filled by a specific fire-protection device 19 (rockwool and sheet metal for example).
  • Modules 20 are then nested laterally thanks to the presence of seals 12 housed in the grooves 6 of the second panels 5B contiguous to two adjacent modules 20, as shown in FIG. figure 3 .
  • the steps of fixing the slab and nesting modules are performed simultaneously through the simple structure of the mutual cooperation means by interlocking two adjacent modules (groove and seal).
  • a plurality of modules 20 is arranged to form the desired length of the wall.
  • the modules 20 already incorporate an insulating material 9 in their cavity 4, before being put in place to form the wall.
  • an attached structure S is put in place against the outer and inner facade of the modules 20.
  • the attached structure S is fixed to the returns 70 of the L-shaped profiles 7 by means of fixing means ( figure 3 ), while it is fixed to the flat profiles 8 by means of fasteners such as brackets 17.
  • the shape of a module makes the manufacture of a wall easy and fast.
  • the modules can be nested to each other laterally and / or vertically.
  • the modules can be, as expressed above, of different sizes (in particular height and / or width) which makes it possible to treat in particular all the widths and heights of wall walls according to the calepinage constraints specific to each structure.
  • the modules may have widths of 100, 200 or 600 mm, and all multiples of 600 (1200 mm, ...), and heights of 0.10 to 6 m (or even more depending on what can be easily transported on site), thus providing great flexibility on the external dimensions of the walls to be manufactured.
  • the module is able to be cut into specific areas in order to bend it to produce, for example, curved walls.
  • the composite material modules of the invention provide integral structures preferably incorporating the isolation functions when the modules are already filled with insulating material in the factory. These modules are ready to use and, combined with closure profiles which are advantageously made of composite material, make it possible to construct a wall, in particular a building, quickly, at a lower cost, avoiding thermal bridges and respecting the standards. energy and fire construction.
  • the modules can be ideally designed, but failing to cut to make lights in the wall and recessed elements such as doors or windows.
  • the cutouts are intended to be reported framing profiles of composite material, geometry adapted to press against the cuts and close the open parts on the inside of the module.
  • the frame profiles reported they arrange in the wall made of cut modules a location for housing and fix a window for example.
  • the frame profiles advantageously constitute a fixing frame for the window.
  • the modules can easily comply with any type of architecture, whether to relate to an existing structure, but also to create light curves, even without specific tools.
  • the prefabricated construction device of the invention serves as a complete wall type wall mantle. It comprises at least one module made of composite material. The butt of several modules forms the wall. The modules allow to associate additional accessories to add all the usual functions of a facade (opening, balconies, aesthetic or technical facings).
  • the construction device of the invention reduces the overall cost of the construction provides inter alia a speed of implementation and construction with ecological performance (energy performance, low energy gray, low carbon footprint).
  • the module according to the invention is intended to form a floor.
  • the module is intended to be arranged horizontally, the first panels being parallel to the ground.
  • modules can be joined in two dimensions (length and width) to form a floor.
  • a floor formed of several modules is associated with a wall formed of several modules.

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Abstract

Élément de construction (1) comportant au moins un module (2, 20, 200) de forme parallélépipède rectangle, creux et en matériau composite, délimité par une enceinte (5) à quatre panneaux, deux premiers panneaux (5A) parallèles opposés et deux seconds panneaux (5B) perpendiculaires auxdits premiers panneaux (5A), les seconds panneaux (5B) comportant au moins une rainure (6) parallèle aux premiers panneaux (5A) et chaque second panneau (5B) se prolongeant d'un côté par un profilé en forme de L (7) et de l'autre coté par un profilé plat (8), les profilés (7, 8) étant des éléments en saillie vers l'extérieur, parallèles à la rainure (6).

Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
  • L'invention se rapporte à un dispositif préfabriqué de construction en particulier pour le bâtiment, et dont la mise en oeuvre permet de réaliser le mur, ou plus largement la paroi d'une construction sur laquelle est destinée à être rapportée une structure esthétique et/ou fonctionnelle.
  • Sans caractère limitatif, le dispositif de l'invention se rapporte à tous types de bâtiment, habitat individuel ou collectif, bâtiments tertiaire ou industriels, bâtiments flottants du type habitat fixe ou paquebots, etc...
  • En particulier, l'invention vise un dispositif préfabriqué de construction qui permette de réaliser des façades à hautes performances environnementales, actives du type à récupération d'énergie, et à faible empreinte carbone. En effet, peu de matériaux sont mis en oeuvre et ceux-ci sont préférentiellement à faible énergie grise. En outre l'utilisation d'isolants bio sourcés est possible. Par ailleurs, le dispositif de l'invention est facilement végétalisable.
  • En variante, ce dispositif de construction peut être utilisé dans la réalisation de planchers, planchers filants de type balcons, mais aussi éléments de couverture structurelle et toitures- terrasses.
  • Le dispositif de construction de l'invention diminue le coût global de la construction en procurant entre autres une rapidité et qualité de mise en oeuvre avec une large place donnée à la préfabrication en usine, et un déploiement sur site très facile d'ensembles préfabriqués.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • Les bâtiments actuels sont traditionnellement construits à partir de façades dites « lourdes », ou bien « légères ».
  • Les façades lourdes sont réalisées à partir d'éléments maçonnées, en particulier en béton coulé sur place, ou modules préfabriqués en béton. Les modules préfabriqués en béton ont généralement une hauteur correspondant à la hauteur d'un étage. Une fois les modules en place et assemblés, sont rapportées contre leur face externe en regard de l'environnement extérieur une structure de façade à fonction esthétique et éventuellement isolante thermiquement, et contre leur face interne une structure de parement pouvant en outre être isolante thermiquement et acoustiquement.
  • Les façades légères sont généralement à ossature et bardage métalliques. De telles façades sont par exemple des façades dites « rideau » qui sont formées de panneaux verriers, ou des façades à ossature et panneaux en bois.
  • Ces constructions sont pour la plupart trop éloignées des objectifs à atteindre en matière de performances environnementales. Cette même notion d'efficience écologique est aussi trop complexe et coûteuse à obtenir avec les méthodes traditionnelles de construction.
