EP2586926B1 - Panneau monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment - Google Patents

Panneau monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment Download PDF

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EP2586926B1
EP2586926B1 EP20120190283 EP12190283A EP2586926B1 EP 2586926 B1 EP2586926 B1 EP 2586926B1 EP 20120190283 EP20120190283 EP 20120190283 EP 12190283 A EP12190283 A EP 12190283A EP 2586926 B1 EP2586926 B1 EP 2586926B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulating layer
panel
ultra
performance fiber
fiber concrete
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP20120190283
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German (de)
English (en)
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EP2586926A3 (fr
EP2586926A2 (fr
Inventor
Jean Quintallet
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GENERAL INNOVATION INDUSTRIE FRANCE
Original Assignee
General Innovation Industrie France
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Filing date
Publication date
Application filed by General Innovation Industrie France filed Critical General Innovation Industrie France
Publication of EP2586926A2 publication Critical patent/EP2586926A2/fr
Publication of EP2586926A3 publication Critical patent/EP2586926A3/fr
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Not-in-force legal-status Critical Current
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E04C2/288—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and concrete, stone or stone-like material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—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
    • E04C2/38—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 with attached ribs, flanges, or the like, e.g. framed panels
    • E04C2/382—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 with attached ribs, flanges, or the like, e.g. framed panels with a frame of concrete or other stone-like substance

Definitions

  • the present invention relates to a prefabricated and multilayer monobloc panel for producing the walls of a building, a method of manufacturing such a panel, and a building equipped with such panels.
  • the document FR-A-2 931 496 discloses a prefabricated monobloc panel used for the construction of a building.
  • Such a panel has the advantage of having a layer serving as a structure and the construction of a building does not require the establishment of a structure forming a framework, such as a metal structure.
  • the document DE 200 10 281 U1 discloses a prefabricated and multilayer monobloc panel according to the preamble of claim 1.
  • An object of the present invention is to provide a prefabricated and multilayer monobloc panel for producing the walls of a building which does not have the drawbacks of the prior art and which in particular has a reinforced structure and no thermal bridge.
  • each connector is made of a thermally non-conductive material.
  • the second face of the first insulating layer has a set of upper hollow shapes with negative layers, and the uprights have a complementary set of upper solid forms.
  • the first face of the first insulating layer has a set of lower hollow shapes having negative layers and the outer layer has a complementary set of lower solid shapes.
  • the first insulating layer has, for each lower hollow form, at least one vent extending from said lower hollow form to the second face of the first insulating layer.
  • each connector that protrudes from the first face of the first insulating layer is housed in a lower hollow form.
  • each connector has a first end embedded in the outer layer, and a central portion extending from the first end through and beyond the first layer of insulation.
  • the central portion have an inclination angle of the order of + or - 30 ° to 45 ° relative to the normal direction to the first face of the first insulating layer.
  • the panel further comprises, between the second face of the first insulating layer and the first face of the second insulating layer, an intermediate layer consisting of an ultra-high fiber-reinforced concrete structure. performance.
  • the intermediate layer is monobloc and monomatiere with the uprights and the beams.
  • the invention also proposes a building of which at least one of the walls consists of at least one panel according to one of the preceding variants.
  • Monoblock in the sense of the present invention panels in one piece and the various constituent layers are held in position relative to each other.
  • Prefabricated means panels made in the factory, prior to their use.
  • Multilayer means panels composed of a succession of layers, each layer may be made of a specific material having particular properties.
  • Ultra-high performance fiber-reinforced concretes are understood to mean materials with a cementitious matrix having a characteristic compressive strength greater than 150 MPa, and up to 250 MPa.
  • BFUHP Ultra-high performance fiber-reinforced concretes
  • the methods for characterizing BFUHP are described, for example, in the scientific and technical document entitled "Ultra-High Performance Fiber Concrete, Interim Recommendations" published in January 2002 by AFGC and SETRA.
  • the Fig. 1 shows a wall 10 of a building.
  • the wall 10 rests on a slab 12 and consists of a prefabricated multilayer monobloc panel 100 whose structure is detailed below.
  • the panel 100 comprises a low beam 14 through which the panel 100 rests on the slab 12 and a high beam 16 on which rest upper elements such as a floor, a roof, a terrace or a frame.
  • the low beam 14 and the high beam 16 extend horizontally when the panel 100 is in place.
  • the Fig. 2a and the Fig. 2b show a prefabricated multilayer monobloc panel 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the Fig. 3 shows an enlargement of detail III of the Fig. 1 .
  • the Figs. 2a and 2b are cuts along line II-II of the Fig. 1 .
  • the Fig. 2a shows the central part of the panel 100 and the Fig. 2b shows one end of the panel 100.
  • the panel 100 is intended to constitute the walls of a building.
  • the panel 100 is in the form of a rectangular plate having an outer face and an inner face. When the panel 100 is put in place, the outer face is oriented towards the outside of the building and the inner face is oriented towards the interior of the building.
  • the first insulating layer 104 consists for example of a polyurethane foam roll or extruded polystyrene.
  • the second insulating layer 106 consists for example of graphite polystyrene rolls.
  • the rigidity of the panel 100 is achieved by uprights 108a and 108b which are distributed over the entire panel 100 and by the beams 14 and 16, and which consist of a BFUHP structure, and more particularly of metal fiber BFUHP. to obtain improved mechanical behavior.
  • each upright 108a, 108b extends vertically between the low beam 14 and the high beam 16.
  • the low beam 14 extends transversely with respect to the uprights 108a and 108b and is monobloc and monomatized with one end of each upright 108a, 108b.
  • the high beam 16 extends transversely with respect to the uprights 108a and 108b and is monobloc and monomatized with the other end of each upright 108a, 108b.
  • the uprights divide between the end uprights 108b which are disposed along each end portion of the panel 100, and the center uprights 108a which are disposed within the panel 100.
  • the beams 14 and 16 thus form with the end uprights 108b, a frame and inside the frame and between the beams 14 and 16 extend the central uprights 108a.
  • Each upright 108a, 108b also extends horizontally through the second insulating layer 106. Each upright 108a, 108b thus extends from the first face 150 of the second insulating layer 106 to the second face 152 of the second insulation layer 106.
  • the latter is anchored in each upright 108a, 108b, and to maintain the second insulating layer 106, it is also anchored in each upright 108a, 108b and in the beams 14 and 16.
  • each upright 108a of the central part of the panel 100 passes through the second insulating layer 106 through a channel 114 that the second insulating layer 106 has for this purpose, and each upright 108b of the end portion of the panel 100 extends along the free edge 124 of the second insulating layer 106.
  • Each channel 114 extends between the first face 150 of the second insulating layer 106 and the second face 154 of the second insulating layer 106.
  • the anchoring of the first insulating layer 104 is carried out here using a set of upper female dovetails 110 made on the second face 156 of the first insulating layer 104 and a complementary set of tails.
  • upper male dovetail 112 made in the uprights 108a and 108b.
  • Each upper female dovetail 110 may be replaced by an upper hollow shape having negative lands in which the BFUHP may be cast and latched.
  • Each upper male dovetail 112 then takes a complementary upper solid form.
  • the anchoring of the second insulating layer 106 is achieved by taking the BFUHP constituting the amount 108a in the second insulating layer 106.
  • the upright 108a has a section which is reduced between the two ends, that is to say that the upright 108a has an enlargement 116 at the second face 152 of the second insulating layer 106 and an enlarged section 118 at the level of the upper male dovetails 112.
