EP1707697A1 - Bâtiment modulaire enterré destiné à l'habitation - Google Patents

Bâtiment modulaire enterré destiné à l'habitation Download PDF

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Publication number
EP1707697A1
EP1707697A1 EP05292714A EP05292714A EP1707697A1 EP 1707697 A1 EP1707697 A1 EP 1707697A1 EP 05292714 A EP05292714 A EP 05292714A EP 05292714 A EP05292714 A EP 05292714A EP 1707697 A1 EP1707697 A1 EP 1707697A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
modules
building according
cylinders
facade
module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05292714A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Jacques Renaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication of EP1707697A1 publication Critical patent/EP1707697A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions
    • E04H9/10—Independent shelters; Arrangement of independent splinter-proof walls
    • E04H9/12—Independent shelters; Arrangement of independent splinter-proof walls entirely underneath the level of the ground, e.g. air-raid galleries
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/348—Structures composed of units comprising at least considerable parts of two sides of a room, e.g. box-like or cell-like units closed or in skeleton form
    • E04B1/34815—Elements not integrated in a skeleton

Definitions

  • the invention relates to the production of constructions consisting of cylindrical shells interconnected by assembly modules and opening to the outside through facade modules. The whole is placed on the ground then covered with earth and planted with plants; the construction is therefore buried and not underground.
  • Cylinders, assembly modules and facade modules constitute a system that must be buried to meet the requirements of a durable and comfortable habitat
  • Cylinders, assembly modules and facade modules are constituted by hulls used as formwork for embankments, waterproofing and interior facing.
  • the attached land provides the functions of thermal and sound insulation and exterior cladding.
  • the purpose of the invention is to integrate the construction in its environment while maintaining for living rooms large windows opening onto the landscape.
  • Traditional buildings consist of walls and roofs.
  • the roof is sometimes replaced by a terrace that can be planted to improve integration into the environment. Nevertheless the walls remain visible and the geometry of the construction is extremely present.
  • Another goal is to build housing quickly and low cost using prefabricated modules simple, light and easy to implement.
  • the current prefabricated elements are generally heavy (because they are made of concrete) and complex because they must meet the criteria of watertightness, insulation, and finish.
  • troglodyte habitat that exists in all latitudes, which meets the same criteria of integration in the environment and provides good results of thermal and sound insulation.
  • the realization of such a habitat requires a particular quality of ground: sufficiently resistant not to collapse and sufficiently tender to be excavated in reasonable economic conditions.
  • the troglodyte habitat (except the vertical habitat dug in plain and opening on courtyards and patios) sees its orientation determined by that of the wall in which it is excavated. As a result, it has only one orientation.
  • Underground shells against bombs, radiations and gases consisting of cylindrical or parallelepipedal modules made of steel, concrete or plastic, then covered or not with a concrete slab ( FR2593217 , FR2499136 , FR2503777 , FR1368087 , FR1382540 , GB2075570 , FR 2519366 ) and the fiberglass-reinforced plastic shelter covered with earth and which can be transformed into a cellar in peacetime ( DE 3242080 )
  • the purpose of these inventions is to protect their occupants during short periods they do not have to take into account nor to develop the provisions allowing to meet the criteria of a durable habitat: the space, the comfort, the sight, the sunshine, the diversity of surfaces and volumes. They have not developed a combinatorics of elements such as connection modules and facade modules, to meet these criteria.
  • Hamco and tubosider metal nozzles are also known to have their origin in a patent filed by Mr. Simpson in 1896 in Indianna (USA). These galvanized steel nozzles placed on the ground and then covered with an embankment are used for the construction of tunnels, bridges, passages. In the context of these applications, the companies mentioned have not developed a combinatorics of elements that meet the criteria for the use of a sustainable habitat. On the other hand, the material used (corrugated corrugated metal sheets) does not have the required qualities (waterproofing, interior finishing, possibility of producing double curvature surfaces) to achieve the constructions. developed in the context of the invention presented.
  • the main cylinders, facade modules and assembly modules are equipped with a floor allowing the inhabitants to move on a horizontal surface but also separating the living area (upper) of the technical part (lower).
  • the technical part houses the fluid equipment, water, wastewater, ventilation ducts, cable ducts, etc. This arrangement allows a flow of fluids in the building and thus easy maintenance and a minimum number of openings in the buildings. hulls for the entry and exit of networks.
  • the hulls can be made in different types of synthetic materials.
  • the criteria of choice are: the lightness, the resistance in time, the aptitude for the realization of the defined forms, the tightness, a certain rigidity and the finish aspect of the interior facing.
  • One of the materials that can be retained today is polyester reinforced with glass fibers. If the material used has the qualities mentioned above, the prefabrication of the elements becomes extremely simple: it is a question of making simple thin shells and if the embankment which covers them is suitably drained, the watertightness between the shells, at their level. assembly has to take into account only the runoff water (not like in an underground habitat the rise of water table, nor as in a traditional habitat, the beating rains).
  • the cylinders, facade modules and assembly modules are assembled on the receiving platform which has previously been compacted and drained. It is then backfilled in successive layers compacted so as to cover all the elements with at least 80 cm of embankments.
  • the embankment is profiled in slopes or terraces.