  • En outre, les méthodes traditionnelles présentent de nombreux désavantages tels que :
    • gains de productivité très limités,
    • problématiques nombreuses liées à la mise en oeuvre sur chantier : insuffisante maîtrise de la qualité (risques de pathologies), déqualification constatées des compétences et des procédés (pénibilité du travail de chantier, démotivation des compagnons),
    • limitations architecturales, les expressions architecturales étant souvent figées,
    • absence de solutions satisfaisantes du traitement des ponts thermiques aux interfaces entre la structure et des points singuliers (balcons, loggias, décrochements, ...) que ce soit en isolation thermique par l'intérieur (ITI) ou en isolation thermique par l'extérieur (ITE),
    • difficultés de recyclage lors d'une déconstruction (coût environnemental élevé).
  • Par ailleurs, parmi les points sensibles d'une construction, les façades représentent un élément clef en termes de performances techniques comme économiques. Elles doivent en effet répondre à de multiples exigences : structurelles tout d'abord, et également d'étanchéité à l'air comme à l'eau, d'isolation thermique comme acoustique, de ventilation, d'éclairement et de protection solaire, de sécurité en cas d'incendie, etc...
  • On connait de la demande de brevet FR3011863 des dispositifs préfabriqués en matériau composite permettant de fabriquer des façades, en neuf comme en réhabilitation. Ces dispositifs préfabriqués se présentent sous la forme de caissons creux qui sont associés pour former un mur d'une construction de bâtiment. Ils permettent d'intégrer des fonctionnalités d'architecture et de performance environnementale (de type capteurs solaires), tout en minimisant les coûts de revient et l'impact sur l'environnement (empreinte carbone à la construction ou à la déconstruction).
  • Ce dispositif connu est susceptible d'amélioration. En effet, l'association des modules de l'art antérieur entre eux n'est possible que selon une dimension, et cette association est effectuée par un système d'emboitement compliqué.
    • OBJET DE L'INVENTION
  • L'invention propose un élément de construction considérablement amélioré, comportant au moins un module apte à être associé à d'autres modules de manière simplifiée, selon deux dimensions, et sur lequel peuvent être intégrées de multiples fonctionnalités d'architecture et de performance environnementale. L'élément de construction selon l'invention permet ainsi un haut degré d'automatisation, d'intégration, de modularité et d'adaptabilité aux contraintes de chaque ouvrage, une personnalisation et une intégration aux sites et à l'architecture locale.
  • L'invention concerne un élément de construction comportant au moins un module de forme parallélépipède rectangle, creux et en matériau composite, ledit module étant délimité par une enceinte à quatre panneaux, deux premiers panneaux parallèles opposés et deux seconds panneaux perpendiculaires auxdits premiers panneaux.
  • Selon l'invention, les seconds panneaux comportent au moins une rainure parallèle aux premiers panneaux et chaque second panneau se prolonge d'un côté par un profilé en forme de L et de l'autre coté par un profilé plat, les profilés étant des éléments en saillie vers l'extérieur, parallèles à la rainure.
  • La rainure est de préférence rectiligne et s'étend sur toute la longueur du second panneau.
  • On entend par « élément de construction », un élément essentiel à la construction d'un mur, d'une paroi formant une partie de ce mur, d'un plancher, d'un plancher filant de type balcon, mais aussi d'un élément de couverture structurelle et/ou d'une toiture- terrasse.
  • On entend par « en matériau composite » relatif à un élément dans la suite de la description, la fabrication de cet élément à partir d'un ou de plusieurs matériaux composites. Un matériau composite est un matériau à base de matière(s) plastique(s) et de matériau(x) de renforcement.
  • Selon une caractéristique de l'invention, l'élément de construction est modulable, c'est-à-dire qu'il comporte une pluralité de modules.
  • Le module est avantageusement ouvert aux deux extrémités opposées de l'enceinte, lesdites extrémités étant nommées faces ouvertes.
  • Dans un mode de réalisation, une de ces deux faces ouvertes est fermée hermétiquement par un panneau nommé couvercle.
  • Dans un autre mode de réalisation, les deux faces ouvertes sont fermées hermétiquement par des panneaux nommés couvercles.
  • Ainsi, au moins une des deux faces ouvertes est fermée hermétiquement par un couvercle.
  • Dans la suite de la description, les faces ouvertes pourront être fermées par un couvercle.
  • Selon une caractéristique, le couvercle comporte au moins une rainure perpendiculaire aux seconds panneaux.
  • De préférence, chaque face ouverte du module de l'invention est fermée hermétiquement par un couvercle, seul l'un des deux couvercles comportant des rainures perpendiculaires aux seconds panneaux.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élément de construction comporte au moins deux modules accolés de manière étanche par leurs seconds panneaux, comportant au moins une rainure, lesdits modules s'imbriquant grâce à au moins un joint logé dans les rainures accolées desdits panneaux.
  • Dans ce mode de réalisation, les profilés accolés sont aptes à être collés, vissés ou rivetés entre eux.
  • D'autres solutions de liaisons des profilés entre eux peuvent être envisagés, tels que des joints filants.
  • Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'élément de construction comporte au moins deux modules superposés ou accolés de manière étanche par leurs faces ouvertes, lesdites faces étant fermées hermétiquement par un couvercle comportant au moins une rainure perpendiculaire aux seconds panneaux, les rainures de chaque couvercle accolé étant symétriques et aptes à loger un joint de sorte à permettre la superposition ou l'accolement étanche des modules.
  • Dans ce mode de réalisation, le couvercle constitue une pièce d'interface pour la fixation des modules entre eux.
  • Les rainures de chaque couvercle prolongent avantageusement les rainures des seconds panneaux des modules.
  • Plus particulièrement, dans ce mode de réalisation, chaque face ouverte est fermée hermétiquement par un couvercle.
  • Dans un mode de réalisation préféré, l'élément de construction comporte plusieurs modules accolés de manière étanche par leurs seconds panneaux et superposés ou accolés de manière étanche par leurs faces ouvertes, lesdites faces étant fermées hermétiquement par un couvercle comportant au moins une rainure, l'étanchéité étant assurée par au moins un joint logé dans les rainures des seconds panneaux accolés et des couvercles superposés ou accolés.
  • Les joints constituent des moyens d'étanchéité.