  • the amount 108a presents between the enlargement 116 and the enlarged section 118, an intermediate section 120 which has a reduced section relative to the sections of the enlargement 116 and the enlarged section 118.
  • Intermediate section 120 is here in the form of two parabolas.
  • the reduction of the intermediate section 120 with respect to the widening 116 makes it possible to improve the anchoring of the second insulating layer 106 with the upright 108a, but it mainly makes it possible to reduce the weight of the panel 100 and to optimize the thermal inertia containing the thermal flux between the enlargement 116 and the enlarged section 118.
  • the anchoring of the second insulating layer 106 is carried out using a bend 122 formed by the upright 108a, and which bypasses the free edge 124 and comes against the second face 152 of the second insulation layer 106.
  • the panel 100 further comprises connectors 126, each anchored both in the outer layer 102 and in one of the uprights 108a. 108b through the first layer of insulation 104.
  • Such a panel 100 therefore has a reinforced structure due to the placement of the uprights 108a and 108b, an improved cohesion between the outer layer 102 and the uprights 108a and 108b due to the connectors 126.
  • such a panel 100 does not have a thermal bridge between the outer layer 102 and the interior of the building.
  • the first face 154 of the first insulating layer 104 has a set of lower female dovetails 202 and the outer layer 102 has a complementary set of male dovetails. 204 for cooperating with said set of lower female dovetails 202 to ensure the attachment of the first insulating layer 104 to the outer layer 102.
  • Each lower female dovetail 202 may be replaced by a lower hollow form having negative lands in which the BFUHP may be cast and latched.
  • Each lower male dovetail 204 then takes a complementary lower solid shape.
  • the connectors 126 are made of a thermally non-conductive material such as, for example, in a fiber-reinforced synthetic resin such as a fiberglass-reinforced synthetic material such as that used in the frames called ComBAR ® from the company Shöck.
  • the Figs. 5 to 9 show the successive steps of a manufacturing process of the panel 100.
  • the Fig. 5 shows an open mold 400 which here consists of a table 402 forming the horizontal bottom of the open mold 400 and formwork flanges 404 forming the side walls of the open mold 400 and which are positioned to limit the bottom depending on the dimensions of the panel 100 to achieve.
  • the manufacturer wishes to give to the outer layer 102 it is possible to place a suitable matrix in the open mold bottom 400. In the same way, if openings are provided in the panel 100, inserts are positioned in the open mold 400.
  • the matrix is deposited at the bottom of open mold 400 and is optionally glued.
  • the inserts are fixed on the formwork flanges 404.
  • the form flaps 404 are made by magnetic fixing on the table 402.
  • the Fig. 6 shows a first step of supplying BFUHP 502 and more particularly of organic fiber BFUHP, followed by a first casting step of the BFUHP 502 thus provided in the open mold 400 in order to produce the outer layer 102.
  • the first supply step is performed by means of a loading device 500 loaded with organic fiber BFUHP 502 in the viscous liquid phase, that is to say before setting.
  • the first casting step consists of placing the loading device 500 over the open mold 400, and discharging and distributing the BFUHP to organic fibers 502 contained in the loading device 500 in the bottom of the open mold 400.
  • the organic fiber BFUHP 502 then spreads over the entire surface of the bottom of the open mold 400 to a height of preferably between 10 mm and 15 mm. This height corresponds to the final thickness of the outer layer 102 increased by a variable amount of material depending on the final shape of the panel 100.
  • the final thickness of the outer layer 102 is then of the order of 8 mm to 10 mm.
  • the Fig. 7 shows a step of supplying the first layer of insulator 104 integrating the connectors 126, followed by a step of placing the first insulating layer 104 and the connectors 126 on the organic fiber BFUHP 502 thus cast and again fresh.
  • the first insulating layer 104 is provided in the form of a bread in the thickness of which are inserted the connectors 126 which protrude on either side of the first face 154 and the second face 156 of said first insulating layer 104.
  • the first insulating layer 104 is then placed in the open mold 400 on the outer layer 102.
  • the area of the first insulating layer 104 is identical to that of the outer layer 102 cast.
  • the Fig. 8 shows a step of supplying the second insulating layer 106, followed by a step of placing the second insulating layer 106.
  • the second insulating layer 106 is provided in the form of a plurality of loaves, the side walls of each loaf being machined so as to form the profiles corresponding to the wall of the channel 114, so when two loaves are placed side by side, the neighboring side walls of the two neighboring loaves form a channel 114.
  • the second insulating layer 106 is then placed in the mold 400 so that the part of the connectors 126 which overflow above the second face 156 of the first insulating layer 104 is in a channel 114 or outside the free edges 124 of the second insulating layer 106.
  • the Fig. 8 also shows a pressurization step which is subsequent to the step of placing the second insulating layer 106 and which consists in pressurizing the second insulating layer 106 and therefore the different layers which are arranged in the open mold 400, to ensure a good distribution of the organic fiber BFUHP 502 in the mold 400 and the plug connectors 126 in the outer layer 102.
  • the first insulating layer 104 sinks into the outer layer 102 which is not yet set and the organic fiber BFUHP 502 rises in the lower female dovetails 202 for embedding the part of the connectors 126 which protrudes under the first face 154 and in particular in the lower female dovetails 202 thus ensuring the subsequent anchoring after the taking of the organic fiber BFUHP 502.
  • the pressurizing step is carried out by a counter-mold 704 which is placed on the second insulating layer 106 and exerts on the latter a pressure P.
  • the pressure exerted is of the order of 5 to 10 bars.
  • the Fig. 9 shows, during the maintenance of the pressure P exerted by the counter-mold 704, a second step of supplying BFUHP 802, and more particularly of metal fiber BFUHP 802, followed by a second step of casting of the layer of the uprights 108a and 108b and beams 14 and 16 by casting the metal fiber BFUHP 802.
  • the second supply step is performed by a filling device loaded with 802 metal fiber BFUHP in the viscous liquid phase.
  • the second pouring step consists of placing the filling device over the second insulating layer 106 and discharging the metallic fiber BFUHP 802 contained in the filling device to fill the channels 114 and the volumes between the free edges 124 of the second layer 106 and the formwork flanges 404, as well as the volumes in which the beams 14 and 16 are formed between the second insulating layer 106 and the formwork flanges 404.
  • the beams 14 and 16 and the uprights 108a and 108b then form the monobloc and monomatiere unit.
  • the filling is carried out up to the height of the amount 108a, 108b which has been defined.
  • the filling is carried out up to the height of the second insulating layer 106, that is to say until the metal fiber BFUHP 802 is flush with the second face 152 of the second insulating layer 106.
  • the filling can be only partial, for example to accommodate ducts or other.
  • the discharge of the metal fiber BFUHP 802 takes place through the counter-mold 704 whose geometry is defined so as to allow access from the outside to the channels 114 and the volumes between the free edges 124 of the second layer 106 and the formwork flanges 404.
  • the metal fiber BFUHP 802 then fills in particular the upper female dovetails 110 and thus forms the upper male dovetails 112.
  • the part of the connectors 126 which overflows above the second face 156 of the first insulating layer 104 is then embedded in the uprights 108a and 108b.
  • the panel 100 is then completed and is thus kept until the taking of the BFUHP 502 and 802 during a waiting step.
  • the manufacturing process comprises a step of removing the pressure during which the pressure P is released by removal of the counter-mold 704.