  • the embankments constitute an external thermal insulation and the thermal bridges are reduced to a minimum.
  • the embankments create a comfortable thermal inertia in winter as in summer.
  • the embankments are draining to allow the flow of runoff to the drainage system.
  • the embankments are then subject to a landscaped treatment: top soil for planting plants and various amenities such as gravel or paved alleyways, stairs, benches, garden lighting etc ... A landscape is thus reconstituted on the premises same construction.
  • the cylinders, assembly modules and façade modules can be split up.
  • the fractionation may be carried out according to a generatrix or vertical plane of section for the cylinders, or in a plane of symmetry for the assembly modules. Partial or total reconstruction of cylinders, assembly modules and modules Façade is done in factory or on site depending on the size of the elements.
  • the assembly between main cylinders, assembly modules, facade modules and possibly connecting elements is always located in a vertical plane in order to solve the sealing problem in a simple manner.
  • Figure 1 shows a dwelling made up of three types of modules.
  • Figure 2 shows the main elements of a register, namely: main cylinder, (21) assembly module (22) and facade module (24).
  • (21) is a main cylinder whose guide curve is flattened at the bottom. It is stiffened at its two ends by connecting flanges (211) for assembling the main cylinder to the module of the facade (24) and the assembly module (22) which have identical connection flanges (251) and (221). This assembly is carried out face to face (see detail 29). It is stabilized by a mechanical process (nut, rivet, etc ...) (291) and protected by a preformed joint cover (292) adapted to the shape of the flanges, ie to the steering curve, of the cylinder main.
  • the main cylinder can also be stiffened vertically, at regular distance by stiffeners (212) same geometry as the flanges. If the cylinder is cut vertically into several sections for transportation convenience, each end section will be equipped with a flange and the assembly of these flanges will form stiffener. For example, in the drawn cylinder, a 1.2 m grid was chosen to space the stiffeners (212). The cylinder (4.8m) can be made in two sections of 2.4m (road gauge) which will be assembled (213).
  • the main cylinder can be stiffened horizontally according to its generatrices by stiffeners such as (214). If the cylinder is cut horizontally into multiple sectors for transportation convenience, each sector perimeter generator will be equipped with a stiffener that will apply face-to-face with the next sector stiffener. For example, in the drawn cylinder, it was chosen to create a stiffener (214) and cut the arc in 2 sectors flanking the false floor: an upper sector (215-214-215) and a lower sector, under the false floor (215-215) The floor (216) separates the living part (upper part of the hull) from the technical part (lower part of the hull). It is fixed on longitudinal reinforcements of the low shell (281) and reinforces it by pulling effect.
  • stiffeners such as (214). If the cylinder is cut horizontally into multiple sectors for transportation convenience, each sector perimeter generator will be equipped with a stiffener that will apply face-to-face with the next sector stiffener. For example, in the drawn cylinder, it was chosen to create a stiffener
  • fluid networks (282): water, wastewater, ventilation ducts, electricity etc ... (22) is a square assembly module. Its lower part is a ridge vault (figure3 / 36) (intersection of 2 half-cylinders of directional curve identical to that of the main cylinder), its upper part is a vault on pendants (222) intersection of a sphere with a cube creating four intersection curves identical to the main cylinder guide curve.
  • the ridge vault by its shape, facilitates the flow of fluids, the cupola on pendants reconstitutes in the upper part a circle which, provided with a collar (223) allows an easy junction with any type of element with a circular base ( dome 224, cylinder, cone ).
  • the assembly module comprises 4 horizontal generatrix cylinders (225) allowing its connection to 4 cylinders or primers of cylinders with the same directing curve.
  • the connection is effected by means of flanges (221) protected by a joint cover (identical to the previous description)
  • the assembly module can be made in one or more elements. For example, for the drawing module it was chosen to make the upper part (above the floor) into 4 elements (ABCD) that should be assembled at the factory or on site.
  • the lower part, secured to the floor, is made in one block.
  • the floor (227) separates the living part of the technical part. It is located at the same level as the floor (216) of the main cylinder and has the same characteristics.
  • (23) is a square assembly module. Its geometry is that of a ridge vault both for its lower part (36, Figure 3) than for its upper part (23). Except for its shape that does not allow the connection of an element at the top, its characteristics are identical to those of (22).
  • (26) is a facade module whose inner portion (261) is constituted by a cylinder section with a steering curve identical to that of the main cylinder with which it connects via a flange (262). Its outer portion (263) has a strong cantilever shaped successive arches and can support the embankments. A slope or retaining wall may be established under the bow springs to contain the lower slopes. This daunting layout can be used as a building entrance.
  • (27) shows a facade module whose inner portion (271) is constituted by a steering cylinder section identical to that of the main cylinder with which it connects via a flange (272). Its outer part (273) is a truncated cone flaring on the outside to open more widely the vision and increase the penetration of light.
  • FIG. 3 shows triangular assembly modules (31) and (32) and their possibility of assembly with a main cylinder (33), a square assembly module (34) and a facade module (35). All these modules have in common their guide curve allowing easy assemblies, and their floor level allowing a habitability of full foot in the upper part and the passage of fluids in the lower part.
