EP3754129A1

EP3754129A1 - Facade non porteuse a ossature bois

Info

Publication number: EP3754129A1
Application number: EP20181197.3A
Authority: EP
Inventors: Ludwig HAHUSSEAU
Original assignee: Eiffage Construction SAS
Current assignee: Eiffage Construction SAS
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2040-06-19
Also published as: FR3097575B1; PL3754129T3; ES2923656T3; EP3754129B1; FR3097575A1

Abstract

Façade de bâtiment non porteuse comprenant une pluralité de panneaux étanches et au moins un joint rendant étanche un ensemble d'au moins deux desdits panneaux, lesdits panneaux étanches comprenant une âme constituée d'au moins 10 % en masse d'un matériau ligneux, munie d'au moins un revêtement de contreventement.

Description

Domaine technique

L'invention relève du domaine de la construction de bâtiments, plus particulièrement de la construction des bâtiments de grande hauteur utilisant une majorité de matériau bois.

Technique antérieure

Il est connu de réaliser des façades à ossature bois porteuses. Il est également connu de réaliser des façades non porteuses à ossature métallique, notamment en aluminium, décrit par exemple dans le document US 2014/0026507 . L'ossature métallique assure aux modules de façade d'être contreventés dans leur plan. Il est également connu de de réaliser des façades non porteuses comprenant un cadre métallique dans lequel viennent s'insérer des caissons, tel que décrit par exemple dans le document US 2011/0265404 . De telles structures ne présentent pas d'âme constituée au moins en partie d'un matériau ligneux et prise en caisson entre deux revêtements. En outre, ces structures ne présentent pas l'avantage de pouvoir être mise en œuvre sur une structure porteuse, pouvant être de trois natures possibles, à savoir porteur Bois ou Métal ou béton armé ou mixte.

Problème technique

Les structures porteuses sont des structures empilables conçues pour absorber les contraintes à l'échelle de l'ensemble de la structure. Dans le cadre de structures porteuses, différents cadres ou panneaux sont en contact et il s'opère un transfert de charge entre ces cadres ou panneaux. Bien qu'il existe des structures porteuses à ossature bois, ces structures ne sont a priori pas raisonnablement capables de porter une structure de grande hauteur comme un immeuble d'habitation.
Dans le cas de façades non porteuses, il s'agit de faire porter une pluralité d'éléments tels que des cadres ou des panneaux à une structure porteuse. Ces différents cadres ou panneaux sont conçus pour supporter leur seule charge, leur déformation propre et les déformations de la structure. Il en découle d'importantes complications techniques afin de permettre l'obtention d'une façade non porteuse étanche. La question des joints entre les différents cadres ou panneaux (ces mots seront utilisés de façon interchangeable dans la suite) est épineuse car ces joints doivent à la fois permettre de conserver les propriétés mécaniques des différents panneaux, assurer l'étanchéité de l'ensemble de la façade, et ne pas compliquer outre mesure l'installation de l'ensemble.
Les façades non porteuses à ossature métallique existantes peuvent être usinées à l'envie ce qui facilite grandement l'installation de joints satisfaisants. Toutefois, ces solutions connues ne sont pas transposables dès lors que les panneaux sont en matériau bois. En effet, il n'est pas possible de réaliser un usinage aussi précis du matériau : point de gorges de dimensions contrôlées pouvant accueillir un joint en arête de poisson dans un matériau hétérogène et ligneux.
Pourtant, le bois est un matériau de construction pouvant permettre la réalisation d'édifices de façon décarbonnée et biosourcée, problématique d'avenir dans un contexte de crise environnementale. Il existe donc un besoin pour réaliser des façades non porteuses à ossature bois.