  • the panel 100 can then be removed from the open mold 400 during a removal step.
  • the first insulating layer 104 has the upper female dovetails 110 which are made prior to the step of supplying the first insulating layer 104.
  • the lower female dovetails 202 are made prior to the step of supplying the first insulating layer 104.
  • each connector 126 which projects under the first face 154 of the first insulating layer 104 is housed in one of the lower female dovetails 202.
  • each connector 126 here takes the form of a U, but another form can be used.
  • the center bar of the U is embedded in the organic fiber BFUHP 502 constituting the outer layer 102, particularly that filling the lower female dovetails 202 and thus forming the lower male dovetails 204.
  • each connector 126 has a first end embedded in the outer layer 102, and a central portion extending from the first end through and beyond the first insulating layer 104.
  • the lower male dovetails 204 form reinforcing ribs of the outer layer 102.
  • the sidebars of the U extend through and beyond the first insulating layer 104.
  • the lateral bars of the U or more generally the central part, have an angle of inclination of the order of + or - 30 ° to 45 ° ( Fig. 1 ) with respect to the normal direction to the first face 154 of the first insulating layer 104.
  • the pressurizing step also allows the organic fiber BFUHP 502 to fill the lower female dovetails 202.
  • At least one vent 206 is provided between each lower female dovetail 202 and the second face 156 of the first insulating layer 104 passing through the first insulating layer 104.
  • the flank 160 of the panel 100 as shown on the Fig. 2b has a inclination of 45 ° relative to the normal to the outer layer 102. This flank 160 allows the establishment of another panel 100 identical to form a 90 ° angle and thus constitutes the corner of the building.
  • the flank 160 is obtained here by a suitable shaping of the first insulating layer 104 whose flank is also at 45 ° and the establishment of formwork flanges 404 appropriate to form the amount 108b.
  • the Fig. 4 shows a multilayer prefabricated monobloc panel 300 according to a second embodiment of the invention.
  • the elements common to the panel 100 of the first embodiment and the panel 300 of the second embodiment have the same references.
  • the difference between the two embodiments of the invention lies in the presence of an intermediate layer 302 consisting of a structure of BFUHP, and more particularly of metal fiber BFUHP between the second face 156 of the first layer of insulation 104 and the first face 150 of the second insulating layer 106, which allows the structure of the panel 300 to be braced.
  • the intermediate layer 302 is monobloc and monomatiere with the uprights 108a and 108b and the beams 14 and 16 and preferably has a thickness ranging for example from 5 mm to 15 mm.
  • Figs. 5 to 7 and 10 to 12 show the steps of a manufacturing process of the panel 300. Figs. 5 to 7 are common with the method of manufacturing the panel 100 of the first embodiment of the invention.
  • the manufacturing process of the panel 300 continues therefore after the step of placing the first insulating layer 104 and the connectors 126.
  • the Fig. 10 shows a second step of supplying BFUHP 902, and more particularly of metal fiber BFUHP 902, followed by a second casting step of the metal fiber BFUHP 902.
  • the second supply step is performed by means of an unloading device loaded with metal fiber BFUHP 902 in the viscous liquid phase, that is to say before setting.
  • the second casting step consists of placing the unloading device over the first insulating layer 104 and removing said metal fiber BFUHP 902 contained in the unloading device on the first insulating layer 104.
  • the metal fiber BFUHP 902 then fills the upper female dovetails 110 and thus forms the upper male dovetails 112.
  • the Fig. 11 shows a step of supplying the second insulating layer 106, and a step of placing the second insulating layer 106.
  • the establishment of the second insulating layer 106 consists of depositing said second insulating layer 106 on the layer of metal fiber BFUHP 902 not yet taken. The removal of said second insulating layer 106 is carried out so that the end of each connector 126 is positioned in a channel 114 or outside the free edges 124 of said second insulating layer 106.
  • the Fig. 11 also shows a step of pressurizing the second insulating layer 106 and thus the different layers that are arranged in the open mold 400, in order to ensure, on the one hand, a good distribution of the organic fiber BFUHP 502 in the mold 400 and the plug of the connectors 126 in the outer layer 102, and on the other hand, the rise of the metal fiber BFUHP 902 along the channels 114 and along the free edges of the second insulating layer 106 in order to forming the uprights 108a and 108b and the beams 14 and 16.
  • the pressurizing step is carried out by a counter mold 1002 which is placed on the second insulating layer 106 and exerts on the latter a pressure P.
  • the pressure exerted is of the order of 20 to 25 bar.
  • the pressure P must be sufficient to allow the raising of the metal fiber BFUHP 902 in the channels 114 and the volumes between the free edges 124 of the second layer 106 and the shuttering flanges 404 to a desired height which is, in the embodiment of the invention presented here, the height of the second face 152 of the second insulating layer 106.
  • the intermediate layer 302 is then formed after evacuation of the metal fiber BFUHP 902 which fills the channels 114 and the adjacent volumes of the free edges 124.
  • the Fig. 12 shows a waiting step during which the pressure P is maintained by the counter mold 1002 as the BFUHP 502 and 902 are not taken and the metal fiber BFUHP 902 is flush with the second face 152 of the second insulation layer 106.
  • the manufacturing process comprises a step of removing the pressure during which the pressure P is released by removal of the counter mold 1002.
  • the panel 300 can then be removed from the open mold 400 during a removal step.
  • the panel 300 is then finished and it can receive subsequent treatments, such as the installation of rails 128 fixed for example by screwing on the faces of the uprights 108a flush with the second face 152 of the second insulating layer 106 and the fixing plasterboard 130 on these rails 128.

Landscapes

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un panneau monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment, un procédé de fabrication d'un tel panneau, ainsi qu'un bâtiment équipé de tels panneaux.
  • Le document FR-A-2 931 496 divulgue un panneau monobloc préfabriqué utilisé pour la réalisation d'un bâtiment.
  • Un tel panneau de l'état de la technique comporte de l'extérieur vers l'intérieur du bâtiment:
    • une couche en béton fibré ultra-haute performance additionné de fibres organiques,
    • une couche en béton fibré ultra-haute performance additionné de fibres métalliques,
    • une couche d'isolant, et
    • une couche de plâtre.
  • Un tel panneau présente l'avantage de comporter une couche servant de structure et la construction d'un bâtiment ne nécessite donc pas la mise en place d'une structure formant charpente, comme par exemple une structure métallique.
  • Cependant un tel panneau ne présente pas une structure optimale, en particulier l'accrochage des différentes couches peut être amélioré et il existe des ponts thermiques entre la couche extérieure et la structure.
  • Le document DE 200 10 281 U1 décrit un panneau monobloc préfabriqué et multicouche selon le préambule de la revendication 1.
  • Un objet de la présente invention est de proposer un panneau monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier présente une structure renforcée et pas de pont thermique.
  • A cet effet, est proposé un panneau selon la revendication 1 monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment, ledit panneau comportant :
    • une couche extérieure constituée d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances,
    • une première couche d'isolant présentant une première face solidaire de la couche extérieure et une deuxième face opposée à ladite première face,
    • une deuxième couche d'isolant présentant une première face orientée vers la deuxième face de la première couche d'isolant, une deuxième face opposée à ladite première face, et des canaux s'étendant entre ladite première face et ladite deuxième face de la deuxième couche d'isolant,
    • des montants constitués d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances, chaque montant étant disposé dans un canal ou à l'extérieur du bord libre de ladite deuxième couche d'isolant, et étant ancré dans la première couche d'isolant et dans la deuxième couche d'isolant,
    • une poutre basse s'étendant transversalement par rapport auxdits montants et monobloc et monomatière avec l'une des extrémités de chaque montant,
    • une poutre haute s'étendant transversalement par rapport auxdits montants et monobloc et monomatière avec l'autre extrémité de chaque montant, et
    • des connecteurs, chacun étant ancré à la fois dans la couche extérieure et dans l'un des montants.