  • (31) represents a triangular assembly module. Its lower part is a ridge vault (37), its upper part is a dome on pendants (311). The dome on pendants makes it possible to reconstitute in its upper part a circle which, provided with a flange (312) allows an easy junction with any type of circular element such as drum (313) and dome (314).
  • (32) represents a triangular assembly module.
  • a ridge vault (figure 37) and its upper part also (321).
  • (33) shows a main cylinder (already described in 21) in the assembly position with a triangular module (31).
  • (34) represents a square assembly module (already described in 22) in assembly position with two triangular modules (31) and (32) receiving at the top a dome surmounted by a cylindrical drum (341) and a dome zenith lighting (342).
  • (35) shows a facade module (already described at 24) in the assembly position with a triangular assembly module (31).
  • (36) represents the lower portion (as an edge vault of a square assembly module (34).
  • (37) represents the lower portion (ridge vault) of a triangular joining module (31/32).
  • Figure 4 shows a system with 2 registers or 2 steering curves
  • the 2 registers have the same logic: a single steering curve, connection flanges, false floor level.
  • the size and nature of the guideline will orient a register towards one type of use or another.
  • the register 2 is particularly adapted to circulations (corridors, stairs, etc ). To go from one register to another we use a connection module.
  • the register 1 is represented by a main cylinder (41). We could also have included assembly modules (square, triangular) and façade modules.
  • the register 2 whose guide curve is that of a softened vertical rectangle is represented by a right cylinder (44) an assembly of 2 elbow cylinders (45) a right angle intersection of 2 cylinders forming an edge vault (46) an assembly of 3 cylinders in the vertical plane (forming the envelope of a straight staircase (47).
  • the connection module of these two registers (42) seen from the face in contact with the largest element, and (43) seen from the face in contact with the smallest element.
  • the connection module is formed of a short main cylinder section of register 1 (432) closed by a vertical plane (433) forming a tympanum.
  • This cylinder section is connected to the system module 1 by a connecting flange (431). It is also formed of a short section of the main cylinder of the system 2 (434) positioned on the tympanum with only constraint the level of the floors (436) of the system 2 and (435) of the system 1.
  • the cylinder section of the system 2 is connected to the system module 2 concerned by a connecting flange (437).
  • a communication bay is reserved in the part of the tympanum common to the two cylinders. The positioning of the cylinders relative to each other depends on the function that is dedicated to them. In (42) (43) the communication is off-center to facilitate the arrangement of the main cylinder of system 1 in a room or kitchen.
  • (48) shows a connecting module whose size requires the tympanum (481) to be arched to withstand the pressure of the embankments.

Landscapes

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Abstract

L'invention est relative à la réalisation de constructions constituées de coques cylindriques (113, 115, 117, 1113, 119, 1120) connectées entre elles par des modules d'assemblage (114, 116, 1112) et s'ouvrant sur l'extérieur par l'intermédiaire de modules de façades (112, 118, 1114, 1110).
Cylindres, modules d'assemblage et modules de façade sont préfabriqués et réalisés en matériaux de synthèse. Ils sont assemblés sur le site de construction (111), puis recouverts de remblais, de terre végétale et de plantations.
Cylindres, modules d'assemblage et modules de façade constituent un système basé sur l'utilisation d'une seule courbe directrice, ce qui permet des assemblages simples et étanches.
L'utilisation de plusieurs systèmes sur un même projet est possible à condition d'utiliser des modules de raccordement. Le projet peut alors être plus complexe

Description

  • L'invention est relative à la réalisation de constructions constituées de coques cylindriques connectées entre elles par des modules d'assemblage et s'ouvrant sur l'extérieur par l'intermédiaire de modules de façade. L'ensemble est posé sur le sol puis recouvert de terre et planté de végétaux ; la construction est donc enterrée et non souterraine. Les cylindres, modules d'assemblage et modules de façade constituent un système qu'il est impératif d'enterrer pour qu'il réponde aux exigences d'un habitat durable et confortable Cylindres, modules d'assemblage et modules de façade sont constitués par des coques servant de coffrage pour les remblais, d'étanchéité et de parement intérieur. Le terrain rapporté assure les fonctions d'isolation thermique et phonique et de parement extérieur.
  • Le but de l'invention est d'intégrer la construction dans son environnement tout en conservant pour les pièces habitables de vastes baies vitrées s'ouvrant sur le paysage. Les constructions traditionnelles sont constituées de murs et de toitures. La toiture est parfois remplacée par une terrasse qui peut être plantée afin d'améliorer l'intégration dans l'environnement. Néanmoins les murs restent visibles et la géométrie de la construction est extrêmement présente.
  • Un autre but est d'obtenir une isolation thermique et phonique performante grâce à l'épaisseur de remblais qui recouvre les coques. Dans la construction traditionnelle :
    • l'isolation thermique est réalisée par des matériaux légers (mousses, fibres, etc...) qui ne permettent pas de profiter de l'effet d'inertie et de rayonnement des parois tel qu'il existe pour les bâtiments anciens et les caves
    • les ponts thermiques, en raison des techniques de construction sont nombreux et difficiles à résoudre.
  • Un autre but est de construire des logements rapidement et à faible coût en utilisant des modules préfabriqués simples, légers et d'une mise en oeuvre aisée. Les éléments préfabriqués actuels (murs, allèges, toitures etc...) sont en général lourds (car fabriqués en béton) et complexes car ils doivent répondre à des critères d'étanchéité, d'isolation, de finition.