  • Le couvercle est avantageusement en matière composite, de préférence de la même matière que le module. Il procure ainsi les mêmes avantages que le module, décrits dans la suite du texte.
  • De préférence le couvercle est intégré au module lors de sa fabrication.
  • Le couvercle sert principalement à obturer les ouvertures du module. Il peut servir en outre à constituer une pièce d'interface pour la fixation du module à une surface d'accueil du type dalle de plancher lors de la construction d'un mur.
  • En étant creux, les modules permettent avantageusement de loger directement des moyens d'isolation de type thermique et/ou acoustique, sans avoir à les rapporter de manière complexe sur l'extérieur ou l'intérieur de panneaux en béton ou faire appel à des moyens de fixation multiples pour réaliser des panneaux sandwich à structure légère.
  • Le module loge des moyens d'isolation de type thermique et/ou acoustique dans sa cavité.
  • Le module est de préférence fermé hermétiquement en ses deux faces ouvertes par un couvercle, de sorte à protéger l'isolant situé à l'intérieur du module.
  • Dans la variante selon laquelle le couvercle est intégré au module et issus du procédé de fabrication du module, les moyens d'isolation sont intégrés en usine.
  • Les isolants sont protégés de l'humidité (le point de rosée se situe en extérieur d'un mur rendu complètement étanche), mais aussi des insectes ou rongeurs et permet ainsi d'utiliser des isolants inexploités jusqu'alors (déchets de matériaux en vrac, produits sensibles ou fragiles, etc.)
  • Selon la nature de l'isolant, celui-ci peut être introduit en vrac dans le volume intérieur du module.
  • Par conséquent, le module de l'invention est également à fonction isolante thermiquement et/ou acoustiquement car comprenant dans son volume intérieur un matériau isolant.
  • Le module comporte avantageusement des éléments de renforcement, du type nervures ou encore cloisons interne.
  • Dans la variante selon laquelle le module comporte au moins une cloison interne, celle-ci est de préférence parallèle aux premiers panneaux et apte à créer plusieurs compartiments dans ledit module.
  • La cloison est monobloc avec le reste du module en étant issue de la fabrication dudit module. Elle peut être aussi rapportée selon les exigences techniques
  • Les cloisons participent à la rigidité mécanique du module.
  • Il est possible de rapporter contre les profilés, une structure esthétique et/ou fonctionnelle. On peut citer de manière nullement limitative en tant que structure rapportée, des composants pour le captage et la récupération d'énergie renouvelable, des panneaux photovoltaïques, des panneaux divers de parement, des menuiseries, des parties vitrées, des parements de façades actifs nommés "double peau" composés de verre et d'un réseau de fluides, eau ou air formant des capteurs solaires thermiques, des systèmes pour cheminement de fluides et réseaux électriques, des systèmes d'information, des éléments décoratifs d'intérieur, des systèmes de végétalisation, des balcons, des pergolas, des brises soleils et autres accessoires de façades intégrant de préférence des systèmes de récupération d'énergie.
  • Au regard du captage et de la récupération d'énergies renouvelables, les profilés permettent d'imposer un espace entre le module et la structure rapportée, procurant par exemple un volume utile pour la ventilation dans le cas d'accroche de panneaux photovoltaïques (ceci améliorant leur rendement). Des moyens de récupération de l'air chaud circulant dans ce volume peuvent avantageusement être associés au dispositif de l'invention, par exemple pour redistribuer cet air chaud à l'intérieur du bâtiment.
  • L'élément de construction peut coopérer, à titre d'exemple, en façade, avec des modules photovoltaïques fixés directement sur les profilés, l'espace séparant les modules photovoltaïques desdits modules formant un volume adapté à la ventilation des modules photovoltaïques.
  • En variante, le dispositif peut comporter en façade un système innovant de récupération de l'énergie solaire thermique comportant :
    • Une paroi vitrée fixée à l'extérieur et à distance des modules via les profilés, formant moyens d'attache ;
    • Un receveur disposé dans l'espace séparant la paroi vitrée des modules, le receveur, avantageusement de couleur sombre, étant apte à capter la chaleur et constitué par un matériau conducteur (profilés ou plaques en acier, aluminium, terre cuite, etc.). Ce receveur est alors irradié par le soleil, entraînant une hausse de la température de l'air entre la vitre et le module.
  • Un dispositif pivotant du type avec volets, débouchant d'une part sur l'espace de séparation entre le module de l'invention et les modules photovoltaïques ou la paroi vitrée, et d'autre part sur l'intérieur du bâtiment ou l'environnement extérieur, permet à l'air chaud d'être évacué d'un côté ou de l'autre de la façade, c'est à dire soit vers l'intérieur du bâtiment (fonctionnement "d'hiver"), soit vers l'extérieur pour éviter toute surchauffe l'été.
  • Un capteur solaire est donc très avantageusement intégré dans l'élément de construction et permet de récupérer l'air chaud délivré derrière la paroi vitrée ou par les modules photovoltaïques lors d'insolation importante.
  • De manière avantageuse, un automatisme de régulation décide, en fonction de relevés de températures intérieure et extérieure et des besoins, d'insuffler l'air chaud vers l'intérieur du bâtiment ou alors de le rejeter vers l'extérieur.
  • Le dispositif pivotant précité avec volets est de préférence en matériau composite isolant, de sorte qu'il offre également les mêmes avantages que le module.
  • En outre, divers câbles électriques ou autres gaines fonctionnelles qu'il est utile d'acheminer dans une construction peuvent être logés dans cet espace entre le module et la structure rapportée.
  • En variante, les câbles ou gaines diverses sont logés dans le module.
  • Les profilés sont en matériau composite intégrés au module. Ils sont avantageusement issus du procédé de fabrication « monobloc » du module.
  • De cette façon, le module peut recevoir une structure rapportée, sans engendrer de ponts thermiques, sans risque de corrosion ni pourrissement, comme indiqué dans la suite du texte.
  • Le module peut recevoir des structures différentes selon la forme des profilés en L ou plat, ce qui engendre une grande flexibilité. En effet, les profilés plats permettent avantageusement de faire varier l'espace entre le module et la structure rapportée grâce à la fixation de ladite structure par l'intermédiaire de pièces de fixation telles que des équerres.
  • L'élément de construction selon l'invention est un système constructif complet.