  • Avantageusement, chaque connecteur est réalisé dans un matériau thermiquement non conducteur.
  • Avantageusement, la deuxième face de la première couche d'isolant présente un ensemble de formes creuses supérieures présentant des dépouilles négatives, et les montants présentent un ensemble complémentaire de formes pleines supérieures.
  • Avantageusement, la première face de la première couche d'isolant présente un ensemble de formes creuses inférieures présentant des dépouilles négatives et la couche extérieure présente un ensemble complémentaire de formes pleines inférieures.
  • Avantageusement, la première couche d'isolant présente, pour chaque forme creuse inférieure, au moins un évent s'étendant de ladite forme creuse inférieure à la deuxième face de la première couche d'isolant.
  • Avantageusement, la partie de chaque connecteur qui déborde de la première face de la première couche d'isolant est logée dans une forme creuse inférieure.
  • Avantageusement, chaque connecteur présente une première extrémité noyée dans la couche extérieure, et une partie centrale qui s'étend depuis la première extrémité à travers et au-delà de la première couche d'isolant.
  • Avantageusement, la partie centrale présentent un angle d'inclinaison de l'ordre de + ou - 30° à 45° par rapport à la direction normale à la première face de la première couche d'isolant.
  • L'invention propose également un procédé de fabrication selon la revendication 12 d'un panneau selon l'une des variantes précédentes, à l'aide d'un moule ouvert présentant un fond horizontal et des joues de coffrage délimitant ledit fond, ledit procédé comportant successivement:
    • une première étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances,
    • une première étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances ainsi fourni est coulé dans le fond dudit moule ouvert,
    • une étape de fourniture de la première couche d'isolant intégrant les connecteurs,
    • une étape de mise en place de la première couche d'isolant et des connecteurs ainsi fournis sur le béton fibré ultra-hautes performances ainsi coulé et encore frais,
    • une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant,
    • une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant ainsi fournie sur la première couche d'isolant de manière à ce que l'extrémité de chaque connecteur soit positionnée dans un canal ou à l'extérieur des bords libres de ladite deuxième couche d'isolant,
    • une étape de mise en pression de la deuxième couche d'isolant ainsi mise en place au cours de laquelle une pression est exercée sur ladite deuxième couche d'isolant,
    • une deuxième étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances,
    • une deuxième étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances ainsi fourni est coulé dans lesdits canaux et à l'extérieur des bords libres,
    • une étape d'attente qui dure jusqu'à la prise des bétons fibrés ultra-hautes performances,
    • une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression est relâchée, et
    • une étape de retrait du panneau.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le panneau comporte en outre, entre la deuxième face de la première couche d'isolant et la première face de la deuxième couche d'isolant, une couche intermédiaire constituée d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances.
  • Avantageusement, la couche intermédiaire est monobloc et monomatière avec les montants et les poutres.
  • L'invention propose également un procédé de fabrication selon la revendication 13 d'un panneau selon la variante précédente, à l'aide d'un moule ouvert présentant un fond horizontal et des joues de coffrage délimitant ledit fond, ledit procédé comportant successivement:
    • une première étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances,
    • une première étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances ainsi fourni est coulé dans le fond dudit moule ouvert,
    • une étape de fourniture de la première couche d'isolant intégrant les connecteurs,
    • une étape de mise en place de la première couche d'isolant et des connecteurs ainsi fournis sur le béton fibré ultra-hautes performances ainsi coulé et encore frais,
    • une deuxième étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances,
    • une deuxième étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances ainsi fourni est coulé sur la première couche d'isolant,
    • une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant,
    • une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant ainsi fournie sur le béton fibré ultra-hautes performances ainsi coulé, de manière à ce que l'extrémité de chaque connecteur soit positionnée dans un canal ou à l'extérieur des bords libres de ladite deuxième couche d'isolant,
    • une étape de mise en pression de la deuxième couche d'isolant ainsi mise en place au cours de laquelle une pression est exercée sur ladite deuxième couche d'isolant,
    • une étape d'attente qui dure jusqu'à la prise des bétons fibrés ultra-hautes performances,
    • une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression est relâchée, et
    • une étape de retrait du panneau.
  • L'invention propose également un bâtiment dont au moins une des parois est constituée d'au moins un panneau selon l'une des variantes précédentes.
  • Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
    • La Fig. 1 montre une coupe par un plan vertical d'un mur d'un bâtiment réalisé à l'aide de panneaux selon l'invention,
    • la Fig. 2a montre une coupe, selon la ligne II-II de la Fig. 1, d'un panneau selon un premier mode de réalisation de l'invention au niveau de la partie centrale dudit panneau,
    • la Fig. 2b montre la même coupe que celle de la Fig. 2a au niveau de l'une des extrémités dudit panneau,
    • la Fig. 3 montre un agrandissement du détail III de la Fig. 1,
    • la Fig. 4 montre une coupe similaire à celle de la Fig. 2a pour un panneau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
    • les Fig. 5 à 7 montrent des étapes de fabrication communes aux deux modes de réalisation de l'invention,
    • les Fig. 8 et 9 montrent les étapes de fabrication complémentaires aux Figs. 5 à 7 pour le panneau selon le premier mode de réalisation de l'invention, et
    • les Fig. 10 à 12 montrent les étapes de fabrication complémentaires aux Figs. 5 à 7 pour le panneau selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Par monobloc, on entend au sens de la présente invention des panneaux d'un seul tenant et dont les différentes couches constitutives sont maintenues en position les unes par rapport aux autres. Par préfabriqué, on entend des panneaux réalisés en usine, préalablement à leur utilisation. Par multicouche, on entend des panneaux composés d'une succession de couches, chaque couche pouvant être réalisée dans un matériau spécifique ayant des propriétés particulières.
  • Par bétons fibrés ultra-hautes performances (ci-après dénommés BFUHP), on entend des matériaux à matrice cimentaire, de résistance caractéristique à la compression supérieure à 150 MPa, et pouvant aller jusqu'à 250 MPa. Parmi les BFUHP connus de l'homme du métier, on peut citer à titre d'exemple non limitatif : le DUTAL, le BSI, le CERACEM ou encore le CEMTEC MULTISCALE. Les méthodes permettant de caractériser des BFUHP sont par exemple décrites dans le document scientifique et technique intitulé "Béton fibré à ultra-hautes performances, Recommandations provisoires" édité en janvier 2002 par AFGC et SETRA.
  • La Fig. 1 montre un mur 10 d'un bâtiment. Le mur 10 repose sur une dalle 12 et il est constitué d'un panneau monobloc préfabriqué multicouche 100 dont la structure est détaillée ci-après.
  • Le panneau 100 comporte une poutre basse 14 par l'intermédiaire de laquelle le panneau 100 repose sur la dalle 12 et une poutre haute 16 sur laquelle reposent des éléments supérieurs tels qu'un plancher, une toiture, une terrasse ou une charpente. La poutre basse 14 et la poutre haute 16 s'étendent horizontalement lorsque le panneau 100 est en place.
