EP3631113A1 - Coffrage perdu isolant et procede associe pour realiser un mur - Google Patents

Coffrage perdu isolant et procede associe pour realiser un mur

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Publication number
EP3631113A1
EP3631113A1 EP18725220.0A EP18725220A EP3631113A1 EP 3631113 A1 EP3631113 A1 EP 3631113A1 EP 18725220 A EP18725220 A EP 18725220A EP 3631113 A1 EP3631113 A1 EP 3631113A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
facing
wall
cage
insulating panel
hand
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18725220.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Durand
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.)
Constance Corp SA
Original Assignee
Constance Corp SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Constance Corp SA filed Critical Constance Corp SA
Publication of EP3631113A1 publication Critical patent/EP3631113A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E04C2/044—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete
    • E04C2002/045—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete with two parallel leaves connected by tie anchors
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    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/20—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups of material other than metal or with only additional metal parts, e.g. concrete or plastics spacers with metal binding wires
    • E04C5/206—Spacers having means to adapt the spacing distance

Definitions

  • the present invention relates primarily to the field of buildings and structures. It relates more particularly to the field of formwork, and more generally to any field for which an empty volume must be filled with a filling, this filling being a mixture of solid materials and a fluid.
  • a filling can be a concrete, consisting of a mixture of aggregates of different sizes, cement and water.
  • the invention particularly relates to the production of prefabricated assemblies for the production of structural webs to include an insulation on one side.
  • thermal insulation 20 to 30 cm minimum .
  • This insulating complex must generally be covered by a finishing and protection siding.
  • the weight of this facing (between 100 and 200 kg / m 2 ) must be transmitted to the supporting structure. It is very easily understood that the greater the thickness of the insulation, the greater the moment exerted by the facing on the structure is, and more this connection is difficult to achieve.
  • insulations smaller than 10 cm it is traditionally possible to directly fix the insulation on the structure by means of nails of horizontal axis which are pegged to the structure and have a thermal break device.
  • the value of the moment, and therefore of the forces to be resumed is high, which leads to expensive and unsustainable implementations because of the increased risks of creep of the fasteners under high forces. .
  • the insulation is installed after the construction of the outer sails.
  • pegs are placed on the outer sails.
  • Five brackets are usually used per square meter and four pegs per square.
  • the wings dimension of these brackets is much greater than the thickness of the insulation; They perforate the insulation which is itself locked by a device, wooden or metal, itself fixed on the brackets.
  • the siding cladding, plaster or stone is then attached to these locks.
  • two thin reinforced concrete slabs connected by steel connectors are used.
  • One of these slabs is provided in its inner part with an insulating complex.
  • the free distance between the slabs is filled on the concrete site.
  • the precast and insitu concrete all have a structural role, that is to say, they all participate in the descent of the load.
  • the filling must be done with a fluid concrete with very fluid. This requirement has the consequence of subjecting the formwork faces and particularly the internal insulator to a high hydrostatic pressure. To avoid the risk of slab failure and a weakening of the insulation characteristics, it is required to limit the filling height; typically, the maximum height is seventy centimeters to one meter, which significantly slows the site;
  • the prefabricated slabs have finished faces which do not allow any adjustment made necessary by the manufacturing and implementation tolerances.
  • the object of the invention is notably to propose an insulation method and an associated formwork device that makes it possible to meet the new thermal insulation standards, while providing a solution to all or some of the problems inherent in the processes of the prior art. .
  • such a formwork device lost to construct a wall of a building is characterized in that it comprises, from the outside to the inside of said building: - a siding;
  • Such a device advantageously comprises, between the filtering wall and the insulating panel, a volume adapted to set up on site, all at once, a structural material in which the cage is intended to be substantially completely embedded.
  • each connector may include a stem having a proximal member extending through the insulating panel and a caudal member, preferably forming a bend with the proximal member.
  • each connector may comprise, at a free end of the proximal element, means for attaching, preferably by screwing, a hand, this hand being provided with means for pressing the insulating panel against the cage.
  • each connector may comprise, at a free end of the proximal element, means for attaching, preferably by screwing, a hand, the hand comprising means for attaching a reinforcement for the facing.
  • the invention also relates to a formwork system comprising several devices according to the invention.
  • the invention also relates to a method of constructing an insulating wall, characterized in that it uses at least one device according to the invention.
  • FIG. 1 is a perspective view, from its inner side, that is to say its side intended to be directed towards the interior of the building to be built, a formwork device according to the invention
  • FIG. 1 is an elevational view and profile of the form of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a sectional elevation and profile of the formwork device of Figure 1, before pouring a filling concrete;
  • Figure 4 is a section similar to that of Figure 3, after pouring the filling concrete
  • FIG. 5 is a partial view, in perspective, an inner wall and a main frame to the shuttering device of Figure 1, as viewed from outside the building to be constructed;
  • FIG. 6 is a detail view of the main frame of Figure 5;
  • FIG. 7 is a perspective view of an insulating panel for the device of FIG. 1;
  • FIG. 8 is a perspective view of a connector according to the invention for assembling the insulating panel and an outer facing with the main frame;
  • FIG. 9 is an enlarged view of one end of the connector of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a detailed view of the assembly of the insulating panel and the outer facing with the main frame with connectors such as that shown in Figure 8;
  • FIG. 11 is a detail view of FIG. 10, in the vicinity of an end such as that illustrated in FIG. 9;
  • FIG. 12 is a perspective view, from below, of a lower edge of the facing
  • FIG. 13 is a perspective view, from above, of an upper edge of the facing;
  • FIG. 14 is a view from above of the upper edge, illustrating a method of horizontal relative positioning of two superposed facings;
  • FIG. 15 illustrates an adjustment device for the method illustrated in FIG. 14;
  • FIG. 16 illustrates a method of vertical relative adjustment of two superposed facings
  • FIG. 17 illustrates adjustment means for the method illustrated in FIG. 16.
  • FIGS 1 to 3 illustrate a forming device 1 according to the invention.