  • Pour les murs et paroi verticales, et moyennant quelques adaptations, on pourra l'utiliser :
    • Pour la création de linteaux et plus largement d'encadrements de menuiserie ou de parties vitrées ;
    • Comme poteaux, pour descendre de fortes charges localisées ;
    • Comme porteur directement au contact des fondations.
  • Pour une utilisation comme plancher ou balcon, l'élément de construction possède une rigidité intrinsèque très intéressante. Il pourra être couplé alors à d'autres matériaux, que ce soit en surface pour la fonction « sol », mais aussi avantageusement au béton ou béton léger, pour améliorer sa portée et l'acoustique entre étages.
  • Pour une utilisation en couverture, l'élément de construction nécessite un traitement particulier des jonctions par apport de couvre joints ou mieux encore, d'un voile d'étanchéité sur toute sa surface.
  • La fixation des menuiseries et autres points particuliers de la façade est facilitée par l'utilisation de l'élément de construction selon l'invention.
  • Les menuiseries pourront être directement montées sur l'enceinte du module.
  • En variante, des profilés d'encadrement, avantageusement en matériau composite, pourront être utilisés pour former des "pré-cadres" qui autoriseront la mise en place aisée de tout type de menuiseries. Le seuil des portes sera particulièrement intéressant à traiter ainsi, de même que les appuis de fenêtres.
  • Ces profilés d'encadrement sont associés aux modules et maintiennent un haut degré d'imperméabilité à l'air et d'isolation thermique globale de l'ensemble.
  • Au final, l'élément de construction de l'invention permet, grâce à son système de modules et de profilés d'encadrement en matière composite, de :
    • Proposer un coût global (outillage, matériaux, pose, entretien) pour la construction en dur qui est inférieur à celui des constructions en matériaux traditionnels. Les éléments du dispositif en matière composite sont préfabriqués en usine, selon des processus de fabrication précis et reproductibles, permettant une mise en oeuvre simple, rapide, efficace sur chantier, et une grande fiabilité,
    • Répondre aux exigences actuelles accrues en termes d'isolation thermique du mur et des façades ainsi constitués, et son corollaire en termes de performance économique et environnementale au sens large.
  • Le module en matière composite, et plus précisément les éléments en matériau composite de l'élément de construction (notamment les profilés), sont obtenus par moulage, extrusion, ou de préférence par pultrusion.
  • La matière composite comprend par exemple au moins une matière plastique de préférence thermodurcissable et résistante au feu telle que celles utilisées à base de résine polyester ou acrylique ignifugée, et pouvant être renforcées par des fibres telles que fibres de verre, basalte ou fibres végétales.
  • La matière composite peut idéalement être tissée, avec des orientations de fibres dans l'axe longitudinal des profilés, mais aussi transversales idéalement à environ 45° pour améliorer la résistance au cisaillement dans certaines zones dédiées aux fixations
  • La matière composite permet via les procédés de fabrication connus de réaliser des pièces de préférence monobloc aux formes et dimensions voulues, notamment de grandes dimensions, et à moindre coût. Ainsi, l'élément de construction en matériau composite de l'invention procure une pièce qui peut être de grande taille, de préférence équivalente au moins à la hauteur de séparation de deux étages ou plus grande encore et qui préfabriquée est ainsi prête à sa mise en oeuvre. L'élément de construction de l'invention procure notamment une augmentation de la productivité sur chantier.
  • L'invention concerne également une construction comportant un élément de construction tel que décrit précédemment, caractérisée en ce que les profilés sont en matériau composite intégrés au module et issus du procédé de fabrication du module, et en ce qu'une structure esthétique et/ou fonctionnelle, telle qu'un système de bardage, est rapportée sur les profilés.
  • La construction comporte avantageusement des câbles électriques ou autres gaines fonctionnelles logés entre les profilés.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles :
    • La figure 1 représente une vue en perspective d'un module d'un élément de construction selon l'invention ;
    • La figure 2 illustre un exemple de réalisation de juxtaposition de deux modules en vue de constituer un mur ;
    • La figure 3 illustre une vue de dessus d'un exemple de réalisation de juxtaposition de deux modules selon la figure 2, du matériau isolant étant introduit dans lesdits modules ;
    • La figure 4 est une vue en perspective d'un élément de construction de l'invention intégrant une pluralité de modules pour former un mur ;
    • La figure 5 illustre un module selon la figure 1, comportant un couvercle ;
    • La figure 6 illustre un module selon la figure 5 avec un autre type de couvercle ;
    • La figure 7 illustre un exemple de superposition de deux modules en vue de constituer un mur ;
    • La figure 8 illustre un élément de construction selon l'invention comportant des éclisses destinées à relier deux modules superposés ;
    • La figure 9 illustre un exemple d'élément de construction selon l'invention comportant un module comportant une cloison interne et destiné à recevoir une structure végétalisée ;
    • La figure 10 illustre un élément de construction selon l'invention comportant des pièces de fixation pour structure rapportée ;
    • La figure 11 est une vue en coupe de côté illustrant la mise en oeuvre d'un élément de construction selon l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
  • Dans la suite de la description, les qualificatifs « externe » et « interne » relatifs au module s'entendent respectivement par ce qui fait face à l'environnement extérieur et est situé à l'intérieur du module.
  • Au regard des figures 1 à 9, les termes « horizontal », « vertical », « supérieur », « inférieur », s'entendent en qualifiant des éléments du module lorsque celui-ci est agencé pour former un mur, par rapport à un sol plat horizontal, et les termes « hauteur », « largeur » et « épaisseur » du module correspondent respectivement aux dimensions verticale, horizontale s'étendant selon la longueur de la paroi murale à construire, et horizontale formant l'épaisseur de la paroi murale et séparant l'intérieur de l'extérieur de ladite paroi.
  • Les figures ne sont pas représentées à l'échelle pour en faciliter la lecture.
  • L'invention se rapporte à un élément de construction 1 se présentant sous la forme d'au moins un module 2 tel qu'illustrée sur la figure 1.
  • L'élément de construction 1 est destiné à former un mur 3 (figure 4) d'une construction de bâtiment.
  • Le module 2 est creux et de forme sensiblement parallélépipédique rectangle. Il est délimité par une enceinte 5 qui défini une cavité 4.