  • La Fig. 2a et la Fig. 2b montrent un panneau monobloc préfabriqué multicouche 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention. La Fig. 3 montre un agrandissement du détail III de la Fig. 1. Les Figs. 2a et 2b sont des coupes selon la ligne II-II de la Fig. 1. La Fig. 2a montre la partie centrale du panneau 100 et la Fig. 2b montre l'une des extrémités du panneau 100.
  • Le panneau 100 est destiné à constituer les murs d'un bâtiment. Le panneau 100 se présente sous la forme d'une plaque rectangulaire présentant une face extérieure et une face intérieure. Lorsque le panneau 100 est mis en place, la face extérieure est orientée vers l'extérieur du bâtiment et la face intérieure est orientée vers l'intérieur du bâtiment.
  • Le panneau 100 comporte de l'extérieur vers l'intérieur:
    • une couche extérieure 102 constituée d'une structure en BFUHP et plus particulièrement en BFUHP à fibres organiques,
    • une première couche d'isolant 104 présentant une première face 154 solidaire de la couche extérieure 102 et une deuxième face 156 opposée à la première face 154, et
    • une deuxième couche d'isolant 106 présentant une première face 150 orientée vers la deuxième face 154 de la première couche d'isolant 104 et une deuxième face 152 opposée à la première face 150 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • La première couche d'isolant 104 est constituée par exemple d'un pain de mousse polyuréthane ou de polystyrène extrudé.
  • La deuxième couche d'isolant 106 est constituée par exemple de pains de polystyrène graphité.
  • La rigidité du panneau 100 est réalisée par des montants 108a et 108b qui sont répartis sur l'ensemble du panneau 100 et par les poutres 14 et 16, et qui sont constitués d'une structure en BFUHP, et plus particulièrement en BFUHP à fibres métalliques afin d'obtenir un comportement mécanique amélioré. Lorsque le panneau 100 est mis en place, chaque montant 108a, 108b s'étend verticalement entre la poutre basse 14 et la poutre haute 16.
  • La poutre basse 14 s'étend transversalement par rapport aux montants 108a et 108b et elle est monobloc et monomatière avec l'une des extrémités de chaque montant 108a, 108b.
  • La poutre haute 16 s'étend transversalement par rapport aux montants 108a et 108b et elle est monobloc et monomatière avec l'autre extrémité de chaque montant 108a, 108b.
  • Comme cela est vu sur les Figs. 2a et 2b, les montants se divisent entre les montants d'extrémité 108b qui sont disposés le long de chaque partie d'extrémité du panneau 100, et les montants centraux 108a qui sont disposés à l'intérieur du panneau 100.
  • Les poutres 14 et 16 forment ainsi avec les montants d'extrémité 108b, un cadre et à l'intérieur du cadre et entre les poutres 14 et 16 s'étendent les montants centraux 108a.
  • Chaque montant 108a, 108b s'étend également horizontalement à travers la deuxième couche d'isolant 106. Chaque montant 108a, 108b s'étend ainsi de la première face 150 de la deuxième couche d'isolant 106 à la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • Pour assurer le maintien de la première couche d'isolant 104, celle-ci est ancrée dans chaque montant 108a, 108b, et pour assurer le maintien de la deuxième couche d'isolant 106, celle-ci est également ancrée dans chaque montant 108a, 108b et dans les poutres 14 et 16.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur les Figs. 2a et 2b, chaque montant 108a de la partie centrale du panneau 100 traverse la deuxième couche d'isolant 106 à travers un canal 114 que la deuxième couche d'isolant 106 comporte à cet effet, et chaque montant 108b de la partie d'extrémité du panneau 100 s'étend sur le long du bord libre 124 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • Chaque canal 114 s'étend entre la première face 150 de la deuxième couche d'isolant 106 et la deuxième face 154 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • L'ancrage de la première couche d'isolant 104 est réalisé ici à l'aide d'un ensemble de queues d'aronde femelles supérieures 110 réalisé sur la deuxième face 156 de la première couche d'isolant 104 et un ensemble complémentaire de queues d'aronde mâles supérieures 112 réalisé dans les montants 108a et 108b. Chaque queue d'aronde femelle supérieure 110 peut être remplacée par une forme creuse supérieure présentant des dépouilles négatives dans laquelle le BFUHP peut être coulé et s'accroché. Chaque queue d'aronde mâle supérieure 112 prend alors une forme pleine supérieure complémentaire.
  • Dans le cas de la partie centrale du panneau 100, l'ancrage de la deuxième couche d'isolant 106 est réalisé par la prise du BFUHP constituant le montant 108a dans la deuxième couche d'isolant 106.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 2a, le montant 108a présente une section qui se réduit entre les deux extrémités, c'est-à-dire que le montant 108a présente un élargissement 116 au niveau de la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106 et une section élargie 118 au niveau des queues d'aronde mâles supérieures 112.
  • Le montant 108a présente entre l'élargissement 116 et la section élargie 118, une section intermédiaire 120 qui a une section réduite par rapport aux sections de l'élargissement 116 et la section élargie 118.
  • La section intermédiaire 120 se présente ici sous la forme de deux paraboles. La réduction de la section intermédiaire 120 par rapport l'élargissement 116 permet d'améliorer l'ancrage de la deuxième couche d'isolant 106 avec le montant 108a, mais elle permet principalement de réduire le poids du panneau 100 et d'optimiser l'inertie thermique en contenant le flux thermique entre l'élargissement 116 et la section élargie 118.
  • Dans le cas de la partie d'extrémité du panneau 100, l'ancrage de la deuxième couche d'isolant 106 est réalisé à l'aide d'un coude 122 que forme le montant 108a, et, qui contourne le bord libre 124 et vient contre la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • Afin de garantir la cohésion de la liaison entre la couche extérieure 102 et les montants 108a et 108b, le panneau 100 comporte en outre des connecteurs 126, chacun étant ancré à la fois dans la couche extérieure 102 et dans l'un des montants 108a, 108b en traversant la première couche d'isolant 104.
  • Un tel panneau 100 présente donc une structure renforcée du fait de la mise en place des montants 108a et 108b, une cohésion améliorée entre la couche extérieure 102 et les montants 108a et 108b du fait des connecteurs 126.
  • En outre, un tel panneau 100 ne présente pas de pont thermique entre la couche extérieure 102 et l'intérieur du bâtiment.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la première face 154 de la première couche d'isolant 104 présente un ensemble de queues d'aronde femelles inférieures 202 et la couche extérieure 102 présente un ensemble complémentaire de queues d'aronde mâles inférieures 204 destiné à coopérer avec ledit ensemble de queues d'aronde femelles inférieures 202 afin d'assurer la fixation de la première couche d'isolant 104 sur la couche extérieure 102.
  • Chaque queue d'aronde femelle inférieure 202 peut être remplacée par une forme creuse inférieure présentant des dépouilles négatives dans laquelle le BFUHP peut être coulé et s'accroché. Chaque queue d'aronde mâle inférieure 204 prend alors une forme pleine inférieure complémentaire.
  • Afin de limiter le transfert thermique entre la couche extérieure 102 et les montants 108a et 108b, les connecteurs 126 sont réalisés dans un matériau thermiquement non conducteur comme par exemple dans une résine synthétique fibrée comme par exemple une matière synthétique renforcée de fibres de verre telles que celle utilisée dans les armatures dénommées ComBAR ® de la société Shöck.