  • On connaît l'habitat troglodytique qui existe sous toutes les latitudes, qui répond aux mêmes critères d'intégration dans l'environnement et qui procure de bons résultats d'isolation thermique et phonique. La réalisation d'un tel habitat nécessite une qualité de terrain particulière : suffisamment résistant pour ne pas s'écrouler et suffisamment tendre pour être excavé dans des conditions économiques raisonnables. L'habitat troglodytique (excepté l'habitat vertical creusé en plaine et s'ouvrant sur des cours et des patios) voit son orientation déterminée par celle de la paroi dans laquelle il est excavé. De ce fait il ne présente qu'une seule orientation.
  • On connaît les abris souterrains contre les bombardements, les radiations et les gaz, constitués de modules cylindriques ou parallélépipédiques en acier, en béton ou en plastique puis recouverts ou non d'une dalle de béton ( FR2593217 , FR2499136 , FR2503777 , FR1368087 , FR1382540 , GB2075570 , FR 2519366 ) ainsi que l'abri en plastique renforcé de fibre de verre recouvert de terre et pouvant se transformer en cellier en temps de paix ( DE 3242080 )
    Le but de ces inventions étant de protéger leurs occupants pendant des périodes brèves elles n'ont pas à prendre en compte ni à développer les dispositions permettant de répondre aux critères d'un habitat durable : l'espace, le confort, la vue, l'ensoleillement, la diversité des surfaces et des volumes. Elles n'ont donc pas développé une combinatoire d'éléments tels que modules de connexion et modules de façade, permettant de répondre à ces critères.
  • On connaît d'autre part les buses métalliques Hamco et tubosider dont l'origine remonte à un brevet déposé par Monsieur Simpson en 1896 dans l'Indianna (USA). Ces buses en acier galvanisé posées sur le sol puis recouvertes d'un remblai servent à la construction de tunnels, de ponts, de passages. Dans le cadre de ces applications, les sociétés mentionnées n'ont pas développé une combinatoire d'éléments répondant aux critères d'utilisation d'un habitat durable. D'autre part, le matériau utilisé (plaques de tôle ondulée cintrée) ne présente pas les qualités requises (étanchéité, finition intérieure, possibilité de réaliser des surfaces à double courbure) pour réaliser les constructions développées dans le cadre de l'invention présentée.
  • On connaît également des bâtiments tels que le Parc Omnisports de Paris-Bercy (P.O.P.B), construits de plein pied, dont le parement extérieur des murs est constitué par un remblai planté de gazon. Outre que la toiture reste apparente et non recouverte de terre, ce concept ne répond pas aux mêmes objectifs que la présente invention. Il ne s'adresse pas au même type de programme, la structure mise en place est une structure traditionnelle en béton, et il ne recherche ni la modularité ni un allègement des procédés de préfabrication
  • L'invention vise notamment à concevoir et réaliser un bâtiment d'habitation tel que défini en introduction et comprenant trois types de module : les cylindres principaux, les modules de façade et les modules d'assemblage. Etant placés en position enterrée ils ont tous une forme cylindrique ou issue de cylindre ou de sphère car ce sont les formes qui permettent de résister aux pressions du terrain en utilisant un minimum de matière.
    • - a) cylindres de base : leur courbe directrice est un cercle aplati en partie basse afin d'optimiser l'habitabilité. Un cylindre est en principe destiné à abriter une fonction : chambre, salle de bain, cuisine, bureau etc ... Il est d'une longueur variable en fonction de l'utilisation prévue et sa largeur est d'environ 3 à 4 m (la largeur d'une pièce traditionnelle). Si le cylindre est affecté à « une pièce à vivre » il est complété par un module de façade.
    • - b) modules de façade : ils sont constitués de cylindres identiques à celui du cylindre de base mais le plus souvent tronçonnés en coupe biaise afin de suivre la pente du talus. Le module de façade est équipé d'un ensemble menuisé, bois, alu, PVC, etc assurant la fermeture, l'éclairage, la ventilation et la protection des pièces d'habitation.
    • - c) modules d'assemblage : leur géométrie est basée sur l'intersection de cylindres dont la courbe directrice est identique à celle du cylindre principal. L'intersection s'effectue selon 2 principes : celui de la voûte d'arête et celui de la coupole sur pendentifs (intersection de cube ou de prisme triangulaire par une demi-sphère découpant les faces selon la courbe directrice du cylindre de référence). Pour diverses raisons il est possible de mixer ces 2 principes d'intersection. Par exemple le module d'assemblage peut être constitué en partie basse d'une voûte d'arête qui permet un cheminement aisé des fluides et en partie haute d'une voûte sur pendentifs qui permet un éclairage zénithal facile à mettre en oeuvre.
    Chaque module d'assemblage peut se connecter à 3 ou 4 cylindres, modules d'assemblage ou modules de façade. Outre sa fonction d'assemblage ce type de module permet d'abriter des fonctions telles que : séjour, vestibule, jardin d'hiver etc... Si le module d'assemblage reçoit « une pièce à vivre », il est complété par un module de façade de même type que celui décrit précédemment. Il peut également, dans sa version « coupole sur pendentifs » recevoir une coupole, un tambour, un éclairage zénithal en fermeture supérieure.