  • L'enceinte 5 est constituée de deux premiers panneaux 5A parallèles opposés et deux seconds panneaux 5B perpendiculaires auxdits premiers panneaux 5A. Les premiers et seconds panneaux 5A et 5B correspondent à quatre faces du parallélépipède rectangle.
  • Les deux autres faces du parallélépipède rectangle sont ouvertes. Elles sont nommées faces ouvertes 5C.
  • La largeur L du module 2 peut être variable. La largeur est par exemple de 300 mm ou de 600 mm. Différentes largeur peuvent être envisagées.
  • La hauteur H du module 2 peut également être variable. La hauteur est par exemple de 0,1 m à 15 m et de préférence de l'ordre de 12 m.
  • L'épaisseur « e » du module est par exemple de 240 mm. Elle pourra varier de 100 à 350 mm, ceci en fonction des performances attendues.
  • L'épaisseur de l'enceinte 5 du module 2 est par exemple de l'ordre de 5 mm. Elle pourra varier selon les objectifs recherchés, avec l'intégration dans le matériau composite d'autres types d'éléments ou de matériaux, tels que décrits par la suite.
  • Plusieurs modules 2 sont destinés à être accolés par leurs seconds panneaux 5B, comme il sera vu au regard de la figure 4.
  • En variante, plusieurs modules 2 sont destinés à être superposés par leurs faces ouvertes 5C, comme il sera vu au regard de la figure 6.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention non représenté, plusieurs modules 2 sont destinés à être à la fois accolés par leurs seconds panneaux 5B, et superposés par leurs facs ouvertes 5C.
  • Le module 2 de l'invention comporte, intégrés à l'enceinte 5 et agencés sur chacun de ses seconds panneaux 5B, deux rainures 6, s'étendant sur toute la hauteur desdits panneaux 5B, parallèlement aux premiers panneaux 5A.
  • De plus, chaque second panneau 5B se prolonge d'un côté par un profilé 7 en forme de L et de l'autre côté par un profilé plat 8 ; les profilés 7, 8 étant des éléments en saillie vers l'extérieur, parallèles aux rainures 6. D'autres géométries plus spécifiques sont envisageables en fonction du bardage à rapporter.
  • Chaque profilé 7, 8 prolonge l'épaisseur du module 2 de 1 à 10 cm.
  • Par « extérieur », on entend l'environnement extérieur du module, contrairement à la cavité intérieure.
  • Les profilés 7 en forme de L prolongent les seconds panneaux 5B d'un côté, tandis que les profilés plats 8 prolongent les seconds panneaux 5B de l'autre côté.
  • Ainsi, les profilés 7, 8 prolongent les seconds panneaux 5B dans une direction perpendiculaire aux premiers panneaux 5A.
  • La profondeur de chaque rainure 6 est de l'ordre de 1 à 3 mm.
  • Chaque rainure 6 est apte à loger un joint 12 (visible au regard de la figure 3) dont l'épaisseur est supérieure à la profondeur de ladite rainure 6. Ainsi, la profondeur des rainures varie en fonction du joint sélectionné.
  • Les profilés 7, 8 sont destinés à rapporter un revêtement de façade à fonction esthétique et/ou fonctionnelle. Ils sont aussi appelés moyens d'accrochage.
  • Les profilés 7, 8 font partie intégrante (via le procédé de fabrication) de chaque module 2.
  • Ces profilés 7, 8 seront décrit plus en détail au regard de la figure 3.
  • Le module 2 est en matériau composite. En l'espèce, le matériau composite comprend de préférence une seule matière plastique, en particulier une matière thermodurcissable et résistante au feu telle que l'acrylique ou le polyester, ignifugée ; ainsi que des fibres de renforcement du type verre, basalte ou autre fibres d'origine minérale, synthétique ou même des fibres d'origine végétales.
  • D'autres matières plastiques et/ou fibres de renforcement peuvent être utilisées sans sortir du cadre de l'invention. On pourra par exemple insérer dans le matériau composite d'autres matières ou produits pour de nouvelles fonctionnalités (des tissus chauffants en fibres de carbone ou mailles métalliques), des matériaux particulièrement intéressants pour le blindage (fibres aramides), des systèmes d'identification de type RFID (pour tracer les produits), ou encore des capteurs noyés dans le composites (pour mesurer les déformations du produit, sa température ou tout autre paramètre physique).
  • Le module 2, est fabriqué par moulage, ou par extrusion, notamment quand les fibres de renforcement sont courtes, ou encore par pultrusion lorsque les fibres, les mats et/ou tissus sont continues.
  • Les figures 2 et 3 illustrent deux modules 2 accolés de manière étanche par leurs seconds panneaux 5B. Un joint d'étanchéité 12 (figure 3) permet d'associer les modules 2 de manière étanche. Ledit joint 12 prend appui dans chaque rainure 6 des seconds panneaux 5B accolés.
  • Les rainures 6 et les joints 12 coopèrent pour associer de manière étanche les modules 2. Chaque joint 12 est apte à se loger dans les rainures 6 de deux modules 2 accolés afin d'associer de manière étanche lesdits modules 2. On parle de moyens de coopération mutuelle par emboitement de deux modules adjacents.
  • Les joints d'étanchéité 12 sont logés à l'interface de deux modules 2 accolés.
  • L'épaisseur des joints 12 est dûment choisie pour assurer un écrasement optimal du joint. Cette épaisseur est avantageusement égale à deux fois la profondeur de la rainure 6.
  • La largeur L de chaque module 2 est identique. Cependant, dans une variante non représentée, chaque module 2 peut être de largeur différente, fournissant une modularité en largeur à l'élément de construction.
  • Par ailleurs, les modules 2 sont aptes à être découpés dans leur largeur L pour obtenir des modules 2 de largeur spécifique. Un panneau identique au second panneau 5B découpé sera alors recollé de manière étanche sur le flanc ouvert du module 2 pour reconstituer un module creux.
  • La figure 3 montre en outre que les modules 2 sont destinés à loger un matériau 9 isolant, par exemple de la laine de verre ou de la mousse de polyuréthane, dans leur cavité 4. L'incorporation du matériau 9 est réalisée soit en usine, par exemple en étant injecté dans la cavité 4 desdits modules 2, soit sur place, par exemple en étant introduit sous la forme de panneaux dont les volumes correspondent à la cavité 4 des modules 2.
