FR2951206A1 - Panneau de construction composite - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un panneau composite préfabriqué pour la construction de bâtiment, ainsi qu'un kit de construction de bâtiment comportant plusieurs de ces panneaux, comprenant une âme pleine en matériau isolant sous forme d'une plaque plate ou cintrée, recouverte sur ses faces d'une couche de céramique et/ou ciment, cette dernière comprenant un tissu et/ou des fibres, choisies dans le groupe consistant en fibres de basalte, fibres de verre, fibres de carbone, fibres de kevlar, et/ou fibres de nature synthétique, naturelle ou des fibres de renfort métalliques.

Description

La présente invention concerne des panneaux de construction composites, destinés au domaine de la construction de bâtiment. L'invention se rapporte plus particulièrement à ces panneaux composites en tant que tel, l'assemblage de ceux-ci entre eux et l'assemblage des différents composants et les procédés de fabrication, ainsi que la construction en générale à partir de ces panneaux composites et de ces accessoires. On connaît de l'art antérieur différents procédés pour la construction de bâtiments préfabriqués. Selon ces procédés, le bâtiment en entier, ou des éléments modulaires du bâtiment, sont fabriqués en usine ou sur chantier soit en bois, en métal, en béton ou en combinant ces différents éléments. Une fois réalisée, le bâtiment ou ces éléments modulaires sont transportés jusqu'au site de la construction. Le bâtiment est ensuite assemblé sur des fondations. Le gros oeuvre étant terminé, débute ensuite la pose de la charpente, la couverture, puis arrive le second oeuvre, à savoir l'habillage intérieur qui peut être de la plaque de plâtre, du bois, du PVC, ou autres éléments afin d'obtenir un minimum d'esthétique, puis les revêtements extérieurs de type enduit de façades, bois, PVC ou autres. Les inconvénients pour les panneaux faits en bois résident dans le fait que l'assemblage du dit panneau représente une quantité d'étapes, telles que la découpe du bois, le vissage, le clouage dû à l'assemblage des ces éléments, la pose des encadrements d'ouvertures à prévoir à l'intérieur du panneau pour les menuiseries ou porte, puis la pose de l'isolation intérieure. Un autre inconvénient majeur de cette méthode réside dans le fait que certains procédés techniques, tel que le chauffage par les murs n'est pas techniquement envisageable du fait du peu de place et espace disponible. De plus, les constructions de 1 à 10 étages avec des planchers béton restent très difficiles dans la mise en oeuvre, voire impossible dans la plupart des cas, de plus ce type de panneau en sortie d'usine ne propose pas une finition intérieure/extérieure intégrée. Un autre inconvénient de ces panneaux en bois oblige à recourir à la pose d'un liteaunage horizontal, afin de faciliter la mise en oeuvre des revêtements qui peuvent être des plaques de plâtre, du lombric bois ou PVC mais qui permet aussi de pouvoir passer les câblages électriques, TV, téléphone entre le panneau et le revêtement intérieur ou extérieur. Quant les passages des câbles sont réalisés à l'intérieur du panneau sans liteaunage, l'inconvénient réside dans le fait que l'acheteur n'a aucune possibilité de réaliser certains travaux dits de second oeuvre tels que l'électricité, TV, téléphone ou la possibilité de rajouter une prise ou modifier son emplacement et ceux sans mettre en difficulté le procédé de fabrication.

Après avoir fabriqué ces panneaux de type sandwich, ces panneaux sont ensuite assemblés sur chantier entre eux et à nouveau vissés, emboîtés et/ou cloués sur chantier, vient ensuite la pose du revêtement de finition intérieur de type plaque de plâtre ou bois, ou PVC puis ensuite on procède à l'habillage extérieur soit majoritairement des lamelles de bois ou des lamelles en PVC, pour l'utilisation de crépi minéral ce dernier reste encore à ce jour difficile à mettre en oeuvre du fait de la dilatation des supports. On connaît aussi de l'art antérieur des procédés pour la construction de bâtiments préfabriqués, comprenant un matériau d'âme isolant puis recouvert de béton sur leurs faces et comprenant des renforts en béton coulés en usine. Ce type de procédé reste limité techniquement et dans les dimensions d'un tel panneau.