  • Les cylindres principaux, les modules de façade et les modules d'assemblage sont équipés d'un plancher permettant aux habitants de se mouvoir sur une surface horizontale mais aussi séparant la partie habitable (supérieure) de la partie technique (inférieure). La partie technique abrite les équipements fluides, eau, eaux usées, gaines de ventilation, chemin de câble etc...Cette disposition permet un cheminement des fluides dans le bâtiment et par là-même une maintenance aisée et un nombre minimum de percements dans les coques pour l'entrée et la sortie des réseaux.
  • Les coques peuvent être fabriquées dans différents types de matériaux de synthèse. Les critères de choix sont : la légèreté, la tenue dans le temps, l'aptitude à la réalisation des formes définies, l'étanchéité, une certaine rigidité et l'aspect de finition du parement intérieur. L'un des matériaux qui peut être retenu actuellement est le polyester armé de fibres de verre.
    Si le matériau utilisé possède les qualités sus mentionnées, la préfabrication des éléments devient extrêmement simple : il s'agit de fabriquer de simples coques minces et si le remblai qui les recouvre est convenablement drainé, l'étanchéité entre les coques, au niveau de leur assemblage n'a à prendre en compte que les eaux de ruissellement (non comme dans un habitat souterrain les remontées de nappe, ni comme dans un habitat traditionnel, les pluies battantes). Les cylindres, modules de façade et modules d'assemblage sont assemblés sur la plateforme de réception qui a au préalable été compactée et drainée. Il est ensuite procédé au remblaiement par couches successives compactées de manière à recouvrir tous les éléments d'au moins 80 cm de remblais. Au droit des modules de façade le remblai est profilé en talus ou en terrasses.
    Les remblais constituent une isolation thermique extérieure et les ponts thermiques sont réduits à leur minimum.
    Les remblais créent une inertie thermique confortable en hiver comme en été.
    En périphérie de la construction, les remblais sont drainants afin de permettre l'écoulement des eaux de ruissellement vers le système de drainage. Les remblais font ensuite l'objet d'un traitement paysagé : terre végétale permettant la plantation de végétaux et aménagements divers tels qu'allées gravillonnées ou dallées, escaliers, bancs, éclairage de jardin etc...Un paysage est ainsi reconstitué sur les lieux mêmes de la construction.
  • Selon le programme d'habitat qui doit être mis en oeuvre, selon la nature du terrain et sa configuration il est possible d'utiliser un système (que nous appelons registre) basé sur une seule courbe directrice ou bien d'utiliser plusieurs courbes directrices (soit plusieurs registres). Cet enrichissement du vocabulaire proposé est en particulier utile
    • a) pour obtenir des volumes différents (garage, pièce d'apparat,etc...)
    • b) pour réaliser des modules de circulation : couloirs droits, couloirs avec changement de direction, escaliers, croisements etc...
    • c) pour répondre à des programmes autres que l'habitation tels que : hôtellerie, établissements scolaires, équipements divers, bureaux, laboratoires, etc...
    Chaque registre résultant d'une courbe directrice peut être décliné comme indiqué ci-dessus. Entre 2 registres un élément de raccordement est nécessaire.
  • Afin de simplifier la fabrication, de réduire la complexité des moules (s'ils sont utiles), de faciliter la manutention et le transport, les cylindres, modules d'assemblage et modules de façade peuvent être fractionnés.
    Le fractionnement peut être effectué selon une génératrice ou plan vertical de section pour les cylindres, ou selon un plan de symétrie pour les modules d'assemblage. La reconstitution partielle ou totale des cylindres, modules d'assemblage et modules de façade s'effectue en usine ou sur le chantier selon la taille des éléments.
  • L'assemblage entre cylindres principaux , modules d'assemblage, modules de façade et éventuellement éléments de raccordement est toujours situé dans un plan vertical afin de permettre de résoudre le problème d'étanchéité d'une manière simple.
  • La figure 1 présente une habitation constituée de trois types de modules.
  • Figure 1.1 : une plate forme (111) a été aménagée sur le terrain afin de recevoir l'assemblage de modules. Dans le cas présent il s'agit :
    • d'un module de façade constituant l'entrée de l'habitation (112)
    • d'un cylindre principal constituant le vestibule (113)
    • d'un module d'assemblage triangulaire constituant le prolongement du séjour (114)
    • d'un cylindre principal abritant wc et vestiaire (115)
    • d'un module d'assemblage carré surmonté d'un lanterneau d'éclairage zénithal constituant le séjour (116)
    • d'un cylindre principal abritant la cuisine et la salle à manger (117) prolongé d'un module de façade (118)
    • d'un cylindre principal constituant un salon (119) prolongé par un module de façade (1110)
    • d'un cylindre principal abritant salle de bain, wc et couloir d'accès aux chambres (11 20)
    • d'un module d'assemblage triangulaire constituant le vestibule de la partie nuit (11 12)
    • de deux cylindres principaux abritant les chambres (1113) prolongés par deux modules de façade (1114)
  • Figure 1.2 : les coques sont recouvertes d'un remblai qui a fait l'objet d'un traitement paysagé
    • un chemin (121) permet l'accès à l'entrée (122)
    • un cheminement interne au jardin (123) permet d'accéder par des escaliers et des terrasses intermédiaires (124) à la terrasse supérieure (125) dans laquelle s'ouvre l'éclairagé zénithal du séjour (126).