Exposé de l'invention

L'invention concerne une façade de bâtiment non porteuse comprenant une pluralité de panneaux étanches et au moins un joint rendant étanche un ensemble d'au moins deux desdits panneaux, lesdits panneaux étanches comprenant une âme constituée d'au moins 10 % en masse d'un matériau ligneux, munie d'au moins un revêtement de contreventement.
Le panneau étanche comprend une âme, par exemple sous la forme d'une ossature bois composée de montants, de traverses, d'entretoises, de linteaux, etc. L'âme peut être comprise entre un revêtement extérieur et un revêtement intérieur. Au moins un des deux revêtements est un revêtement de contreventement. Ainsi, le panneau selon la présente invention se présente d'un seul tenant, à l'inverse de panneau comprenant par exemple une structure complexe de cadre dans lequel vient s'insérer des cassettes.
Typiquement, l'âme présente une épaisseur comprise entre 120 et 220 mm. La quantité de matériau ligneux est par exemple de l'ordre de 3,6 L/m². Dans ce cas de figure, en considérant une essence présentant une masse volumique de 0,290 kg/L, la masse de matériau ligneux par m² de panneau est donc de 1,1 kg/m². L'âme peut également comprendre des matériaux isolants comme la laine de roche ou la laine de verre. L'épaisseur d'isolant est avantageusement d'au moins 120 mm.
Le matériau ligneux est de préférence un bois choisi parmi les essences de résineux.
De préférence, les panneaux étanches comprennent au moins 10% en masse d'un matériau ligneux, encore de préférence à l'exclusion de matériaux comme la laine de roche.
Ledit au moins un revêtement de contreventement peut être situé d'un côté ou de l'autre de l'âme. De préférence, le panneau comprend au moins deux revêtements, situés de part et d'autre de l'âme.
L'invention est particulièrement intéressante dans le cas de façade de bâtiments de grande hauteur, par exemple au-delà de 18 mètres de hauteur qui correspond à la limite réglementaires dans le domaine du logement entre les bâtiments dits de 2^e et de 3^e famille.
Ledit au moins un joint peut comprendre un ruban adhésif. Un tel joint est facile à poser et à entreposer.
De préférence, au moins un joint est constitué d'un matériau polymère, de préférence de type EPDM. De tels joints peuvent présenter une grande variété de configuration de façon à pouvoir s'adapter à tout type de géométrie, palliant ainsi aux inconvénients des rubans adhésifs.
De préférence ledit au moins un joint comprend alors une première portion sensiblement plane solidaire d'un premier panneau et une deuxième portion sensiblement tubulaire pouvant se déformer de façon à s'aplatir lorsqu'elle est comprimée par un élément externe tel qu'un deuxième panneau. Une telle géométrie permet une bonne étanchéité car la portion sensiblement tubulaire peut se déformer différemment selon la géométrie de l'élément externe.
Afin de renforcer encore l'étanchéité, ledit au moins un joint comprend de préférence en outre une troisième portion, sensiblement tubulaire pouvant se déformer de façon à s'aplatir lorsqu'elle est comprimée par un élément externe tel qu'un deuxième panneau, ladite troisième portion étant disposée de façon sensiblement parallèle à la deuxième portion. Ainsi, même si la deuxième portion sensiblement tubulaire était susceptible de comprendre des portions non complètement étanches, la troisième portion forme une deuxième barrière redondante assurant l'étanchéité parfaite du procédé, tandis que la première barrière conserve un effet permettant de décomprimer la pression d'eau.
Bien entendu, il est envisageable de pourvoir le joint davantage de portions tubulaires selon les exigences d'étanchéités et la quantité d'aspérités rencontrées. Cependant, il semble que deux portions tubulaires constituent un bon compromis en termes d'étanchéité et de complexité de joint. De plus, en se limitant à deux portions tubulaires, l'invention permet avantageusement de ménager un espace à l'arrière du joint EPDM permettant d'assurer un calfeutrement anti-feu le cas échéant.