  • Les Figs. 5 à 9 montrent les étapes successives d'un procédé de fabrication du panneau 100.
  • La Fig. 5 montre un moule ouvert 400 qui est ici constitué d'une table 402 formant le fond horizontal du moule ouvert 400 et de joues de coffrage 404 formant les parois latérales du moule ouvert 400 et qui sont positionnées afin de limiter le fond en fonction des dimensions du panneau 100 à réaliser.
  • Selon l'aspect esthétique que le fabricant souhaite donner à la couche extérieure 102, il est possible de placer une matrice adéquate en fond de moule ouvert 400. De la même manière, si des ouvertures sont prévues dans le panneau 100, des inserts sont positionnés dans le moule ouvert 400.
  • La matrice est déposée en fond de moule ouvert 400 et elle est éventuellement collée. Les inserts sont fixés sur les joues de coffrage 404. Selon un mode de réalisation particulier, les joues de coffrage 404 s'effectuent par fixation magnétique sur la table 402.
  • La Fig. 6 montre une première étape de fourniture de BFUHP 502 et plus particulièrement de BFUHP à fibres organiques, suivie d'une première étape de coulage du BFUHP 502 ainsi fourni dans le moule ouvert 400 afin de réaliser la couche extérieure 102.
  • La première étape de fourniture est réalisée grâce à un dispositif de chargement 500 chargé de BFUHP à fibres organiques 502 en phase liquide visqueuse c'est-à-dire avant la prise.
  • La première étape de coulage consiste au placement du dispositif de chargement 500 au-dessus du moule ouvert 400, et au déversement et à la répartition du BFUHP à fibres organiques 502 contenu dans le dispositif de chargement 500 dans le fond du moule ouvert 400.
  • Le BFUHP à fibres organiques 502 s'étale alors sur toute la surface du fond du moule ouvert 400 sur une hauteur comprise de préférence entre 10 mm et 15 mm. Cette hauteur correspond à l'épaisseur finale de la couche extérieure 102 augmentée d'une quantité de matière variable en fonction de la forme définitive du panneau 100. L'épaisseur finale de la couche extérieure 102 est alors de l'ordre de 8 mm à 10 mm.
  • La Fig. 7 montre une étape de fourniture de la première couche d'isolant 104 intégrant les connecteurs 126, suivie d'une étape de mise en place de la première couche d'isolant 104 et des connecteurs 126 sur le BFUHP à fibres organiques 502 ainsi coulé et encore frais.
  • A cette fin, la première couche d'isolant 104 est fournie sous la forme d'un pain dans l'épaisseur duquel sont insérés les connecteurs 126 qui débordent de part et d'autre de la première face 154 et de la deuxième face 156 de ladite première couche d'isolant 104. La première couche d'isolant 104 est ensuite placée dans le moule ouvert 400 sur la couche extérieure 102.
  • La superficie de la première couche d'isolant 104 est identique à celle de la couche extérieure 102 coulée.
  • La Fig. 8 montre une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant 106, suivie d'une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant 106.
  • A cette fin, la deuxième couche d'isolant 106 est fournie sous la forme d'une pluralité de pains, les parois latérales de chaque pain étant usinées de manière à former les profils correspondants à la paroi du canal 114, ainsi lorsque deux pains sont placés l'un à côté de l'autre, les parois latérales voisines des deux pains voisins forment un canal 114. La deuxième couche d'isolant 106 est ensuite placée dans le moule 400 de manière à ce que la partie des connecteurs 126 qui déborde au-dessus de la deuxième face 156 de la première couche d'isolant 104 se trouve dans un canal 114 ou à l'extérieur des bords libres 124 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • La Fig. 8 montre également une étape de mise en pression qui est postérieure à l'étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant 106 et qui consiste à mettre en pression la deuxième couche d'isolant 106 et donc les différentes couches qui sont disposées dans le moule ouvert 400, afin d'assurer une bonne répartition du BFUHP à fibres organiques 502 dans le moule 400 et la prise des connecteurs 126 dans la couche extérieure 102.
  • Lors de l'étape de mise en pression, la première couche d'isolant 104 s'enfonce dans la couche extérieure 102 qui n'est pas encore prise et dont le BFUHP à fibres organiques 502 remonte dans les queues d'aronde femelles inférieures 202 pour y noyer la partie des connecteurs 126 qui déborde sous la première face 154 et en particulier dans les queues d'aronde femelles inférieures 202 assurant ainsi l'ancrage ultérieur après la prise du BFUHP à fibres organiques 502.
  • L'étape de mise en pression est réalisée par un contre-moule 704 qui se place sur la deuxième couche d'isolant 106 et exerce sur cette dernière, une pression P. La pression exercée est de l'ordre de 5 à 10 bars.
  • La Fig. 9 montre, durant le maintien de la pression P exercée par le contre-moule 704, une deuxième étape de fourniture de BFUHP 802, et plus particulièrement de BFUHP à fibres métalliques 802, suivie d'une deuxième étape de coulage de la couche des montants 108a et 108b et des poutres 14 et 16 par coulage du BFUHP à fibres métalliques 802.
  • La deuxième étape de fourniture est réalisée grâce à un dispositif de remplissage chargé de BFUHP à fibres métalliques 802 en phase liquide visqueuse.
  • La deuxième étape de coulage consiste au placement du dispositif de remplissage au-dessus de la deuxième couche d'isolant 106 et au déversement du BFUHP à fibres métalliques 802 contenu dans le dispositif de remplissage afin de remplir les canaux 114 et les volumes compris entre les bords libres 124 de la deuxième couche 106 et les joues de coffrage 404, ainsi que les volumes où sont formées les poutres 14 et 16 entre la deuxième couche d'isolant 106 et les joues de coffrage 404. Les poutres 14 et 16 et les montants 108a et 108b forment alors l'ensemble monobloc et monomatière.
  • Le remplissage s'effectue jusqu'à la hauteur du montant 108a, 108b qui a été définie. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le remplissage s'effectue jusqu'à la hauteur de la deuxième couche d'isolant 106, c'est-à-dire jusqu'à ce que le BFUHP à fibres métalliques 802 soit affleurant avec la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106. Mais le remplissage peut être uniquement partiel, par exemple pour permettre de loger des gaines ou autres.
  • Le déversement du BFUHP à fibres métalliques 802 s'effectue à travers le contre-moule 704 dont la géométrie est définie de manière à permettre l'accès depuis l'extérieur aux canaux 114 et aux volumes compris entre les bords libres 124 de la deuxième couche 106 et les joues de coffrage 404.
  • Le BFUHP à fibres métalliques 802 remplit alors en particulier les queues d'aronde femelles supérieures 110 et forme ainsi les queues d'aronde mâles supérieures 112.
  • La partie des connecteurs 126 qui déborde au-dessus de la deuxième face 156 de la première couche d'isolant 104 est alors noyée dans les montants 108a et 108b.
  • Le panneau 100 est alors terminé et il est conservé ainsi jusqu'à la prise des BFUHP 502 et 802 au cours d'une étape d'attente.
  • A la fin de la prise, le procédé de fabrication comporte une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression P est relâchée par retrait du contre-moule 704.
  • Le panneau 100 peut alors être retiré du moule ouvert 400 au cours d'une étape de retrait.