    • le jardin est équipé de bancs, d'un éclairage extérieur, de tables de pique-nique etc...
  • La figure 2 présente les éléments principaux d'un registre, à savoir : cylindre principal, (21) module d'assemblage (22) et module de façade (24).
  • (21) est un cylindre principal dont la courbe directrice est aplatie en partie basse. Il est raidi à ses 2 extrémités par des collerettes de raccordement (211) permettant d'assembler le cylindre principal au module de la façade (24) et au module d'assemblage (22) qui possèdent des collerettes de raccordement identiques (251) et (221). Cet assemblage s'effectue face contre face (voir détail 29). Il est stabilisé par un procédé mécanique (écrou, rivet, etc...) (291) et protégé par un couvre- joint préformé (292) adapté à la forme des collerettes, c'est à dire à la courbe directrice, du cylindre principal. - (pour des raisons de compréhension le couvre-joint a été représenté transparent dans notre dessin) - En fonction de son mode de fabrication et de ses dimensions, le cylindre principal peut également être raidi verticalement, à distance régulière par des raidisseurs (212) de même géométrie que les collerettes.
    Si le cylindre est coupé verticalement en plusieurs tronçons pour des commodités de transport, chaque extrémité de tronçon sera équipé d'une collerette et l'assemblage de ces collerettes formera raidisseur. Par exemple, dans le cylindre dessiné, il a été choisi une trame de 1,2 m pour espacer les raidisseurs (212). Le cylindre (4,8m) peut être réalisé en deux tronçons de 2,4 m (gabarit routier) qui seront assemblés (213).
    En fonction de son mode de fabrication et de ses dimensions, le cylindre principal peut être raidi horizontalement selon ses génératrices par des raidisseurs tels que (214).
    Si le cylindre est coupé horizontalement en plusieurs secteurs pour des commodités de transport, chaque génératrice périmétrique du secteur sera équipée d'un raidisseur qui s'appliquera face contre face avec le raidisseur du secteur suivant.
    Par exemple, dans le cylindre dessiné, il a été choisi de créer un raidisseur (214) et de couper l'arc en 2 secteurs encadrant le faux plancher : un secteur supérieur (215-214-215) et un secteur inférieur, sous le faux plancher (215-215)
    Le plancher (216) sépare la partie habitable (partie haute de la coque) de la partie technique (partie basse de la coque). Il est fixé sur des renforts longitudinaux de la coque basse (281) et renforce celle-ci par effet de tirant. Dans la partie technique sont disposés les réseaux de fluides (282) : eau, eaux usées, gaine de ventilation, électricité etc...
    (22) est un module d'assemblage carré. Sa partie basse est une voûte d'arête (figure3/36) (intersection de 2 demi-cylindres de courbe directrice identique à celle du cylindre principal), sa partie haute est une voûte sur pendentifs (222) intersection d'une sphère avec un cube créant quatre courbes d'intersection identiques à la courbe directrice du cylindre principal. La voûte d'arête, par sa forme, facilite le cheminement des fluides, la coupole sur pendentifs reconstitue en partie haute un cercle qui, muni d'une collerette (223) permet une jonction facile avec tout type d'élément à base circulaire (dôme 224, cylindre, cône...). Ces éléments sont destinés à fermer, éclairer, ventiler...la construction . Une bavette périphérique verticale (226) perpendiculaire à la collerette de raccordement de l'élément rapporté (228) assure un emboîtement et donc une étanchéité.
    Le module d'assemblage comporte 4 amorces de cylindre à génératrices horizontales (225) permettant sa connexion à 4 cylindres ou amorces de cylindres de même courbe directrice. La connexion s'effectue par l'intermédiaire de collerettes (221) protégées par un couvre- joint (identique à la description précédente)
    En fonction du mode de fabrication, les impératifs de transport et de manutention, le module d'assemblage peut être réalisé en un ou plusieurs éléments. Par exemple, pour le module dessiné il a été choisi de réaliser la partie supérieure (au dessus du plancher) en 4 éléments (A B C D) qu'il convient d'assembler en usine ou sur le chantier. La partie inférieure, solidaire du plancher, est réalisée en un seul bloc.
    Le plancher (227) sépare la partie habitable de la partie technique. Il est situé au même niveau que le plancher (216) du cylindre principal et possède les mêmes caractéristiques.
  • (23) est un module d'assemblage carré. Sa géométrie est celle d'une voûte d'arête tant pour sa partie basse (36, figure 3) que pour sa partie haute (23). Exceptée sa forme qui ne permet pas la connexion d'un élément en partie haute, ses caractéristiques sont identiques à celles du (22).
  • Le module de façade représenté dans les figures (24) et (25) est constitué d'un cylindre identique au cylindre principal et tronçonné en coupe biaise. Il est raidi pour sa section en contact avec le cylindre principal par :
    • une collerette de raccordement (251) (identique à celle du cylindre principal) située en prolongement du renfort (252) servant de réception à l'ensemble menuisé.