  • This device comprises, from the inside N to the outside E:
  • the facing 2 is a finished facing, that is to say, it is intended to form the outer wall of a building constructed using the device 1, visible from the outside of the building when it will be finished ;
  • the formwork inner wall 5 is a filter wall, intended to be dressed by an interior finishing trim, not shown in the figures.
  • This facing may comprise plasterboard, or be a plaster, for example plaster or mortar, projected on the wall.
  • Such a filtering wall is in particular known from document FR 3 015 995.
  • the device I is intended to be prefabricated in the factory and then delivered on site as illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • a material 6 is cast between the insulating panel 3 and the inner wall 5, so that the cage 4 is substantially embedded in the structural material.
  • This material 6 is preferably a hydraulic concrete; the filtering wall makes it possible to evacuate the excess water, thus reducing the hydrostatic pressure. The reduction of this pressure makes it possible in particular to protect the insulating panel from crushing, even partially, and thus, to preserve its structural and insulating qualities.
  • the insulation 3 and the filtering wall 5 together form a formwork for the structural material.
  • the distance between the insulator 3 and the filtering wall 5 defines the thickness E6 of the structural material thus encased.
  • the structural material is substantially homogeneous and cast at one time.
  • the cage 4 comprises:
  • the cages are made of rebar.
  • the scales are arranged in vertical planes substantially perpendicular to a general plane of the wall under construction using the device 1, that is to say in a plane parallel to the plane of FIGS. 2 to 4 and 6.
  • Each scale 11 consists of a single continuous wire, over the entire height of the cage 4, with a "Z" profile with constant or variable pitch, depending on the shape of the final veil to be obtained and whose height between the vertices 17, 18 determines E6 thickness of the structural filling 6.
  • the pitch is constant.
  • the anterior vertical threads 12 are fixed to the ladders, by welding or ligatures, at a distance D12 from the anterior vertices 17 of the scales corresponding to a sufficient coating of these strands.
  • the rear vertical threads 14 are fixed, by welding or ligatures, at a distance D14 from the posterior tops 18 of the scales corresponding to a sufficient coating of these threads.
  • the anterior horizontal ropes 13 are attached to the vertical anterior ropes 12, by welding or ligatures, on the opposite side to the anterior vertices 17.
  • the posterior horizontal ropes 15 are attached to the vertical uprights 12, by welding or ligatures, on the opposite side to the posterior apices 18.
  • the wall 5 is designed to be traversed from front to back by the posterior tops 18.
  • a bed of horizontal threads forming locks 16 for the filtering wall 5 is used to fix the wall to the cage 4.
  • the locks 16 are arranged between the posterior tops 18 and the wall; they are attached to at least a scale 11, by welding or ligature, in order to achieve a positive assembly inside the loop formed by a top 18.
  • the posterior tops 18 and the latches are visible at the rear of the wall 5, that is to say the inner side N of the device.
  • the locks are made of a resistant material, for example made of composite material or of a steel which has received durable surface protection, insensitive to corrosion phenomena
  • the filtering wall 5 forms a matrix of orifices.
  • This wall is designed to resist without excessive deformation to the filling of the device 1 with the structural material 6.
  • the size of the orifices is defined to contain the solid elements of the structural material. These solid elements constituting a percolating vault for the fluid elements of the structural material, before they are taken. This arrangement is intended to move the structural material from the fluid phase, during its implementation, to the solid phase, by solid contact of the solid elements together after total percolation.
  • the dimensions of these orifices and wires are calculated to meet the laws relating to "solid-atmosphere-liquid" equilibria.
  • the insulation board has a density adapted to the type of insulation, sought, whether thermal and / or acoustic.
  • the material is preferably water-repellent; its composition is generally chosen in a closed cell. Its thickness depends on the targeted performances.
  • each portion of the insulating panel 3 further forms a channel 22, set back from the rest of the wafer; this gutter has the role of evacuating any rainwater and / or condensates.
  • an outlet is formed between the gutter of the lower edge and a front face of the insulating panel.
  • each connector 24 comprises a bent rod 25 and a hand 26.
  • the rod bent comprises a right caudal element 27 and a proximal right element 28, interconnected by a bend 29 so that the straight elements 27,29 form between them an angle substantially equal to 90 degrees.
  • the three elements are formed of a piece in the same concrete iron.
  • a end 31 of the proximal element 28, opposite the elbow 29, is threaded; the hand 26 is attached by screwing on this threaded end 31.
  • the insulating panel 3 comprises a set of cylindrical passages, passing through its thickness.
  • Each passage is disposed in a vertical plane P32 perpendicular to the general plane of the device, that is to say parallel to the plane of Figures 2 to 4.
  • Each passage forms with a horizontal plane a non-zero angle.
  • the passages are arranged in staggered rows and alternately form an angle A32 positive or negative with said horizontal plane.
  • the passages 32 have a chosen diameter smaller than the diameter of the proximal element 28 of the connector 24.
  • the proximal element 28 of each connector is introduced into a respective passage 32, so that its threaded end 31 is accessible at the front of the insulating panel 3, that is to say on the outside E, so that the hand can be screwed there; on the other side of the insulating panel, this proximal element is fixed to a scale 1 1 of the cage 4.
  • the caudal element 27 is disposed substantially horizontally in the cage 4; the length L27 of this caudal element is preferably greater than the horizontal pitch Dl 1 between two adjacent scales, for a better grip of the connector in the structural part of the wall under construction.
  • the hand 26 is made of a weakly conductive material, in order to ensure a thermal break between the outside E and the structural part 6; the hand thus guarantees a continuity of the insulation ensured by the insulating panel
  • the hand can be made in one or more pieces.
  • the hand comprises, from the front to the back, that is to say, then the outside E towards the inside N: a base 41;
  • the base 41 is blind, so as to close the cylindrical body and thus provide insulation.
  • the body comprises a tapping, so that it is intended to be screwed onto the threaded end 31.
  • the cylindrical boss comprises on its rear face a notched chamfer (46) for boring the insulating panel, during installation by screwing of the hand 26.