  • Un des atouts de l'élément de construction 1 de l'invention est d'être en capacité de recevoir n'importe quel type d'isolant 9.
  • A titre d'exemples nullement limitatifs d'isolants, on peut citer :
    • des fibres minérales telles que des fibres de verre ou de roche,
    • des matières végétales du type fibres ou copeaux de bois, écorce, pailles, chanvre,
    • des mousses synthétiques telles que le polyuréthane ou polystryrène, se présentant sous forme expansé ou en billes, voire même recyclé en copeaux,
    • des laines ou plumes animales,
    • des billes ou granulés minéraux (vermiculite, billes de verre, argile expansé, roche volcanique),
    • des produits de recyclage tels le verre concassé recyclé, les fibres de cellulose ou de plastiques, et sous toutes les formes (laines, mousse, billes, vrac, copeaux, panneaux rigides ou semi rigides).
  • Les modules, qui sont creux, autorisent aussi d'accueillir bon nombre de matériaux à changement de phase tels que paraffine, polymère, acide gras, ..., permettant d'améliorer ainsi le confort d'été.
  • En ce sens, l'invention offre une très grande liberté de choix au maître d'oeuvre ou d'ouvrage en fonction des performances recherchées (techniques, économiques, environnementales), cela sous tous les climats.
  • L'élément de construction 1 est ainsi thermiquement et acoustiquement isolant.
  • Ainsi, les modules en matière composite de l'invention fournissent des structures monobloc intégrant de préférence les fonctions d'isolation lorsque les modules sont déjà remplis en usine de matériau isolant. Ces modules sont prêts à l'emploi et permettent, de construire un mur tel qu'illustré sur la figure 4.
  • Les profilés 7 en forme de L, faisant saillie vers l'extérieur de chaque module 2, présentent un retour 70 parallèle aux premiers panneaux 5A, lesdits retours 70 étant en regard, tournés l'un vers l'autre.
  • Des structures dites rapportées (non représentés), telles que des panneaux photovoltaïques, sont avantageusement fixées aux retours 70, côté extérieur, des modules 2 via des moyens de fixation.
  • L'espace entre les profilés 7 en forme de L et le premier panneau 5A le plus proche, forme un volume adapté à la ventilation des panneaux photovoltaïques.
  • Des capteurs pariétodynamique de type capteurs à air chaud ou à eau prennent place dans cet espace.
  • Ils font partie intégrante de l'élément de construction de l'invention et permettent à l'élément de construction de récupérer en surface plus d'énergie qu'il n'en dépense par déperdition thermique.
  • En variante, d'autres structures rapportées telles que des éléments de finition peuvent être fixées aux retours 70, côté extérieur, des modules 2.
  • Les profilés plats 8 ne possèdent pas de retour. Des structures rapportées peuvent également être fixées à ces profilés plats 8, soit directement sur la face interne (tournée vers le profilé plat du même module) desdits profilés, soit par l'intermédiaire de pièces de fixation telles que des équerres (figure 10). De cette façon, l'espace entre le module 2 et les structures rapportées peut varier selon les dimensions de la pièce intermédiaire. Cet espace varie par exemple entre 0 et 40 mm.
  • Ainsi, le module 2 peut recevoir des structures différentes selon la forme des profilés en L ou plat, ce qui engendre une grande flexibilité.
  • Comme le montre la figure 4, l'élément de construction 1 est associé au plancher 10, généralement formée par une dalle béton, de la construction afin de former un mur 3, par l'intermédiaire d'un module de connexion 18.
  • Il s'élève du plancher 10 jusqu'au plafond (non représenté), ou lorsqu'il y a plusieurs étages, s'étend sur la hauteur de séparation de deux étages, entre le plancher de l'un et le plafond de l'étage supérieur.
  • En variante, cette association se fait directement en nez de dalle, par l'intermédiaire d'équerres de fixation spéciales, fixées sur les profilés en L ou plats.
  • Dans un mode de réalisation non représenté, des dispositifs spécifiques permettant de limiter la propagation des flammes sont disposés contre l'enceinte 5 des modules 2, au niveau de la liaison entre les modules 2 et le plancher 10 et/ou niveau du passage d'ouvrants tels que décrits par la suite.
  • La figure 5 illustre un module 20 identique au module 2 de la figure 1 mais comportant un couvercle 11 qui ferme hermétiquement, de préférence par collage, une de ses faces ouvertes 5C.
  • De préférence le couvercle 11 est également en matière composite, par exemple de la même matière que celle du module 20.
  • Le couvercle 11 peut permettre de fixer le module 20 au plancher d'une construction. Dans ce cas de figure non représenté, chaque module 20 est apposé contre le plancher par l'intermédiaire du couvercle 11, en interfaçant de préférence un élément coupe-feu entre le couvercle 11 et le plancher.
  • La figure 6 illustre un module 200 sensiblement identique au module 20 de la figure 5 mais dont le couvercle 111 comporte des rainures 60 s'étendant sur toute la longueur I dudit couvercle 111 (la longueur I correspondant à la largeur L du module 200) de manière à prolonger les rainures 6 des seconds panneaux 5B du module 200.
  • Le module 200 peut également comporter un couvercle 11 sur une de ses faces ouvertes 5C et un couvercle 111 avec rainures 60 sur l'autre face ouverte 5C.
  • La figure 7 illustre deux modules 200 superposés de manière étanche.
  • Chaque module 200 comporte un couvercle 111 doté de rainures 60, au niveau de ses faces ouvertes 5C accolées.
  • Un joint d'étanchéité 12 est logé dans les rainures 60 des couvercles 111 de sorte à associer les modules 200 de manière étanche. Le joint 12 prend appui dans chaque rainure 60.
  • Les rainures 60 des couvercles 111 et les joints 12 coopèrent pour associer de manière étanche les modules 200. On parle de moyens de coopération mutuelle par emboitement de deux modules superposés.
  • Les joints d'étanchéité 12 sont logés à l'interface de deux modules 200 superposés.