    • un ensemble menuisé servant de façade au cylindre (250).
    Un renfort ayant forme de collerette borde la face extérieure biaise (253).
    L'ensemble menuisé (250) possède les mêmes caractéristiques qu'un ensemble menuisé traditionnel. Il assure la fonction d'éclairage par ses baies vitrées ouvrantes et fixes, de communication avec l'extérieur par ses portes, de protection par ses volets, baraudages ou blindages, de ventilation par ses ouvrants et prises d'air...
    Le plancher (245) sépare la partie technique (sous plancher), de l'extérieur. Selon la fonction de la pièce abritée par le cylindre principal voisin, des réseaux peuvent entrer ou sortir du bâtiment . Il a été par exemple représenté dans le dessin (25) la sortie d'une canalisation d'eaux usées munie d'un tampon de visite (254).
    D'autres modules de façade peuvent être utilisés, le seul impératif est que la partie de raccordement avec le cylindre principal ait la même directrice afin que les collerettes puissent être placées en coïncidence.
  • (26) représente un module de façade dont la partie intérieure (261) est constitué d'une section de cylindre de courbe directrice identique à celle du cylindre principal avec lequel elle vient en raccordement par l'intermédiaire d'une collerette (262). Sa partie extérieure (263) comporte un fort encorbellement en forme d'arcs successifs et permet de supporter les remblais. Un talutage ou un muret de soutènement peut être établi sous les sommiers de l'arc afin de contenir les bas de talus. Cette disposition monumentale peut être utilisée en tant qu'entrée de bâtiment.
  • (27) représente un module de façade dont la partie intérieure (271) est constituée d'une section de cylindre de courbe directrice identique à celle du cylindre principal avec lequel elle vient en raccordement par l'intermédiaire d'une collerette (272). Sa partie extérieure (273) est un tronc de cône s'évasant sur l'extérieur afin d'ouvrir plus largement la vision et d'augmenter la pénétration de la lumière.
  • La figure 3 représente des modules d'assemblage triangulaires (31) et (32) et leur possibilité d'assemblage avec un cylindre principal (33), un module d'assemblage carré (34) et un module de façade (35). Tous ces modules ont en commun leur courbe directrice permettant des assemblages aisés, et leur niveau de plancher permettant une habitabilité de plein pied en partie haute et le passage des fluides en partie basse.
    (31) représente un module d'assemblage triangulaire. Sa partie basse est une voûte d'arête (37), sa partie haute est une coupole sur pendentifs (311). La coupole sur pendentifs permet de reconstituer en sa partie haute, un cercle qui, muni d'une collerette (312) permet une jonction facile avec tout type d'élément à base circulaire tels que tambour (313) et coupole (314).
    (32) représente un module d'assemblage triangulaire. Sa partie basse est une voûte d'arête (figure 37) et sa partie haute également (321).
    (33) représente un cylindre principal (déjà décrit en 21) en position d'assemblage avec un module triangulaire (31).
    (34) représente un module d'assemblage carré (déjà décrit en 22) en position d'assemblage avec 2 modules triangulaires (31) et (32) recevant en partie haute une coupole surmontée d'un tambour cylindrique (341) et une coupole d'éclairage zénithal (342).
    (35) représente un module de façade (déjà décrit en 24) en position d'assemblage avec un module d'assemblage triangulaire (31).
    (36) représente la partie inférieure (en voûte d'arête d'un module d'assemblage carré (34).
    (37) représente la partie inférieure (en voûte d'arête) d'un module d'assemblage triangulaire (31/32).
  • La figure 4 représente un système comportant 2 registres soit 2 courbes directrices Les 2 registres ont la même logique : une seule courbe directrice, collerettes de raccordement, faux plancher à niveau. La dimension et la nature de la courbe directrice orienteront un registre vers un type d'utilisation ou vers un autre. Dans le cas présenté, le registre 2 est particulièrement adapté à des circulations (couloirs, escaliers, etc...). Pour passer d'un registre à l'autre nous utilisons un module de raccordement.
  • Le registre 1 est représenté par un cylindre principal (41). Nous aurions pu également y faire figurer des modules d'assemblage (carré, triangulaire) et des modules de façade. Le registre 2 dont la courbe directrice est celle d'un rectangle vertical adouci est représenté par un cylindre droit (44) un assemblage de 2 cylindres formant coude (45) une intersection à angle droit de 2 cylindres formant voûte d'arête (46) un assemblage de 3 cylindres dans le plan vertical (formant l'enveloppe d'un escalier droit (47).
    Le module de raccordement de ces 2 registres : (42) vue de la face en contact avec l'élément le plus grand, et (43), vue de la face en contact avec l'élément le plus petit.
    Le module de raccordement est formé d'une section courte de cylindre principal du registre 1 (432) fermé par un plan vertical (433) formant tympan. Cette section de cylindre est raccordée au module du système 1 par une collerette de raccordement (431). Il est également formé d'une section courte du cylindre principal du système 2 (434) positionné sur le tympan avec pour seule contrainte le niveau des planchers (436) du système 2 et (435) du système 1.
    La section de cylindre du système 2 est raccordée au module du système 2 concerné par une collerette de raccordement (437). Une baie de communication est réservée dans la partie du tympan commune aux 2 cylindres.