  • the flange 43 is fixed relative to the body 42. It has a shape going flaring back and forth.
  • the cap has a truncated sphere shape. That truncated sphere shape ensures a tightness of the insulating panel against the cage 4, despite the inclination of the proximal element 28 relative to the vertical outer surface 45 of the insulating panel.
  • the boss 44 is fixed relative to the body and the collar. It includes a serrated rear end which allows to machine a counterbore snugly inside the insulation panel in the hand of screwing onto the end 31 of the bent rod.
  • the hand further includes fingers 48,49. These fingers extend forwardly from the base 41, that is to say in a direction opposite to that of the proximal element of the bent rod.
  • the fingers are mounted and fixed by a harpoon effect in orifices 51 provided for this purpose in the base. These orifices are here twelve in number, distributed in a circle on the base, so that the position of the fingers can be selected from several available.
  • the fingers comprise notches 52, arranged so that a finger has a notch facing the notch of a neighboring finger, so that an iron 35 of the reinforcement of the facing 2 can be snap-fastened.
  • the fingers are arranged so that two irons perpendicular to each other can be fixed between the four fingers, each snapped between two pairs of fingers.
  • the frames 35 form a lattice, positioned so that their coating is sufficient. This arrangement also prevents any rotation of the hand, blocked by the frames, making the assembly foolproof.
  • the hand comprises a finger 49 longer than the other fingers 48.
  • the free end 53 of this long finger 49 forms a reference for the realization of a visible face 55 of the facing 2, thus determining, at the less locally, a thickness L2 of this facing.
  • the free end 53 of the finger can be screwed or unscrewed into the rest of the finger 49; which allows to adjust the length.
  • the notched boss 44 creates a countersink in the insulating panel, until the spherical flange 43 abuts on the face 45 of the insulating panel 3 and the latter is in abutment against the anterior peaks 17 of the cage 4.
  • the hand 26 according to the invention has among its many functions:
  • Cladding 2 has a function of protecting the insulation and aesthetic covering.
  • the facing 2 has a thickness of between four and eight centimeters; it is made of reinforced microbeton.
  • the facing 2 is cast flat on a horizontal formwork table, its visible face 55 being formed by the table.
  • the concrete intended to form the facing is first poured on the table, then an assembly comprising the cage 4, the panel 3, the connectors 24 and the frames 35, is lowered towards the table, hands 26 down to the ends 53 of the long fingers 49 abut against the table.
  • the reinforcing cage 4 is disposed, preferably horizontally on the insulating panel 3;
  • reinforcements 35 are fixed in substantially orthogonal directions between the fingers 48,49,
  • the dimensions of the visible face 55 are susceptible to dimensional variations.
  • the face 55 may also have facade patterns that should be aligned with those located on neighboring panels already in place.
  • each facing is designed so that it can withstand without significant deformation, within reasonable limits and during the time of installation, the weight of a facing which is superimposed on it.
  • the adjustment of a facing 2 during laying can thus be achieved with reference to the visible face 55 of the facing which is immediately lower. This adjustment is first done in coordinates then in inclination.
  • the upper edge 60 of a cladding 2 comprises first two oblong holes 61, extending parallel to the visible face 55, each formed near a respective vertical trance 64, and a third oblong hole 62 disposed between the two perpendicular to the visible face 55.
  • the lower edge 66 of the siding further comprises three sockets 68 of seals in the siding.
  • a pivot 71 of a respective eccentric 70 is screwed on.
  • Each bushing 68 is complementary to a respective oblong hole 61, 62 of the upper edge of a lower facing, so that a cam 72 the respective eccentric 70 can be housed in the corresponding slot 61,62 corresponding.
  • the displacement of the cams around their respective pivot allows the adjustment of the horizontal coordinates of the facing during laying.
  • the upper edge comprises two spherical supports 74, each in the vicinity of a respective vertical slice 65.
  • Each spherical support 74 can be screwed along a vertical axis, so that it allows the height adjustment of the position of the upper facing during laying. This arrangement also makes it possible to adjust the parallelism and the height of the joint between the two superimposed facings.
  • the spherical supports are provisional. Thus, when the structural concrete 6 has set, the supports 74 are screwed to the bottom, so that no load is transmitted by a facing facing it is inferior.
  • Figures 16 and 17 illustrate the adjustment of the verticality of the visible face 55.
  • the top edge 60 of the facing comprises at least one sleeve 76 sealed in the facing 2.
  • This sleeve is provided for screwing a ball bearing slidingly mounted on a shaft.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described.
  • the facing of a device according to the invention may not be flat but, for example, cylindrical.
  • the insulation board and the hands frequently have a low melting point, for example 160 ° C. Thanks to the provisions of the invention, including the alternating inclination of connectors, in case of fire, the disappearance of the insulating wall has no consequences affecting the safety of personnel in charge of the management of this disaster.
  • the facing is not fixed by elements reported on the structure, for example by dowels; on the contrary, it is sealed in the structural filling by metal elements which guarantee a durable attachment or which, at least, significantly delays the risk of ruin of a wall built with a device according to the invention. This positive fixation is achieved by the recovery of steels in a mineral matrix which greatly delays its ruin.
  • the three-dimensional arrangement of the connectors that connect the structural concrete elements and the siding also makes it possible to separate this facing from those immediately below.
  • This arrangement also has the advantage of expanding the range of choices for the insulating material since the mechanical strength of the latter does not affect the mechanical behavior of the assembly.
  • This aspect is reinforced by the filtering nature of the filtering wall which makes it possible to lower the value of the hydrostatic pressure during the filling of the structural volume and limits the risk of compromising, by compression, the insulation characteristics of the insulation.

Abstract

Dispositif (1) de coffrage perdu pour construire un mur d'un bâtiment, comprenant, depuis l'extérieur (E) vers l'intérieur (N) dudit bâtiment : - un parement (2); - un panneau isolant (3); - une cage d'armature (4); et, - une paroi intérieure filtrante et coffrante (5), fixée à ladite cage (4). Un tel dispositif est particulièrement adapté pour mettre en oeuvre un panneau isolant de forte épaisseur.