  • Le panneau 100 peut alors subir d'éventuels traitements ultérieurs, comme par exemple:
    • un traitement thermique,
    • la réalisation d'une couche de produit de protection et d'uniformatisation de teinte spécifique aux BFUHP,
    • l'intégration des menuiseries de portes et de fenêtres,
    • l'installation des réseaux de fluides et électriques, ...
  • Il est également possible de prévoir la mise en place de rails 128 fixés par exemple par vissage sur les faces des montants 108a et 108b affleurants avec la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106 et la fixation de plaques de plâtres 130 sur ces rails 128.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur les Figs. 2a, 2b et 3, la première couche d'isolant 104 présente les queues d'aronde femelles supérieures 110 qui sont réalisées préalablement à l'étape de fourniture de la première couche d'isolant 104.
  • Les queues d'aronde femelles inférieures 202 sont réalisées préalablement à l'étape de fourniture de la première couche d'isolant 104.
  • Pour assurer un meilleur ancrage des connecteurs 126 dans la couche extérieure 102, et éviter une zone d'affaiblissement de la couche extérieure 102, la partie de chaque connecteur 126 qui déborde sous la première face 154 de la première couche d'isolant 104 est logée dans une des queues d'aronde femelles inférieures 202.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur les Figs. 2a et 2b, chaque connecteur 126 prend ici la forme d'un U, mais une autre forme peut être utilisée.
  • La barre centrale du U est noyée dans le BFUHP à fibres organiques 502 constituant la couche extérieure 102, en particulier celui remplissant les queues d'aronde femelles inférieures 202 et formant ainsi les queues d'aronde mâles inférieures 204.
  • D'une manière générale, chaque connecteur 126 présente une première extrémité noyée dans la couche extérieure 102, et une partie centrale qui s'étend depuis la première extrémité à travers et au-delà de la première couche d'isolant 104.
  • Les queues d'aronde mâles inférieures 204 forment des nervures de renfort de la couche extérieure 102.
  • Les barres latérales du U s'étendent à travers et au-delà de la première couche d'isolant 104.
  • Pour améliorer la tenue du panneau 100, les barres latérales du U, ou plus généralement la partie centrale, présentent un angle d'inclinaison de l'ordre de + ou - 30° à 45° (Fig. 1) par rapport à la direction normale à la première face 154 de la première couche d'isolant 104.
  • L'étape de mise en pression permet également au BFUHP à fibres organiques 502 de remplir les queues d'aronde femelles inférieures 202.
  • Pour faciliter le remplissage des queues d'aronde femelles inférieures 202 et contrôler le bon remplissage des queues d'aronde mâles inférieures 204 par le BFUHP à fibres organiques 502, au moins un évent 206 est prévu entre chaque queue d'aronde femelle inférieure 202 et la deuxième face 156 de la première couche d'isolant 104 en traversant la première couche d'isolant 104.
  • Le flanc 160 du panneau 100 tel qu'il est montré sur la Fig. 2b présente une inclinaison de 45° par rapport à la normale à la couche extérieure 102. Ce flanc 160 permet la mise en place d'un autre panneau 100 identique afin de former un angle de 90° et constitue ainsi le coin du bâtiment.
  • Le flanc 160 est obtenu ici par une mise en forme appropriée de la première couche d'isolant 104 dont le flanc est également à 45° et la mise en place de joues de coffrage 404 appropriées afin de conformer le montant 108b.
  • La Fig. 4 montre un panneau monobloc préfabriqué multicouche 300 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les éléments communs au panneau 100 du premier mode de réalisation et au panneau 300 du deuxième mode de réalisation portent les mêmes références.
  • La différence entre les deux modes de réalisation de l'invention réside dans la présence d'une couche intermédiaire 302 constituée d'une structure en BFUHP, et plus particulièrement en BFUHP à fibres métalliques entre la deuxième face 156 de la première couche d'isolant 104 et la première face 150 de la deuxième couche d'isolant 106, ce qui permet le contreventement de la structure du panneau 300.
  • La couche intermédiaire 302 est monobloc et monomatière avec les montants 108a et 108b et les poutres 14 et 16 et présente de préférence une épaisseur allant par exemple de 5 mm à 15 mm.
  • Les Figs. 5 à 7 et 10 à 12 montrent les étapes d'un procédé de fabrication du panneau 300. Les Figs. 5 à 7 sont communes avec le procédé de fabrication du panneau 100 du premier mode de réalisation de l'invention.
  • Le procédé d'étape de fabrication du panneau 300 se poursuit donc après l'étape de mise en place de la première couche d'isolant 104 et des connecteurs 126.
  • La Fig. 10 montre une deuxième étape de fourniture de BFUHP 902, et plus particulièrement de BFUHP à fibres métalliques 902, suivie d'une deuxième étape de coulage du BFUHP à fibres métalliques 902.
  • La deuxième étape de fourniture est réalisée grâce à un dispositif de déchargement chargé de BFUHP à fibres métalliques 902 en phase liquide visqueuse c'est-à-dire avant la prise.
  • La deuxième étape de coulage consiste au placement du dispositif de déchargement au-dessus de la première couche d'isolant 104 et à la dépose dudit le BFUHP à fibres métalliques 902 contenu dans le dispositif de déchargement sur la première couche d'isolant 104.
  • Le BFUHP à fibres métalliques 902 vient alors remplir les queues d'aronde femelles supérieures 110 et forme ainsi les queues d'aronde mâles supérieures 112.
  • La Fig. 11 montre une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant 106, et une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant 106.
  • La mise en place de la deuxième couche d'isolant 106 consiste à déposer ladite deuxième couche d'isolant 106 sur la couche de BFUHP à fibres métalliques 902 non encore prise. La dépose de ladite deuxième couche d'isolant 106 s'effectue de manière à ce que l'extrémité de chaque connecteur 126 soit positionnée dans un canal 114 ou à l'extérieur des bords libres 124 de ladite deuxième couche d'isolant 106.
  • La Fig. 11 montre également une étape de mise en pression de la deuxième couche d'isolant 106 et donc des différentes couches qui sont disposées dans le moule ouvert 400, afin d'assurer, d'une part, une bonne répartition du BFUHP à fibres organiques 502 dans le moule 400 et la prise des connecteurs 126 dans la couche extérieure 102, et d'autre part, la remontée du BFUHP à fibres métalliques 902 le long des canaux 114 et le long des bords libres de la deuxième couche d'isolant 106 afin de former les montants 108a et 108b et les poutres 14 et 16.
  • L'étape de mise en pression est réalisée par un contre-moule 1002 qui se place sur la deuxième couche d'isolant 106 et exerce sur cette dernière, une pression P. La pression exercée est de l'ordre de 20 à 25 bars.
  • La pression P doit être suffisante pour permettre la remontée du BFUHP à fibres métalliques 902 dans les canaux 114 et les volumes compris entre les bords libres 124 de la deuxième couche 106 et les joues de coffrage 404 jusqu'à une hauteur souhaitée qui est, dans le mode de réalisation de l'invention présentée ici, la hauteur de la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • La couche intermédiaire 302 est alors formée après évacuation du BFUHP à fibres métalliques 902 qui remplit les canaux 114 et les volumes voisins des bords libres 124.
  • La Fig. 12 montre une étape d'attente au cours de laquelle la pression P est maintenue par le contre-moule 1002 tant que les BFUHP 502 et 902 ne sont pas pris et où le BFUHP à fibres métalliques 902 est affleurant avec la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106.