Chaque panneau peut en outre être recouvert au moins partiellement d'un film géotextile étanche à l'eau. Ainsi, les portions tubulaires éventuelles du joint peuvent venir se comprimer sur ce film géotextile d'un panneau voisin, assurant la continuité de l'étanchéité sur l'intégralité du panneau.
De préférence, la façade selon l'invention présente des propriétés de résistance au feu conforme à l'IT249, des propriétés d'isolation thermiques d'au moins 3,75 m²K/W, des propriétés de résistance au choc supérieure à 900 J, et des propriétés d'étanchéités à l'eau R7 (c'est-à-dire la valeur maximale selon la norme AEV), à l'air A4 (c'est-à-dire la valeur maximale à nouveau) et au vent ELU supérieures à 3600Pa (ce qui couvre l'essentiel des vents susceptibles de heurter une façade qui ne seraient pas des tempêtes tropicales), de façon intrinsèque et en l'absence de doublage demi-stil. Ces valeurs correspondent à un très large domaine d'emploi normé en vigueur dans le domaine de la construction. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse. En effet, dans l'état de l'art, ces propriétés feu, sécurité des personnes et thermique de la façade sont assurées le plus souvent par un doublage demi-stil. Or ce doublage peut être abimé au cours de la vie du bâtiment car il est accessible directement par les occupants de l'immeuble. A l'inverse, la façade n'est pas accessible. Si toutes ces propriétés lui sont intrinsèques, leur pérennité est donc assurée.
De telles caractéristiques sont obtenues d'une part grâce à la structure spécifique du panneau de la présente invention, et d'autre part grâce au choix des matériaux composant les revêtements du panneau.
En guise d'exemple, le panneau peut comprendre deux revêtements Fermacel ou un revêtement de BA18 avec du Duripanel. L'épaisseur et la constitution des revêtements du panneau n'étant pas nécessairement identiques.
Le panneau peut en outre comprendre des accessoires spécifiques tels qu'un pare pluie, un pare vapeur etc.
La combinaison d'accessoire spécifique, du joint et de la structure même du panneau assure à un utilisateur d'atteindre des caractéristiques prédéterminées de résistance au feu, aux chocs, des propriétés d'étanchéité à l'eau, à l'air et au vent.
Ces propriétés intrinsèques à la façade peuvent lui être conférées par lesdits au moins un revêtement de contreventement, ou chaque panneau étanche peut être muni de deux revêtements secondaires, la combinaison des revêtements secondaires ou du revêtement de contreventement conférant à chaque panneau étanche lesdites propriétés de résistance au feu, d'isolation thermiques, d'étanchéité et de résistance au choc.
La façade selon l'invention peut comprendre en outre au moins un joint multiple au contact d'un nombre strictement supérieur à deux panneaux, ledit joint multiple étant réalisé par injection d'un matériau étanche se solidifiant après injection, de préférence ledit matériau étant un mélange polymérisable pluri composants, par exemple bi composants. En effet, à l'intersection d'un nombre de panneau supérieur à deux, l'étanchéité peut-être plus complexe à assurer et les situations plus nombreuses et singulières. Une telle solution permet de s'adapter à n'importe quelle forme.
L'invention a également pour objet un procédé de pose d'une façade selon l'invention dans lequel les panneaux peuvent être posés dans n'importe quel ordre. En particulier, un panneau peut être posé en cote bloquée, c'est-à-dire dans une situation où plusieurs panneaux voisins ou éléments structurels saillants seraient déjà en place et où il s'agirait de positionner le panneau entre ces panneaux ou éléments. Cela peut par exemple être rendu possible par des joints comportant des portions tubulaires comme indiqué plus haut. Un panneau selon la présente invention trouve notamment son application dans la cadre par exemple de la rénovation énergétique (isolation d'une façade) d'un bâtiment.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels :

[Fig. 1] montre une vue en coupe éclatée de deux panneaux d'une façade selon un mode de réalisation de l'invention ;
[Fig. 2] détaille un joint pour l'invention différent de celui représenté à la figure 1.

Description des modes de réalisation

La description ci-après contient, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
L'approche de conception de sous-ensembles « Mur à Ossature Bois » est traditionnelle au sens du DTU 31.2. Toutefois, il n'a jamais été proposé une telle conception de l'agencement entre des macros éléments de façade pour former une enveloppe non porteuse, qui sera mise en œuvre sur une structure porteuse, pouvant être de trois natures possibles, à savoir porteur Bois ou Métal ou béton armé ou mixte.
Cette notion fondamentale « d'indépendance structurelle » de chaque macro-élément nécessite notamment que les murs à ossature bois ne contreventent pas l'ouvrage, qu'ils ne descendent pas de charge, qu'ils assurent leur rôle d'éléments de façade étanche à l'eau et à l'air, et que ceux-ci soient accrochés à la structure primaire porteuse.
Afin que les murs à ossature bois (MOB) ne contreventent pas l'ouvrage, aucun chainage ou élément de liaison n'est prévu entre ceux-ci, afin de garantir qu'ils soient tous structurellement indépendants les uns des autres.
Afin qu'ils ne descendent pas de charges, chaque élément isolé est lié à la structure porteuse tout en s'assurant que les déplacements en service de ceux-ci n'entraine pas de « mise en charge » du MOB, qui doit rester non porteur et seulement supporter son poids propre et celui de son parement et être en capacité de transmettre les efforts au vent qui lui sont appliqués sur la structure porteuse principale.
Afin que les MOB assurent leur rôle d'éléments de façade étanche à l'eau et à l'air, les joints entre les MOB sont conçus de façon à assurer leur fonction d'étanchéité à l'eau et à l'air, malgré de possibles déplacements relatifs entre eux, lors des déplacements en service de la structure primaire porteuse.
Ainsi, comme illustré à la figure 1, les joints peuvent comprendre une portion plane d'accroché au MOB 21, et une portion sensiblement tubulaire déformable 22. La portion déformable 22 est conçue pour s'aplatir entre les deux MOB qu'il s'agit d'isoler, épousant ainsi les aspérités éventuelles et procurant l'étanchéité recherchée.
A chaque interface, on peut munir chaque MOB d'un joint, comme illustré à la figure 1 : lorsque l'on met les deux MOB en contact, les deux portions déformables 22 se déforment, ce qui permet une double barrière d'étanchéité.
Alternativement, on peut prévoir de mettre un joint unique par interface, disposé sur l'un ou l'autre des MOB, et présentant deux portions déformables 22, comme illustré à la figure 2. Cette alternative permet également d'obtenir une double barrière d'étanchéité tout en simplifiant l'installation des MOB : en effet, un tel joint unique n'impose pas d'ordre dans la pose des MOB, et permet donc d'installer les panneaux en cote bloquée. Cela simplifie la pose de la façade et peut même permettre de remplacer un panneau unique au besoin.
Afin d'accrocher les MOB à la structure primaire qui pourra être comme expliqué ci- avant de divers nature (PM : porteur Bois ou Métal ou BA), on dispose d'un système d'attaches innovant permettant une mise en œuvre aisée en sécurité, compatible avec les différents types de support , avec les spécificités d'ancrage inhérentes à leur nature -- par exemple : ancrage par vissage sur support Bois, par boulon voire par soudure sur support métallique et par chevillage ou prescellement sur support en béton armé - et avec la transmission des charges de poids propre du MOB et des actions du vent ou d'un séisme au support.

Les éléments constitutifs de la paroi

MOB

Comme illustré à la figure 1, les MOB comprennent de préférence: un pare pluie 15 et accessoires spécifiques, un panneau de fermeture extérieur 12, une ossature bois 10 composée de montants, de traverses, d'entretoises, de linteaux, etc., un remplissage isolant 14, un panneau de fermeture intérieur 11 et un pare vapeur 13 et accessoires spécifiques.
Ces éléments permettent à chaque élément de satisfaire aux contraintes que son domaine d'emploi envisagé lui impose et notamment en matière de sécurité incendie.

Parements extérieurs

Les MOB peuvent être dotés de parements extérieurs de tout type. Des exemples de parements satisfaisants sont des parements sous avis technique, ayant fait leurs preuves sur support béton dans le domaine d'emploi envisagé mais pas forcément sur de l'ossature bois à des hauteurs importantes.
En effet, il a été démontré de manière calculatoire que au sein de ce domaine défini avec traditionnellement un support « béton » il est parfaitement possible de le substituer par un support MOB

Doublage acoustique.

Le complexe parement extérieur + MOB est avantageusement complété par des cloisons intérieures de doublage acoustique de différentes natures possibles afin d'assurer la conformité vis-à-vis de la réglementation acoustique.
De même, différentes épaisseurs d'ossature de doublage peuvent être mises en œuvre en fonction de l'appoint nécessaire en isolation thermique.

Conception des « singularités » de façades (ouvertures, traversées, etc...)

Il existe deux cas distincts de singularités de façade : les singularités de façade situées au sein d'un élément de MOB, et les singularités de façade situées à la jonction de deux éléments de MOB.