Description

COFFRAGE PERDU ISOLANT ET PROCEDE ASSOCIE POUR
REALISER UN MUR.
La présente invention se rapporte principalement au domaine des bâtiments et des ouvrages d'art. Il se rapporte plus particulièrement au domaine du coffrage, et, plus généralement à tout domaine pour lequel un volume vide doit être garni d'un remplissage, ce remplissage étant un mélange de matériaux solides et d'un fluide. Un tel remplissage peut être un béton, constitué d'un mélange de granulats de différentes dimensions, de ciment et d'eau. L'invention se rapporte particulièrement à la réalisation d'ensembles préfabriqués permettant la réalisation de voiles structurels devant comporter une isolation sur une face.
Pour réaliser une isolation thermique extérieure qui satisfasse aux normes les plus récentes, notamment à la norme française RT 2020 (réglementation thermique 2020), il est nécessaire de procéder à la pose sur la structure d'une isolation thermique de 20 à 30 cm au minimum. Ce complexe isolant doit être généralement recouvert par un parement de finition et de protection. Le poids de ce parement (entre 100 et 200 kg/m2) doit être transmis à la structure porteuse. On comprend très facilement que plus l'épaisseur de l'isolant est importante, plus le moment exercé par le parement sur la structure est élevé, et plus cette liaison est difficile à réaliser. Pour des isolations inférieures à 10cm il est traditionnellement possible de fixer directement l'isolant sur la structure au moyen de clous d'axe horizontal qui sont chevillés à la structure et possèdent un dispositif de rupture de pont thermique. Par contre, pour des isolations supérieures à 10 cm, la valeur du moment, et donc des forces à reprendre, est élevée ce qui conduit à des mises en œuvre onéreuses et peu durables en raison des risques accrus de fluage des fixations sous des efforts élevés.
Pour répondre aux impératifs ci-dessus, on pose l'isolation après la construction des voiles extérieurs. Selon ce procédé, On pose des équerres chevillées sur les voiles extérieurs. On utilise généralement cinq équerres par mètre carré et quatre chevilles par équerre. La dimension des ailes de ces équerres est largement supérieure à l'épaisseur de l'isolant ; Elles perforent l'isolant qui est lui-même verrouillé par un dispositif, en bois ou métallique, lui-même fixé sur les équerres. Le parement (bardage, enduit ou pierre) est ensuite rapporté sur ces verrous.
Ces procédés sont mis en œuvre en hauteur sur les chantiers, ce qui introduit des risques quant à la sécurité des ouvriers ; ils sont en outre longs et onéreux. Par ailleurs, les fixations rapportées ne sont pas durables car soumises au phénomène de fluage qui conduit dans le temps à des désordres, notamment à la chute de parements.
Selon un autre procédé, on utilise deux dalles en béton armé de faible épaisseur reliées par des connecteurs en acier. L'une de ces dalles est munie dans sa partie intérieure d'un complexe isolant. La distance libre entre les dalles est remplie sur le chantier en béton. Les éléments préfabriqués et le béton coulé en place ont tous un rôle structurel, c'est-à-dire qu'ils participent ensemble à la descente des charges. Ce procédé présente néanmoins les inconvénients suivants :
- la distance libre à remplir sur le site de construction est faible et pose des problèmes de remplissage malgré l'utilisation de micro-béton ; - les connecteurs constituent un maillage de ponts thermiques néfaste à la fonction d'isolation ;
- l'adhérence entre les éléments préfabriqués et le béton coulé, qui sont d'âge différents par nature, n'est pas parfaite, de sorte que les éléments préfabriqués et le béton coulé en place forment un « feuilleté » ne permettant pas une transmission optimale des efforts entre eux, par effet de bielles.
- le remplissage doit être réalisé avec un béton fluide à très fluide. Cette exigence a pour conséquence de soumettre les faces coffrantes et particulièrement l'isolant interne à une forte pression hydrostatique. Pour éviter les risques de rupture des dalles et un affaiblissement des caractéristiques d'isolation, il est demandé de limiter la hauteur de remplissage ; typiquement, la hauteur maximale est de soixante-dix centimètres à un mètre, ce qui ralentit notablement le chantier ;
- le poids des ensembles est important ;
- il y a des risques pour les services de sécurité en cas d'incendie ;
- la continuité des aciers dans un plan horizontal ne peut être réalisée que dans l'espace libre très proche de l'axe neutre de la partie structurelle ;
- les dalles préfabriquées présentent des faces finies ce qui ne permettent aucun réglage rendu nécessaire par les tolérances de fabrication et de mise en œuvre.
L'invention a notamment pour but de proposer un procédé d'isolation et un dispositif de coffrage associé permettant de répondre aux nouvelles normes d'isolation thermique, tout en apportant une solution à tout ou partie des problèmes inhérents aux procédés de l'art antérieur.
Selon l'invention, un tel dispositif de coffrage perdu pour construire un mur d'un bâtiment, est caractérisé en ce qu'il comprend, depuis l'extérieur vers l'intérieur dudit bâtiment : - un parement ;
- un panneau isolant ;
- une cage d'armature ; et,
- une paroi intérieure filtrante et coffrante, fixée à ladite cage.
Un tel dispositif comprend avantageusement, entre la paroi filtrante et le panneau isolant, un volume adapté pour mettre en place sur chantier, en une seule fois, un matériau structurel dans lequel la cage est prévue être sensiblement entièrement noyée.
De préférence, un tel dispositif comprend des connecteurs pour fixer le parement à la cage. Chaque connecteur peut comprendre une tige dont un élément proximal traverse le panneau isolant et un élément caudal, formant de préférence un coude avec l'élément proximal. En outre, chaque connecteur peut comprendre, à une extrémité libre de l'élément proximal, des moyens pour y fixer, de préférence par vissage, une main, cette main étant pourvue de moyens pour plaquer le panneau isolant contre la cage. Aussi, chaque connecteur peut comprendre, à une extrémité libre de l'élément proximal, des moyens pour y fixer, de préférence par vissage, une main, cette main comprenant des moyens pour y fixer une armature pour le parement.