  • A la fin de la prise, le procédé de fabrication comporte une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression P est relâchée par retrait du contre-moule 1002.
  • Le panneau 300 peut alors être retiré du moule ouvert 400 au cours d'une étape de retrait.
  • Le panneau 300 est alors terminé et il peut recevoir des traitements ultérieurs comme par exemple la mise en place de rails 128 fixés par exemple par vissage sur les faces des montants 108a affleurants avec la deuxième face 152 de la deuxième couche d'isolant 106 et la fixation de plaques de plâtre 130 sur ces rails 128.
  • Bien entendu, la présente invention telle que définie dans les revendications n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims (13)

  1. Panneau (100, 300) monobloc préfabriqué et multicouche pour la réalisation des parois d'un bâtiment, ledit panneau (100, 300) comportant :
    - une couche extérieure (102),
    - une première couche d'isolant (104) présentant une première face (154) solidaire de la couche extérieure (102) et une deuxième face (156) opposée à ladite première face (154),
    - une deuxième couche d'isolant (106) présentant une première face (150) orientée vers la deuxième face (154) de la première couche d'isolant (104), une deuxième face (152) opposée à ladite première face (150), et des canaux (114) s'étendant entre ladite première face (150) et ladite deuxième face (154) de la deuxième couche d'isolant (106),
    - des montants (108a, 108b), chaque montant (108a, 108b) étant disposé dans un canal (114) ou à l'extérieur du bord libre (124) de ladite deuxième couche d'isolant (106),
    - une poutre basse (14) s'étendant transversalement par rapport auxdits montants (108a, 108b) et monobloc et monomatière avec l'une des extrémités de chaque montant (108a, 108b),
    - une poutre haute (16) s'étendant transversalement par rapport auxdits montants (108a, 108b) et monobloc et monomatière avec l'autre extrémité de chaque montant (108a,108b),
    le panneau étant caractérisé en ce que:
    - la couche extérieure est constituée d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances,
    - les montants sont constitués d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances, chaque montant étant ancré dans la première couche d'isolant (104) et dans la deuxième couche d'isolant (106),
    et en ce que les panneaux comprennent des connecteurs (126), chacun étant ancré à la fois dans la couche extérieure (102) et dans l'un des montants (108a,108b).
  2. Panneau (100, 300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque connecteur (126) est réalisé dans un matériau thermiquement non conducteur.
  3. Panneau (100, 300) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la deuxième face (156) de la première couche d'isolant (104) présente un ensemble de formes creuses supérieures (110) présentant des dépouilles négatives, et en ce que les montants (108a, 108b) présentent un ensemble complémentaire de formes pleines supérieures (112).
  4. Panneau (100, 300) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première face (154) de la première couche d'isolant (104) présente un ensemble de formes creuses inférieures (202) présentant des dépouilles négatives et en ce que la couche extérieure (102) présente un ensemble complémentaire de formes pleines inférieures (204).
  5. Panneau (100, 300) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première couche d'isolant (104) présente, pour chaque forme creuse inférieure (202), au moins un évent (206) s'étendant de ladite forme creuse inférieure (202) à la deuxième face (156) de la première couche d'isolant (104).
  6. Panneau (100, 300) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie de chaque connecteur (126) qui déborde de la première face (154) de la première couche d'isolant (104) est logée dans une forme creuse inférieure (202).
  7. Panneau (100, 300) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque connecteur (126) présente une première extrémité noyée dans la couche extérieure (102), et une partie centrale qui s'étend depuis la première extrémité à travers et au-delà de la première couche d'isolant (104).
  8. Panneau (100, 300) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie centrale présentent un angle d'inclinaison de l'ordre de + ou - 30° à 45° par rapport à la direction normale à la première face (154) de la première couche d'isolant (104).
  9. Panneau (300) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, entre la deuxième face (156) de la première couche d'isolant (104) et la première face (150) de la deuxième couche d'isolant (106), une couche intermédiaire (302) constituée d'une structure en béton fibré ultra-hautes performances.
  10. Panneau (300) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (302) est monobloc et monomatière avec les montants (108a, 108b) et les poutres (14, 16).
  11. Bâtiment dont au moins une des parois est constituée d'au moins un panneau (100, 300) selon l'une des revendications 1 à 10.
  12. Procédé de fabrication d'un panneau (100) selon l'une des revendications 1 à 8, à l'aide d'un moule ouvert (400) présentant un fond horizontal et des joues de coffrage (404) délimitant ledit fond, ledit procédé comportant successivement:
    - une première étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances (502),
    - une première étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances (502) ainsi fourni est coulé dans le fond dudit moule ouvert (400),
    - une étape de fourniture de la première couche d'isolant (104) intégrant les connecteurs (126),
    - une étape de mise en place de la première couche d'isolant (104) et des connecteurs (126) ainsi fournis sur le béton fibré ultra-hautes performances (502) ainsi coulé et encore frais,
    - une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant (106),
    - une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant (106) ainsi fournie sur la première couche d'isolant (104) de manière à ce que l'extrémité de chaque connecteur (126) soit positionnée dans un canal (114) ou à l'extérieur des bords libres (124) de ladite deuxième couche d'isolant (106),
    - une étape de mise en pression de la deuxième couche d'isolant (106) ainsi mise en place au cours de laquelle une pression (P) est exercée sur ladite deuxième couche d'isolant (106),
    - une deuxième étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances (802),
    - une deuxième étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances (802) ainsi fourni est coulé dans lesdits canaux (114) et à l'extérieur des bords libres (124),
    - une étape d'attente qui dure jusqu'à la prise des bétons fibrés ultra-hautes performances (502, 802),
    - une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression (P) est relâchée, et
    - une étape de retrait du panneau (100).
  13. Procédé de fabrication d'un panneau (300) selon la revendication 10, à l'aide d'un moule ouvert (400) présentant un fond horizontal et des joues de coffrage (404) délimitant ledit fond, ledit procédé comportant successivement:
    - une première étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances (502),
    - une première étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances (502) ainsi fourni est coulé dans le fond dudit moule ouvert (400),
    - une étape de fourniture de la première couche d'isolant (104) intégrant les connecteurs (126),
    - une étape de mise en place de la première couche d'isolant (104) et des connecteurs (126) ainsi fournis sur le béton fibré ultra-hautes performances (502) ainsi coulé et encore frais,
    - une deuxième étape de fourniture de béton fibré ultra-hautes performances (902),
    - une deuxième étape de coulage au cours de laquelle ledit béton fibré ultra-hautes performances (902) ainsi fourni est coulé sur la première couche d'isolant (104),
    - une étape de fourniture de la deuxième couche d'isolant (106),
    - une étape de mise en place de la deuxième couche d'isolant (106) ainsi fournie sur le béton fibré ultra-hautes performances (902) ainsi coulé, de manière à ce que l'extrémité de chaque connecteur (126) soit positionnée dans un canal (114) ou à l'extérieur des bords libres (124) de ladite deuxième couche d'isolant (106),
    - une étape de mise en pression de la deuxième couche d'isolant (106) ainsi mise en place au cours de laquelle une pression (P) est exercée sur ladite deuxième couche d'isolant (106),
    - une étape d'attente qui dure jusqu'à la prise des bétons fibrés ultra-hautes performances (502, 902),
    - une étape de retrait de la pression au cours de laquelle la pression (P) est relâchée, et
    - une étape de retrait du panneau (300).
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