Pour exemple un panneau de 12 mètres de long et de 2,6 mètres de hauteur et 30 centimètres d'épaisseur ne fait pas moins de 3800 kg. La fragilité lors des manipulations, la pose des panneaux sur le camion, les chocs occasionnés lors du transport a pour résultat des fissures plus ou moins importantes ou des cassures nettes de morceaux de béton, dans le cas où le panneau est revêtu d'un crépi fait en usine, les conséquences sont dramatique tant sur le plan esthétique qu'économique, puisque le crépi est endommagé. Par ailleurs, ce type de panneau ne peut en aucun cas être manipulé avec des moyens manuels et/ou classiques de type chariot élévateur ou bras articulé des camions de livraison, leurs charges d'élévation est de 1 à 2 tonnes dans le meilleur des cas. Quant à l'assemblage de ces panneaux dit « légers », il nécessite des moyens de levage importants de type grue. Par ailleurs, ce type de panneau lors de manipulation fissurera, et/ou cassera sous son propre poids ou pire ce désolidarisera. D'autres inconvénients de mise en oeuvre apparaissent à savoir qu'il est souhaitable de faire des rainures dans le polystyrène pour que le treillis soit entièrement enrobé et pour une meilleure adhésion et il est aussi indispensable d'avoir recours à la mise en place de coffrages lors de l'assemblage et ces panneaux ne sont en aucun cas des panneaux finis esthétiquement intérieurement et extérieurement. Les difficultés pour ce procédé ne permettent pas d'encastrer à fleur des faces des simples gaines d'attente dans le sens horizontal et ceux sur toute la longueur du panneau.

En effet, un grand nombre de montants en béton verticaux sont présents à fleur, et de ce fait obligent à créer une surépaisseur. Ces surépaisseurs sont créées comme pour les panneaux bois avec un liteaunage fixé sur la face du panneau, sur lequel sont fixés ensuite soit une plaque de plâtre ou du lombric bois ou PVC. Ces espaces sont souvent utilisés pour passer les câbles électriques entre le panneau et le revêtement intérieur. De plus, ces procédés nécessitent des quantités de béton minimum de l'ordre 2 à 5 cm sur leurs faces pour pouvoir enrober l'armature en acier, un autre problème réside aussi dans les temps de séchage du béton et de stockage du panneau lié au séchage avant le transport. Par ailleurs, un grand nombre de difficultés réside dans la perforation de 2 à 5 cm de béton pour les ouvertures destinées à la pose des boîtiers électriques destinés aux prises, interrupteurs etc., et quand ces dernières sont effectuées en usine avec des outils de perçage performants, les perçages prédéfinis ne laissent aucune possibilité de modifier les emplacements ou en rajouter après pose du panneau sur chantier sans grandes difficultés.