L'invention porte aussi sur un système de coffrage comprenant plusieurs dispositifs selon l'invention. L'invention porte encore sur un procédé de construction d'un mur isolant, caractérisé en ce qu'il utilise au moins un dispositif selon l'invention.
Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, depuis son côté intérieur, c'est-à-dire son côté prévu pour être dirigé vers l'intérieur du bâtiment à construire, d'un dispositif coffrant selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en élévation et de profil du dispositif coffrant de la figure 1 ;
- la figure 3 est une coupe en élévation et de profil du dispositif coffrant de la figure 1, avant coulage d'un béton de remplissage ;
- la figure 4 est une coupe similaire à celle de la figure 3, après coulage du béton de remplissage ;
- la figure 5 est une vue partielle, en perspective, d'une paroi intérieure et d'une armature principale pour le dispositif coffrant de la figure 1 , comme vues depuis l'extérieur l'intérieur du bâtiment à construire ;
- la figure 6 est une vue de détail de l'armature principale de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un panneau isolant pour le dispositif de la figure 1 ;
- la figure 8 est une vue en perspective d'un connecteur selon l'invention, prévu pour assembler le panneau isolant et un parement extérieur avec l'armature principale ;
- la figure 9 est une vue agrandie d'une extrémité du connecteur de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue de détail de l'assemblage du panneau isolant et du parement extérieur avec l'armature principale à l'aide de connecteurs tels que celui illustré à la figure 8 ;
- la figure 1 1 est une vue de détail de la figure 10, au voisinage d'une extrémité telle que celle illustrée à la figure 9 ;
- la figure 12 est une vue en perspective, de dessous, d'une tranche inférieure du parement ;
- la figure 13 est une vue en perspective, de dessus, d'une tranche supérieure du parement ; - la figure 14 est une vue de dessus de la tranche supérieure, illustrant un procédé de positionnement relatif horizontal de deux parements superposés ;
- la figure 15 illustre un dispositif de réglage pour le procédé illustré à la figure 14 ;
- la figure 16 illustre un procédé de réglage relatif vertical de deux parements superposés ; et,
- la figure 17 illustre des moyens de réglage pour le procédé illustré à la figure 16.
Les figures 1 à 3 illustrent un dispositif coffrant 1 selon l'invention. Ce dispositif comprend, depuis l'intérieur N vers l'extérieur E :
- un parement 2 ;
- un panneau isolant 3 ;
- une cage d'armature 4 ; et,
- une paroi intérieure coffrante 5.
Dans l'exemple illustré :
- le parement 2 est un parement fini, c'est-à-dire qu'il est destiné à former la paroi extérieure d'un bâtiment construit à l'aide du dispositif 1, visible de l'extérieur du bâtiment lorsqu'il sera fini ;
- la paroi intérieure coffrante 5 est une paroi filtrante, destinée à être habillée par un habillage intérieur de finition, non illustré aux figures. Ce parement peut comprendre des plaques de plâtre, ou être un enduit, par exemple du plâtre ou un mortier, projeté sur la paroi. Une telle paroi filtrante est notamment connue du document FR 3 015 995.
Le dispositif I est destiné à être préfabriqué en usine puis livré sur chantier tel qu'illustré aux figures 1 à 3. Comme illustré aux figures 3 et 4, le dispositif étant positionné dans la structure en construction du bâtiment, un matériau structurel 6 est coulé entre le panneau isolant 3 et la paroi intérieure 5, de sorte que la cage 4 est sensiblement noyée dans le matériau structurel. Ce matériau 6 est de préférence un béton hydraulique ; la paroi filtrante permet d'évacuer l'eau en excès, diminuant ainsi la pression hydrostatique. La diminution de cette pression permet notamment de protéger le panneau isolant d'un écrasement, même partiel, et ainsi, d'en préserver les qualités structurelles et isolantes. L'isolant 3 et la paroi filtrante 5 forment ensemble un coffrage pour le matériau structurel. La distance entre le l'isolant 3 et la paroi filtrante 5 définit l'épaisseur E6 du matériau structurel ainsi coffré. De préférence, le matériau structurel est sensiblement homogène et coulé en une seule fois.
Comme particulièrement illustré aux figures 5 et 6, la cage 4 comprend :
- des échelles verticales 1 1 , en forme de zigzag ;
- un lit de filants verticaux antérieurs 12 ;
- un lit de filants horizontaux antérieurs 13 ;
- un lit de filants verticau postérieurs 14 ; et,
- un lit de filants horizontaux postérieurs 15 ;
Dans l'exemple illustré, les cages sont réalisées avec des fers à béton.
Les échelles sont disposées dans des plans verticaux sensiblement perpendiculaires à un plan général du mur en construction à l'aide du dispositif 1, c'est-à-dire dans un plan parallèle au plan des figures 2 à 4 et 6. Chaque échelle 11 est constituée d'un seul fil continu, sur toute la hauteur de la cage 4, au profil en « Z » à pas constant ou variable, selon la forme du voile final à obtenir et dont la hauteur entre les sommets 17, 18 détermine l'épaisseur E6 du remplissage structurel 6. Dans l'exemple illustré, le pas est constant.
Les filants verticaux antérieurs 12 sont fixés aux échelles, par soudage ou ligatures, à une distance D12 des sommets antérieurs 17 des échelles correspondant à un enrobage suffisant de ces filants. Les filants verticaux postérieurs 14 sont fixés, par soudage ou ligatures, à une distance D14 des sommets postérieurs 18 des échelles correspondant à un enrobage suffisant de ces filants. Les filants horizontaux antérieurs 13 sont fixés aux filants antérieurs verticaux 12, par soudage ou ligatures, du côté opposé aux sommets antérieurs 17. Les filants horizontaux postérieurs 15 sont fixés aux filants postérieurs verticaux 12, par soudage ou ligatures, du côté opposé aux sommets postérieur 18.