    Le positionnement des cylindres l'un par rapport à l'autre dépend de la fonction qui leur est dédiée. Dans (42) (43) la communication est décentrée afin de faciliter l'aménagement du cylindre principal du système 1 en chambre ou cuisine.
    (48) représente un module de raccordement dont la dimension nécessite de bomber le tympan (481) afin de résister à la pression des remblais.
  • La figure 5 représente le fractionnement des modules qu'il est possible d'opérer afin de faciliter la manutention et le transport. (51) présente le fractionnement d'un cylindre principal. La partie basse de la coque est d'un seul tenant, raidi par son plancher (511) par 2 raidisseurs horizontaux (514) et (515) servant de talon de réception à la partie haute de la coque. La partie haute du module a été divisée en 2 éléments (516) et (517) qui s'assemblent entre eux par l'intermédiaire de collerettes (518) et (519) et à la partie basse du module par l'intermédiaire des raidisseurs horizontaux (5110) (5111) (5112) (5113).
    (52) présente le fractionnement d'un module d'assemblage carré. La partie basse de la coque est d'un seul tenant, raidi par son plancher (521). Les angles rentrants (522), (523), (524), (525) servent de talons de réception aux 4 pieds de la partie supérieure du module. La partie haute a été divisée en 2 éléments (526) et (527) qui s'assemblent entre eux par l'intermédiaire de goussets (528, 529, 5210, 5211) solidaires de collerettes horizontales (5212, 5213) et verticales (5214), (5215), et (5216), (5217) masquées sur le dessin. Une fois les 2 éléments (526) et (527) mis en place, ils sont coiffés par la coupole (5218) dont la pièce formant collerette basse et recouvrement (5219) s'emboîte sur les collerettes (5212) et (5213).
    Dans les 2 cas nous évitons de scinder la partie basse de la coque avec son plancher (511, 521) afin de :
    • garder au montage sur le chantier un élément rigide de référence
    • permettre l'installation en usine d'équipements (tels que des équipements sanitaires) (512) de leurs réseaux fluides (513) et de leur raccordement à ces réseaux. Il est possible, si les dimensions sont trop importantes de scinder la partie basse de la coque et son plancher mais dans ce cas il est nécessaire de prévoir un dispositif permettant de rigidifier l'ensemble sur le chantier, avant le montage de la partie supérieure.

Claims (11)

  1. Bâtiment modulaire destiné principalement à l'habitation, caractérisé en ce qu'il est constitué de cylindres formant pièces habitables (113, 115, 117, 1113, 119, 1120) connectés ensemble par des modules d'assemblage (114, 116, 1112) l'ensemble étant destiné à être recouvert par un remblai paysagé (12) tout en conservant, pour les pièces habitables, de vastes baies vitrées, s'ouvrant sur le paysage par l'intermédiaire de modules de façade (112,118,1114,1110)
  2. Bâtiment selon la revendication 1 caractérisé en ce que les modules sont regroupés par registre et possèdent tous la même courbe directrice au sein d'un même registre.
  3. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les modules d'assemblage qui le composent ont une géométrie basée sur l'intersection de cylindres de même courbe directrice que les cylindres principaux qu'ils ont pour objectif d'assembler (22, 23, 31, 32, 34).
  4. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les modules de façade qui le composent sont constitués
    - pour la partie intérieure (241, 261, 271) d'une section de cylindre de même courbe directrice que les cylindres principaux (241, 261, 271) équipée d'une façade menuisée verticale (250).
    - pour la partie extérieure
    . soit d'un cylindre de même courbe directrice, tronqué (24, 25)
    . soit d'un tronc de cône s'élargissant vers l'extérieur (27)
    . soit d'un encorbellement constitué d'arcs (26)
  5. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les modules d'assemblage peuvent recevoir, en partie supérieure dans leur version en coupole sur pendentifs, une coupole de fermeture, un éclairage zénithal, un équipement de ventilation (224, 312, 313, 314, 341, 342.).
  6. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que tous les modules le composant comportent un plancher rigidifiant la partie basse de la coque et limitant une zone technique permettant la préfabrication, et éventuellement l'installation en usine des équipements fluides et des appareils sanitaires (216,245,227,321)et(511,521,512,513)
  7. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les composants sont des coques réalisées en matériaux de synthèse ou tout autre matériau qui naturellement ou après traitement (tel le fibro-ciment) répondrait aux mêmes critères à savoir : légèreté, tenue dans le temps, aptitude à réaliser les formes définies par la présente invention, étanchéité, une certaine rigidité et un aspect de finition du parement intérieur.
  8. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les modules le composant peuvent être fractionnés afin d'en faciliter la fabrication, la manutention et le transport (51, 52).
  9. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les assemblages entre cylindres, module d'assemblage et modules de façade le composant sont situés dans les plans verticaux, réalisés par mise en coïncidence des collerettes (211, 221) et étanchés par un couvre-joint (282).
  10. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que dans sa conception il est fait appel à plusieurs registres possédant chacun une courbe directrice différente (figure 4).
  11. Bâtiment selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il fait appel pour sa conception et sa construction à des modules de raccordement (42, 43, 44).
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