Les singularités de façade situées au sein d'un élément de MOB

En ce qui concerne les traversées de parois (gaines électriques, de plomberie et CVC par exemple) elles peuvent être gérées conformément aux règles de l'Art et aux guides de recommandation des fabricants de pare pluie et de pare vapeur. Pour les éléments de forte dimension, des chevêtres avec renfort d'ossature dans les MOB peuvent être réalisés.
En ce qui concerne l'intégration des ensembles menuisés, la pose de la menuiserie se fait préférentiellement en applique intérieur sur pré-cadre mécano-soudé, ceci permettant à la fois une parfaite maitrise du plan d'étanchéité entre la menuiserie et le pré-cadre et une mise en œuvre, un entretien et un changement simple de la menuiserie par l'intérieur.
L'emploi de pré-cadres acier monobloc posés en applique extérieur est particulièrement intéressant et innovant.
En effet, le fait d'avoir un ensemble acier monobloc soudé assure une parfaite étanchéité de ce dernier et l'ailette périphérique assure une étanchéité avec le pare-pluie dans un plan parfait.
De plus, la pose en applique extérieur du pré-cadre permet une parfaite gestion de l'étanchéité au droit de la jonction avec le pare-pluie 15. Cette jonction est donc avantageusement placée à l'extérieur du MOB évitant ainsi tout risque de fuite au sein du MOB en cas de malfaçon lors de la réalisation de cette opération.

Les singularités de façade situées à la jonction de deux éléments de MOB

Certaines singularités de façade sont situées au droit de plans de jonction entre les MOB, simplement du fait que d'une part le mode de calepinage des panneaux composant la façade est basé sur la trame de la structure primaire et d'autre part du fait de la présence d'éléments de structure secondaires traversent l'enveloppe. Ces derniers pouvant être de différentes natures tels que des consoles, des traverses, des suspentes ou des bracons, supports de balcons, de coursives ou de tous autres éléments de modénature potentiellement présents en façade.
Afin de gérer ces singularités, il est avantageusement prévu la mise en œuvre de « boite de réservation ». Ces éléments, formant des boites métalliques étanches, directement solidaires de la structure primaire, sont intégrés au sein du calepinage de la façade tout comme les MOB. Et l'interface entre eux est gérée de façon similaire qu'entre deux éléments de MOB..

Claims

Façade de bâtiment non porteuse comprenant une pluralité de panneaux étanches et au moins un joint rendant étanche un ensemble d'au moins deux desdits panneaux, lesdits panneaux étanches comprenant une âme constituée d'au moins 10 % en masse d'un matériau ligneux, munie d'au moins un revêtement de contreventement.
Façade selon la revendication 1 dans laquelle ledit au moins un joint comprend un ruban adhésif.
Façade selon la revendication 1 dans laquelle ledit au moins un joint est constitué d'un matériau polymère, de préférence de type EPDM.
Façade selon la revendication 3, dans laquelle ledit au moins un joint comprend une première portion sensiblement plane solidaire d'un premier panneau et une deuxième portion sensiblement tubulaire pouvant se déformer de façon à s'aplatir lorsqu'elle est comprimée par un élément externe tel qu'un deuxième panneau.
Façade selon la revendication 4, dans laquelle ledit au moins un joint comprend en outre une troisième portion sensiblement tubulaire pouvant se déformer de façon à s'aplatir lorsqu'elle est comprimée par un élément externe tel qu'un deuxième panneau, ladite troisième portion étant disposée de façon sensiblement parallèle à la deuxième portion.
Façade selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque panneau est recouvert au moins partiellement d'un film géotextile étanche.
Façade selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 présentant des propriétés de résistance au feu au moins conforme à l'IT249, des propriétés d'isolation thermiques d'au moins 3,75 m²K/W, des propriétés de résistance au choc supérieure à 900 J, et des propriétés maximales d'étanchéités à l'eau R7, à l'air A4 et au vent ELU supérieures à 3600Pa, de façon intrinsèque et en l'absence de doublage demi-stil.
Façade selon la revendication 7 dans laquelle chaque panneau étanche est muni de deux revêtements de contreventement ou panneaux secondaires, la combinaison des revêtements ou panneaux secondaires conférant à chaque panneau étanche lesdites propriétés de résistance au feu, d'isolation thermiques, d'étanchéité et de résistance au choc.
Façade selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant en outre au moins un joint multiple au contact d'un nombre strictement supérieur à deux panneaux, ledit joint multiple étant réalisé par injection d'un matériau étanche se solidifiant après injection, de préférence ledit matériau étant un mélange polymérisable pluri composants, par exemple bi composants.
Procédé de pose d'une façade selon l'une quelconque des revendication 1 à 9 dans lequel les panneaux peuvent être posés dans n'importe quel ordre.