  • De la même manière que pour les rainures 6 des seconds panneaux 5B, la profondeur des rainures 60 des couvercles 111 varie en fonction du joint 12 sélectionné. L'épaisseur dudit joint est avantageusement égale à deux fois la profondeur de la rainure 60. Cette épaisseur est dûment choisie pour assurer un écrasement optimal du joint lors de la superposition de deux modules 200.
  • Les modules superposés 200 permettent de former un mur 30. En fonction de la hauteur recherchée du mur, on pourra combiner des mêmes hauteurs de modules ou différentes hauteurs.
  • La hauteur H de chaque module 200 superposé est identique.
  • En variante, la hauteur H de chaque module 200 superposé pourrait être différente, fournissant une modularité en hauteur à l'élément de construction 1.
  • De la même manière que précédemment, les modules 200 sont aptes à être découpés pour obtenir un module de hauteur spécifique. Un couvercle 111 pourra alors être recollé de manière étanche sur le flanc découpé pour reconstituer un module 200 creux selon l'invention.
  • Par ailleurs, comme représenté sur la figure 8, le module 200 comporte avantageusement des éclisses 16 métalliques positionnées contre les profilés 7 en L, sur leurs faces en regard, et contre les profilés plats 8, sur leurs faces en regard. Les éclisses 16 dépassent dudit module 20, en hauteur, de sorte à pouvoir être également positionnées contre les profilés 7, 8 correspondants du module 200 superposé (non représenté sur la figure 7).
  • Ces éclisses 16 permettent à la fois de lier mécaniquement les modules 200 superposés, entre eux et de faciliter l'alignement (le centrage) des modules 200 superposés par introduction des chanfreins « d'entrée » 160 desdites éclisses dans les profilés 7, 8 correspondants des modules superposés.
  • En outre, les éclisses 16 comportent des anneaux 161 destinés à permettre l'élingage des modules.
  • Dans une variante représentée sur la figure 9, le module 2 comporte des éléments de renforcement 13 dans sa cavité 4, de sorte à rigidifier la structure. Ces éléments de renforcement 13 sont solidaires de la cavité 4 du module, tels que des cloisons.
  • Les cloisons 13 s'étendent de préférence selon la hauteur H du module 2, parallèlement aux premiers panneaux 5A, formant des compartiments 4A et 4B. En fonction de la dimension de l'épaisseur « e » du module 2, celui-ci peut comporter au moins une cloison 13 formant alors deux compartiments 4A, 4B.
  • Ces cloisons rapportées et étanchées permettront aussi d'introduire dans le module un substrat 14 pour de la végétalisation directe. Dans ce mode de réalisation, le premier panneau 5A en contact avec le substrat 14 comporte des lumières 15 permettant de piquer des végétaux.
  • Dans une variante non représentée, le module pourrait, de manière combinée ou non, intégrer à l'enceinte 5 des éléments de renforcement, tels que des nervures.
  • La figure 10 illustre un élément de construction 1 tel que décrit au regard de la figure 1, comportant en outre des équerres 17 fixées sur les profilés plats 8. Ces équerres 17 sont des pièces de fixation permettant de fixer une structure rapportée (non représentée) et de choisir la distance entre le module 2 et la structure rapportée (non représentée).
  • La mise en oeuvre d'un élément de construction 1 selon l'invention pour réaliser un mur se fait de la manière suivante, au regard de la figure 11.
  • Sur place, le module 20, comportant un couvercle 11, est fixé à la dalle béton 10, par l'intermédiaire d'un module de connexion 18. Cette fixation est réalisée grâce à des dispositifs de fixation (non visibles) qui, d'une part s'encastrent dans la dalle béton 10 et d'autre part coopèrent par boulonnage avec le couvercle 11 et le module de connexion 18.
  • Les dispositifs de fixation comportent une pièce métallique réglable pour pallier les défauts de planéité du nez (tranche) de la dalle 10. Ladite pièce assure la fixation du module 20 à la dalle 10 de façon à garantir un alignement du module selon le plan de façade de la construction.
  • Le jeu entre le modules et le nez de dalle est comblé par un dispositif pare feu spécifique 19 (laine de roche et tôle métallique par exemple).
  • Des modules 20 sont ensuite emboités latéralement grâce à la présence de joints 12 logés dans les rainures 6 des seconds panneaux 5B accolées de deux modules 20 accolés, tel que représenté sur la figure 3.
  • Les étapes de fixation à la dalle et d'emboitement des modules sont réalisées simultanément grâce à la structure simple des moyens de coopération mutuelle par emboitement de deux modules adjacents (rainure et joint). Ainsi, une pluralité de modules 20 est agencée pour former la longueur souhaitée du mur.
  • Dans le but de réaliser un mur de hauteur supérieure à la hauteur d'un module 20, d'autres modules selon l'invention sont superposés par emboitement les uns dans les autres grâce à la présence de couvercles 111 comportant des rainures 60 aptes à loger des joints 12, au niveau des faces ouvertes superposées des modules superposés, tel que décrit au regard de la figure 3. Ainsi, une pluralité de modules est agencée pour former la hauteur souhaitée du mur.
  • De préférence, les modules 20 incorporent déjà un matériau isolant 9 dans leur cavité 4, avant leur mise en place pour former le mur.
  • Ensuite, une structure rapportée S est mise en place contre la façade extérieure et intérieure des modules 20. La structure rapportée S est fixée aux retours 70 des profilés en forme de L 7 grâce à des moyens de fixation (figure 3), tandis qu'elle est fixée aux profilés plats 8 par l'intermédiaire de pièces de fixation telles que des équerres 17.
  • Ainsi, la forme d'un module rend la fabrication d'un mur aisée et rapide. En effet, les modules peuvent s'emboîter les uns aux autres latéralement et/ou verticalement.
  • Les modules peuvent être, comme exprimé plus haut, de tailles différentes (en particulier hauteur et/ou largeur) ce qui permet de traiter notamment toutes les largeurs et hauteurs de parois murales selon les contraintes de calepinage propres à chaque ouvrage. Par exemple, les modules peuvent présenter des largeurs de 100, 200 ou 600 mm, et tous les multiples de 600 (1200 mm, ...), et des hauteurs de 0,10 à 6m (voire plus dans la mesure de ce qui pourra être aisément transporté sur chantier), procurant ainsi une grande flexibilité sur les dimensions extérieures des murs à fabriquer.