La paroi 5 est conçue pour être traversée d'avant en arrière par les sommets postérieurs 18. Un lit de filants horizontaux formant verrous 16 pour la paroi filtrante 5 est utilisé pour fixer la paroi à la cage 4. Les verrous 16 sont disposés entre les sommets postérieurs 18 et la paroi ; ils sont fixés à au moins une échelle 11, par soudage ou ligatures, afin de réaliser un assemblage positif à l'intérieur de la boucle formée par un sommet 18. Ainsi, la paroi 5 est maintenue verrouillée sur la cage 4, notamment sous l'effet de la pression du matériau structurel lors du remplissage. Les sommets postérieurs 18 et les verrous sont apparents à l'arrière de la paroi 5, c'est-à-dire du côté intérieur N du dispositif. Les verrous sont en matériau résistant, par exemple en matériau composite ou en un acier ayant reçu une protection durable de surface, insensible aux phénomènes de corrosion
Dans l'exemple illustré, la paroi filtrante 5 forme une matrice d'orifices. Cette paroi est prévue pour résister sans déformation excessive au remplissage du dispositif 1 avec le matériau structurel 6. La dimension des orifices est définie pour contenir les éléments solides du matériau structurel. Ces éléments solides constituant une voûte percolante pour les éléments fluides du matériau structurel, avant qu'ils ne fassent prise. Cette disposition a pour but de faire passer le matériau structurel de la phase fluide, lors de sa mise en œuvre, à la phase solide, par contact solide des éléments solides entre eux après totale percolation. Les dimensions de ces orifices et des fils sont calculées pour répondre aux lois relatives aux équilibres « solide-atmosphère-liquide ».
Le panneau isolant a une densité adaptée au type d'isolation, recherchée, qu'elle soit thermique et/ou acoustique. Le matériau est préférentiel lement hydrofuge ; sa composition est généralement choisie en cellule fermée. Son épaisseur est fonction des performances visées. Réalisée préférentiellement en un seul panneau dont la largeur et la hauteur sont choisi de sorte que lors de la pose du dispositif selon l'invention, il puisse être posé sensiblement jointif avec les panneaux de dispositif voisin par emboîtement des feuillures respectives entre elles, de sorte que l'isolation est continue sur tout le mur ainsi fabriqué.
Comme particulièrement illustré à la figure 7, les tranches du panneau isolant 3 sont en forme de feuillures 21 permettant un emboîtement réciproque du panneau avec un panneau voisin, afin de réaliser une meilleure continuité de l'isolation entre deux dispositifs voisins. Dans l'exemple illustré, chaque tranche du panneau isolant 3 forme en outre une gouttière 22, en retrait par rapport au reste de la tranche ; cette gouttière a pour rôle d'évacuer d'éventuelles eaux de pluie et/ou des condensais. De préférence, un exutoire est formé entre la gouttière de la tranche inférieure et une face avant du panneau isolant.
Comme illustré aux figures 10 et 1 1 , le parement 2 est relié à la cage 4 par des connecteurs 24 traversant le panneau isolant 3. Comme illustré à la figure 8, chaque connecteur 24 comprend une tige coudée 25 et une main 26. La tige coudée comprend un élément droit caudal 27 et un élément droit proximal 28, reliés entre eux par un coude 29 de sorte que les éléments droits 27,29 forment entre eux un angle sensiblement égal à 90 degrés. Dans l'exemple illustré, les trois éléments sont formés d'une pièce dans un même fer à béton. Une extrémité 31 de l'élément proximal 28, opposée au coude 29, est fileté ; la main 26 est rapportée par vissage sur cette extrémité filetée 31.
Comme illustré à la figure 7, le panneau isolant 3 comprend un ensemble de passages cylindriques, le traversant selon son épaisseur. Chaque passage est disposé dans un plan vertical P32 perpendiculaire au plan général du dispositif, c'est-à-dire parallèle au plan des figures 2 à 4. Chaque passage forme avec un plan horizontal un angle non nul. Dans l'exemple illustré, les passages sont disposés en quinconces et forment alternativement un angle A32 positif ou négatif avec ledit plan horizontal. Les passages 32 ont un diamètre choisi inférieur au diamètre de l'élément proximal 28 du connecteur 24.
Comme illustré à la figure 10, l'élément proximal 28 de chaque connecteur est introduit dans un passage 32 respectif, de sorte que son extrémité filetée 31 soit accessible à l'avant du panneau isolant 3, c'est-à-dire du côté extérieur E, de sorte que la main puisse y être vissée ; de l'autre côté du panneau isolant, cet élément proximal est fixé à une échelle 1 1 de la cage 4. Par ailleurs, l'élément caudal 27 est disposé sensiblement horizontalement dans la cage 4 ; la longueur L27 de cet élément caudal est de préférence supérieure au pas horizontal Dl 1 entre deux échelles voisines, pour une meilleure prise du connecteur dans la partie structurelle du mur en construction.
La main 26 est réalisée en un matériau faiblement conducteur, afin d'assurer une rupture de pont thermique entre l'extérieur E et la partie structurelle 6 ; la main garantit ainsi, une continuité de l'isolation assurée par le panneau isolant
La main peut être réalisée en une ou plusieurs pièces. Dans l'exemple illustré, la main comprend, depuis l'avant vers l'arrière, c'est-à-dire puis l'extérieur E vers l'intérieur N : - une embase 41 ;
- un corps cylindrique 42 ;
- une collerette 43 ; et,
- un bossage cylindrique 44, dans le prolongement du corps 42.
L'embase 41 est borgne, de façon à fermer le corps cylindrique et assurer ainsi l'isolation. Le corps comprend un taraudage, de sorte qu'il est prévu pour se visser sur l'extrémité filetée 31. Le bossage cylindrique comprend sur sa face arrière un chanfrein cranté (46) permettant d'aléser le panneau isolant, lors de la pose par vissage de la main 26.