Par ailleurs, ce procédé alourdit considérablement le poids du panneau et pose un certain nombre de difficultés de manipulation dû au poids qui nécessite des moyens de levage puissants, même pour des petites longueurs de panneaux de 4 à 6 mètres. Dans le cas où ces étapes sont faites sur chantier ces dernières restent encore plus compliquées pour la mise en oeuvre, du fait du temps de séchage du béton, la régularité sur les couches de béton, la reproductivité d'un panneau à l'autre, la mise en place des coffrages et le décoffrage à mettre en oeuvre, les intempéries, la mise en oeuvre des câblages électriques et eau, du manque de place etc. Ces panneaux sont ensuite recouverts sur chantier d'un crépi qui entraîne une étape supplémentaire telle que la mise en place de l'échafaudage suivi du crépissage et à 25 nouveau le démontage de l'échafaudage. On connaît aussi de l'art antérieur des procédés pour la construction de bâtiments préfabriqués, qui comprennent des parois et cadres métalliques en kit assemblés par soudure et qui sont ensuite remplies de béton brut ou en incorporant dans ce même mélange des sciures de bois ou autre composant servant à augmenter les performances 30 thermiques ou phoniques, elles restent de toute façon bien moins performantes que les constructions qui utilisent des isolants tels que le polystyrène en matériau d'âme et rencontrent les mêmes difficultés de poids, de manipulation, de mise en oeuvre et ne peuvent proposer des mises en oeuvre sans coffrage ni rajout et modification techniques après la fin de la construction. Ces panneaux restent limités dans les largeurs quand ils sont assemblés en usine et pour le transport sur camion, mais aussi dans la pose des parois au fondation en effet aucun ancrage n'est prévu, rendant difficile les obtentions liées aux normes anti cyclonique et sismique. Par ailleurs, les multitudes de procédés de construction modulaire en bois, métallique, polystyrène plus béton ou hybride ne peuvent proposer d'éléments entièrement finis esthétiquement soit intérieurement et/ou extérieurement en sortie d'usine, et encore moins proposer d'éléments de décoration extérieur et/ou intérieur et de design incorporé dans les éléments de construction. Surtout, ils ne peuvent proposer des constructions à plus de dix étages avec des contraintes comprenant des planchers béton, ou des éléments de construction ultra légers inférieurs à moins de 33,5 kg par mètre carré pour 21 cm d'épaisseur. Il est par exemple connu du document FR 2 885 624 de prévoir l'introduction de béton entre une plaque d'acier galvanisé perforée et un coffrage, afin de créer des panneaux revêtus de béton. Malheureusement, les panneaux qui en résultent sont beaucoup trop lourds pour être transportés avec fiabilité, et c'est bien pour cette raison qu'ils sont préparés sur le chantier en coulant le béton une fois l'ossature et les plaques d'acier montées.

Dans le document FR 2 892 436, on décrit une brique de polystyrène expansé à poser sur chantier avec une coulée de béton très importante. Toutefois, la solution proposée dans ce document est limitée en ce qui concerne la cavitation nécessaire pour les gaines, qui sont uniquement verticales. Aucune solution technique n'est proposée pour les constructions d'habitation comprenant des pointes de pignons ainsi que l'utilisation de dispositif technique et/ou esthétique à l'intérieur des murs et multi-usages tels que des murs, élément de toiture, élément de plancher ou élément de construction et/ou de décoration. Parmi les critères innovants de la présente invention, figurent en bonne place, les caractéristiques mécaniques, tant sur les charges élevées que peut supporter un panneau composite selon l'invention que sur l'élasticité dudit panneau. En outre, le panneau présente une conception anti-fissures et est très résistant aux chocs, tout en comprenant une isolation thermique et phonique très supérieure aux panneaux composites existants. De fait, un panneau composite selon la présente invention peut trouver une multitude d'applications, à savoir, il peut être aussi bien utilisé en tant que mur porteur et non porteur, élément de toiture, élément de plancher, ainsi que d'élément de construction en général ou de décoration. La présente invention a donc pour objet un panneau composite et un procédé de réalisation pour le bâtiment pouvant résoudre ces difficultés et à faible coût, totalement reproductible, résistant au feu, imputrescible et de construction facile et réalisable par des professionnels, mais aussi par des particuliers n'ayant aucune compétence en bâtiment. La présente invention vise à fournir un procédé de construction d'un bâtiment préfabriqué qui assure une solidité du bâtiment préfabriqué ou de ses éléments constitutifs qui soit suffisante pour éviter tout risque d'endommagement, de déformation, de fissuration durant le transport depuis l'usine jusqu'au site de construction. La présente invention vise également à fournir un panneau composite de construction qui ne nécessite aucune utilisation de coffrage, clou, vis, entretoise ou autres éléments supplémentaires pour la fabrication du dit panneau.

La présente invention vise encore à fournir la possibilité de construire un bâtiment comprenant 1 à 50 étages, voire plus, avec des planchers en béton, mais aussi avec des variantes telles que des planchers composites posés soit sur des poutres en béton, en acier ou en bois, comprenant des variantes techniques avec des renforts à l'intérieur du plancher composite qui sont soit en béton, en acier ou en bois.