  • Ceci est très utile pour la réalisation des linteaux qui sont rendus structuraux par collage et boulonnage.
  • Le module est apte à être découpé dans des zones précises afin de le cintrer pour réaliser par exemple des murs courbes.
  • En outre, il est aisé de fabriquer de grandes dimensions, fournissant des modules de grandes tailles, facilitant un montage rapide sur chantier et maximisant la productivité sur chantier. La mise en oeuvre diminue la pénibilité du travail sur chantier.
  • Les modules en matière composite de l'invention fournissent des structures monobloc intégrant de préférence les fonctions d'isolation lorsque les modules sont déjà remplis en usine de matériau isolant. Ces modules sont prêts à l'emploi et permettent, combinés à des profilés de fermeture qui sont avantageusement en matière composite, de construire un mur, en particulier de bâtiment, rapidement, à moindre coût, en évitant les ponts thermiques et en respectant les normes de construction énergétiques et relatives au feu.
  • Enfin, les modules peuvent être, idéalement calepinés, mais à défaut redécoupés pour réaliser des lumières dans la paroi murale et encastrer des éléments tels que des portes ou fenêtres.
  • Au niveau des découpes, sont destinés à être rapportés des profilés d'encadrement en matériau composite, de géométrie adaptée pour se plaquer contre les découpes et refermer les parties ouvertes sur l'intérieur du module. Une fois les profilés d'encadrement rapportés, ils ménagent dans la paroi murale faite des modules découpés un emplacement pour loger et fixer une fenêtre par exemple. Les profilés d'encadrement constituent avantageusement un châssis de fixation pour la fenêtre. Ces étapes peuvent être faites en usine ou sur place.
  • Les modules pourront se conformer aisément à tout type d'architecture, que ce soit pour se rapporter sur un ouvrage existant, mais aussi pour créer des courbes légères, même sans outillage spécifique.
  • Ainsi, le dispositif préfabriqué de construction de l'invention fait office de paroi complète de type "mur manteau". Il comporte au moins un module fait en matériau composite. L'aboutement de plusieurs modules forme le mur. Les modules permettent d'y associer des accessoires complémentaires pour y adjoindre toutes les fonctions usuelles d'une façade (ouvrants, balcons, parements esthétiques ou techniques).
  • Le dispositif de construction de l'invention diminue le coût global de la construction procure entre autres une rapidité de mise en oeuvre et une construction aux performances écologiques (performances énergétiques, faible énergie grise, faible empreinte carbone).
  • Dans une variante non représentée, le module selon l'invention est destiné à former un plancher. Dans cette variante, on comprendra que le module est destiné à être disposé horizontalement, les premiers panneaux étant parallèles au sol.
  • De la même manière que précédemment, plusieurs modules peuvent être accolés dans deux dimensions (longueur et largeur) afin de former un plancher.
  • Dans une autre variante, non représentée, un plancher formé de plusieurs modules est associé à un mur formé de plusieurs modules. Un couvercle tel que décrit précédemment au regard de la figure 5, et/ou un module de connexion, permettent alors de connecter les modules entre eux à 90°.

Claims (10)

  1. Elément de construction (1) comportant au moins un module (2, 20, 200) de forme parallélépipède rectangle, creux et en matériau composite, délimité par une enceinte (5) à quatre panneaux, deux premiers panneaux (5A) parallèles opposés et deux seconds panneaux (5B) perpendiculaires auxdits premiers panneaux (5A), le module (2, 20, 200) étant caractérisé en ce que les seconds panneaux (5B) comportent au moins une rainure (6) parallèle aux premiers panneaux (5A) et chaque second panneau (5B) se prolonge d'un côté par un profilé en forme de L (7) et de l'autre coté par un profilé plat (8), les profilés (7, 8) étant des éléments en saillie vers l'extérieur, parallèles à la rainure (6) et prolongeant les seconds panneaux (5B) dans une direction perpendiculaire aux premiers panneaux (5A).
  2. Elément de construction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module (20, 200) est fermé hermétiquement à l'une et/ou l'autre des extrémités opposées de l'enceinte, lesdites extrémités étant nommées faces ouvertes (5C), par des panneaux nommés couvercles (11, 111).
  3. Elément de construction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le couvercle (111) comporte au moins une rainure (60) perpendiculaire aux seconds panneaux (5B).
  4. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque face ouverte (5C) du module (200) est fermée hermétiquement par un couvercle (11, 111), seul l'un des deux couvercles (111) comportant des rainures (60) perpendiculaires aux seconds panneaux (5B).
  5. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux modules (2, 20, 200) accolés de manière étanche par leurs seconds panneaux (5B) comportant au moins une rainure (6), lesdits modules s'imbriquant grâce à au moins un joint (12) logé dans les rainures (6) accolées desdits panneaux (5B).
  6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux modules (200) superposés ou accolés de manière étanche par leurs faces ouvertes (5C), fermées hermétiquement par le couvercle (111) comportant au moins une rainure (60) perpendiculaire aux seconds panneaux (5B), les rainures (60) de chaque couvercle (111) accolé étant symétriques et aptes à loger un joint (12) de sorte à permettre la superposition ou l'accolement étanche des modules (200).
  7. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs modules (200) accolés de manière étanche par leurs seconds panneaux (5B) et superposés ou accolés de manière étanche par leurs faces ouvertes (5C), fermées hermétiquement par le couvercle (111) comportant au moins une rainure (60), l'étanchéité étant assurée par au moins un joint (12) logé dans les rainures (6, 60) des seconds panneaux (5B) accolés et des couvercles (111) superposés ou accolés.
  8. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (2, 20, 200) loge des moyens d'isolation (9) de type thermique et/ou acoustique dans sa cavité 4.
  9. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (2) comporte des éléments de renforcement (13), du type nervures ou encore cloisons interne.
  10. Construction comportant un élément de construction (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les profilés (7, 8) sont en matériau composite intégrés au module (2, 20, 200) et issus du procédé de fabrication du module (2, 20, 200), et en ce qu'une structure esthétique et/ou fonctionnelle, telle qu'un système de bardage, est rapportée sur les profilés (7, 8).
EP19164876.5A 2018-04-09 2019-03-25 Élément de construction et construction comportant un tel élément Active EP3553244B1 (fr)

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