La collerette 43 est fixe relativement au corps 42. Elle a une forme allant en s 'évasant d'arrière en avant. Dans l'exemple illustré, la calotte a une forme de sphère tronquée. Celle forme de sphère tronquée permet d'assurer un serrage du panneau isolant contre la cage 4, malgré l'inclinaison de l'élément proximal 28, relativement à la surface extérieure verticale 45 du panneau isolant.
Le bossage 44 est fixe relativement au corps et à la collerette. Il comprend une extrémité postérieure striée qui permet d'usiner un lamage sans jeu dans le panneau isolant au cours du vissage de la main sur l'extrémité 31 de la tige coudée.
La main comprend en outre des doigts 48,49. Ces doigts s'étendent vers l'avant depuis l'embase 41 , c'est-à-dire dans une direction opposée à celle de l'élément proximal de la tige coudée. Dans l'exemple illustré, les doigts sont montés et fixés par un effet de harpon dans des orifices 51 prévus à cet effet dans l'embase. Ces orifices sont ici au nombre de douze, répartis en cercle sur l'embase, de sorte que la position des doigts peut être choisie parmi plusieurs disponibles. Les doigts comportent des encoches 52, disposées de tel sorte qu'un doigt comporte une encoche en vis-à-vis de l'encoche d'un doigt voisin, de sorte qu'un fer 35 de l'armature du parement 2 peut y être fixée par encliquetage. Les doigts sont disposés de sorte sur deux fers perpendiculaires entre eux puissent être fixé entre les quatre doigts, chacun encliqueté entre deux paires de doigts. Ainsi, maintenues par les mains, les armatures 35 forment un treillis, positionné de telle sorte que leur enrobage est suffisant. Cette disposition empêche en outre toute rotation de la main, bloquée par les armatures, rendant l'ensemble indéréglable.
Dans l'exemple illustré, la main comprend un doigt 49 plus long que les autres doigts 48. L'extrémité libre 53 de ce long doigt 49 forme un repère pour la réalisation d'une face visible 55 du parement 2, déterminant donc, au moins localement, une épaisseur L2 de ce parement. L'extrémité libre 53 du doigt peut être vissée ou dévissée dans le reste du doigt 49 ; ce qui permet d'en régler la longueur. Le bossage cranté 44 crée un lamage dans le panneau isolant, jusqu'à ce que la collerette sphérique 43 soit en butée sur la face 45 du panneau isolant 3 et que ce dernier soit en butée contre les sommets antérieurs 17 de la cage 4. Le bossage 44 étant enchâssé dans le panneau isolant 3, des calories (ou frigories) ne peuvent circuler entre le parement la tige coudée des connecteurs 24, généralement en acier, qui seront eux-mêmes noyés dans le béton structurel 6 coulé sur le chantier. Dans un dispositif 1 selon l'invention, toutes les mains ne comportent pas nécessairement un long doigt 49 ; en effet, lorsque la face visible du parement est plane, trois longs doigts suffisent à en définir le plan. Lorsqu'une main ne comprend pas de long doigt, elle comprend alors quatre doigts courts 48.
Ainsi, la main 26 selon l'invention a notamment parmi ses nombreuses fonctions :
- une rupture de pont thermique ; - le positionnement de l'armature 35 du parement 2 ;
- la fixation de cette armature 35 ;
- un repère pour l'épaisseur du parement.
- la reprise du poids du parement et sa transmission à la partie structurelle 6 ; et,
- la reprise des efforts sur le parement et leur transmission à la partie structurelle 6.
Le parement 2 a une fonction de protection de l'isolant et d'habillage esthétique. Dans l'exemple illustré aux figures 10 et 1 1 , le parement 2 a une épaisseur comprise entre quatre et huit centimètres ; il est réalisé en microbéton armé.
De préférence, le parement 2 est coulé à plat sur une table de coffrage horizontale, sa face visible 55 étant coffrée par la table. Le béton destiné à former le parement est d'abord coulé sur la table, puis un ensemble comprenant la cage 4, le panneau 3, les connecteurs 24 et les armatures 35, est descendu vers la table, mains 26 en bas, jusqu'à ce que les extrémités 53 des longs doigts 49 viennent en butée contre la table.
Ainsi, pour réaliser un dispositif selon l'invention, on peut utiliser le procédé suivant :
- la cage d'armatures 4 est disposée, de préférence horizontalement sur le panneau isolant 3 ;
- des passages 32 de diamètre juste inférieurs à celui des connecteurs 24 sont percés dans l'épaisseur du panneau isolant, de préférence avec un angle alternativement positif ou négatif, de préférence voisin de 45 ° ;
- les tiges coudées des connecteurs 24 sont introduites dans les passages et sont fixées sur les échelles 1 1 ; - les mains 26 sont fixées sur l'extrémité 31 des tiges coudées de sorte que le panneau isolant 3 vient en appui sur les échelles en usinant un alésage sensiblement étanche dans le panneau isolant ; puis,
- des armatures 35 sont fixées dans des directions sensiblement orthogonales entre les doigts 48,49,
- le parement 2 est coulé en respectant le niveau extérieur repéré par les longs doigts 49.
Des réservations et douilles de levage sont avantageusement introduites dans le parement lors de son coulage, selon des techniques connues de l'homme de l'art.
On va maintenant décrire des modes de réglage du dispositif, lors de sa pose sur chantier, avant remplissage par le matériau structurel, en référence aux figures 12 à 17.
Malgré des précautions de fabrication, les cotes de la face visible 55 sont susceptibles de variations dimensionnelles. La face 55 peut également présenter des motifs de façade qu'il convient d'aligner au mieux avec ceux situés sur les panneaux voisins déjà en place.
Dans l'exemple illustré, chaque parement est conçu de sorte qu'il peut supporter sans déformation importante, dans des limites raisonnables et pendant le temps de la pose, le poids d'un parement qui lui est superposé. Ainsi le réglage d'un parement 2 en cours de pose peut ainsi être réalisé en référence à la face visible 55 du parement qui lui est immédiatement inférieur. Ce réglage est d'abord fait en coordonnées puis en inclinaison.
Comme illustré aux figures 12 à 14, qui schématisent le principe du réglage en coordonnées horizontales, la tranche supérieure 60 d'un parement 2 comprend deux premiers trous oblongs 61, s 'étendant parallèlement à la face visible 55, formé chacun à proximité d'un trance verticale 64 respective, et un troisième trou oblong 62 disposé entre les deux perpendiculairement à la face visible 55. La tranche inférieure 66 du parement comprend en outre trois douilles 68 de scellées dans le parement. Dans chacune des douilles, vient se visser un pivot 71 d'un excentrique respectif 70. Chaque douille 68 est complémentaire d'un trou oblong respectif 61 ,62 de la tranche supérieure d'un parement inférieur, de sorte que qu'une came 72 de l'excentrique respectif 70 peut se loger dans le trou oblong 61,62 correspondant. Le déplacement des cames autour de leur pivot respectif permet le réglage des coordonnées horizontales du parement en cours de pose.
Dans l'exemple illustré, la tranche supérieure comprend deux appuis sphériques 74, chacun au voisinage d'une tranche verticale 65 respective. Chaque appui sphérique 74 peut être vissé selon un axe vertical, de sorte qu'il permet le réglage en hauteur de la position du parement supérieur en cours de pose. Cette disposition permet aussi de régler le parallélisme et la hauteur du joint entre les deux parements superposés. Les appuis sphériques sont provisoires. Ainsi, lorsque le béton structurel 6 a fait prise, les appuis 74 sont vissés à fond, de sorte qu'aucune charge n'est transmise par un parement au parement qui lui est inférieur.
Les figures 16 et 17 illustrent le réglage de la verticalité de la face visible 55.
La tranche supérieure 60 du parement comprend au moins une douille 76 scellée dans le parement 2. Cette douille est prévue pour y visser un palier à rotule montée glissante sur un arbre. Des moyens d* étalement, fixés à la rotule, permettent le réglage de la verticalité de la face visible 55. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
Ainsi, le parement d'un dispositif selon l'invention peut ne pas être plan mais, par exemple, cylindrique.
Le panneau isolant et les mains présentent fréquemment un point de fusion faible, par exemple 160°C. Grâce aux dispositions de l'invention, notamment à l'inclinaison alternée des connecteurs, en cas d'incendie, la disparition de la paroi isolante n'a pas de conséquences affectant la sécurité du personnel en charge de la gestion de ce sinistre. Contrairement aux méthodes traditionnellement utilisées, le parement n'est pas fixé par des éléments rapportés sur la structure, par exemple par des chevilles ; au contraire, il est scellé dans le remplissage structurel par des éléments métalliques qui garantissent une fixation pérenne ou qui, au moins, retarde notablement les risques de ruine d'un mur construit avec un dispositif selon l'invention. Cette fixation positive est réalisée par le recouvrement d'aciers dans une matrice minérale ce qui retarde fortement sa ruine. De plus, la disposition tridimensionnelle des connecteurs qui relient les éléments en béton structurel et le parement permet aussi de désolidariser ce parement d'avec ceux immédiatement inférieurs. Cette disposition présente également l'avantage d'élargir l'éventail de choix pour le matériau isolant puisque la résistance mécanique de ce dernier n'a pas d'incidence sur le comportement mécanique de l'ensemble. Cet aspect est conforté par la nature filtrante de la paroi filtrante qui permet d'abaisser la valeur de la pression hydrostatique lors du remplissage du volume structurel et limite le risque de compromettre, par compression, les caractéristiques d'isolation de l'isolant.
L'utilisation d'un dispositif permet de répondre notamment aux inconvénients des procédés de l'art antérieur ; il permet notamment :
- une forte réduction de la pression hydrostatique résultant du remplissage, - une transmission parfaite des charges dans la partie structurelle du mur, coulée en une seule fois avec un matériau sensiblement homogène ;
- un accrochage du parement extérieur par des connecteurs liés positivement à la structure,
- une élimination des ponts thermiques dus aux connecteurs,
- la réduction du poids des éléments préfabriqués,
- un réglage incorporé des faces préfabriquées qui permet des tolérances de fabrication plus importantes,
- une augmentation de la sécurité en cas d'incendie

Claims

Revendications
1. Dispositif (1) de coffrage perdu pour construire un mur d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend, depuis l'extérieur (E) vers l'intérieur (N) dudit bâtiment :
- un parement (2) ;
- un panneau isolant (3) ;
- une cage d'armature (4) ; et,
- une paroi intérieure filtrante et coffrante (5), fixée à ladite cage (4).
2. Dispositif (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend entre la paroi filtrante (5) et le panneau isolant (3) un volume adapté pour mettre en place sur chantier, en une seule fois, un matériau structurel dans lequel la cage (4) est prévue d'être sensiblement entièrement noyée.
3. Dispositif (1) l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des connecteurs (24) pour fixer le parement (2) à la cage (4).
4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque connecteur (24) comprend une tige dont un élément proximal (28) traverse le panneau isolant et un élément caudal (27), formant de préférence un coude avec l'élément proximal.
5. Dispositif (1) la revendication 4, caractérisé en ce que chaque connecteur (24) comprend, à une extrémité libre (31) de l'élément proximal (28), des moyens pour y fixer, de préférence par vissage, une main (26), ladite main comprenant des moyens (43) pour plaquer le panneau isolant contre la cage (4).
6. Dispositif (1) la revendication 4, caractérisé en ce que chaque connecteur (24) comprend, à une extrémité libre (31) de l'élément proximal (28), des moyens pour y fixer, de préférence par vissage, une main (26), ladite main comprenant des moyens (48,49) pour y fixer une armature (35) pour le parement (2).
7. Système de coffrage, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dispositifs (1) selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Procédé de construction d'un mur isolant, caractérisé en ce qu'il utilise au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6.
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