Conformément à ces objectifs, l'invention concerne un panneau composite préfabriqué pour la construction de bâtiment comprenant une âme pleine en matériau isolant sous forme d'une plaque plate ou cintrée, recouverte sur ses faces d'une couche de céramique et/ou ciment, cette dernière comprenant un tissu et/ou des fibres, choisies dans le groupe consistant en fibres de basalte, fibres de verre, fibres de carbone, fibres de kevlar, et/ou fibres de nature synthétique, naturelle ou des fibres de renfort métalliques. Selon un mode d'exécution préféré, l'âme pleine est faite d'un matériau choisi dans le groupe consistant en le polystyrène expansé, de la mousse phénolique expansée ou de la céramique expansée. De la même manière, il est préféré que la couche de céramique et/ou ciment (2) soit 30 composée : - d'un ciment phosphomagnésien; ou - d'un phosphate métallique en solution mélangée à un silicate; - ou encore d'un ciment ou mortier à prise rapide, l'ensemble comprenant accessoirement des charges de type sable ou similaire. De manière avantageuse, la couche de ciment et/ou céramique est appliquée selon l'une des méthodes choisies dans le groupe consistant à couler, injecter, projeter ou imprégner ledit ciment et/ou ladite céramique.

Dans ce cas, il est préféré que les couches de céramique et/ou ciment enrobent toutes les faces externes de l'isolant, ainsi que les faces des encadrements des ouvertures pratiquées dans le panneau. Il est également préférable de ménager au coeur de l'âme en matériau isolant au moins une série de logements verticaux, et au moins une rainure horizontale, et/ou une 10 rainure diagonale. Par ailleurs, il est très avantageux de prévoir que des éléments de renforts verticaux, horizontaux ou en diagonale, soient incorporés au coeur du panneau. Dans ce cas, il est préférable que les éléments de renforts soient constitués de matériau choisi dans le groupe consistant en le béton, l'acier, et le bois, et sont de forme carrée, rectangulaire, ronde ou 15 polygonale. Il peut avantageusement être prévu que les éléments de renfort soient liés en partie basse à une poutre de sol et liés en partie haute à une ceinture, formant ainsi la structure porteuse de la construction. La couche de céramique et/ou ciment présente de préférence une épaisseur 20 comprise entre 2 à 10 mm et 8 à 100 mm, lorsqu'elle est expansée, tout en gardant une masse identique, c'est-à-dire qu'elle garderait la même masse qu'elle ait une épaisseur de 2mm ou de 8mm, par exemple. De manière générale, il est préférable que le panneau soit dit « porteur » à partir d'une épaisseur de 8 cm et « non porteur » à partir d'une épaisseur comprise entre 1 cm et 25 7 cm. Préférentiellement, le poids d'un panneau selon l'invention est compris entre environ 18,5 kg/m2 pour 21 cm d'épaisseur et 33,5 kg/m2 pour 22 cm d'épaisseur. Alternativement, le panneau présente une masse de 936 kg pour 12 mètres de long et 2,60 mètres de hauteur. Pour en revenir aux renforts, il est préférable que ceux-ci soient exempts de tout contact des zones extérieure et intérieure des faces du panneau, excluant ainsi tout pont ou 30 prolifération thermique au coeur du panneau. Cela assure de meilleures propriétés d'isolation thermique pour l'ensemble du panneau. De préférence, le panneau selon l'invention est assemblé en mur, en panneau de toiture, en plancher, en élément de construction ou encore en élément de décoration. Ainsi, il est en général préféré que le panneau se présente sous forme finie esthétiquement intérieurement et extérieurement en sortie d'usine. Lorsque des rainures sont prévues dans le panneau selon l'invention, il est également préférable que la forme des rainures soit autobloquante pour emprisonner des gaines d'attente. Ainsi, ces mêmes gaines d'attente peuvent avantageusement être disposées de manière à permettre la réalisation partielle ou totale des travaux électriques et de plomberie, en usine ou après le montage complet de la construction. A part les gaines d'attente, on peut également et avantageusement prévoir des systèmes de chauffage intégrés dans le panneau.

Quant à l'aspect de finition des panneaux, on peut de préférence prévoir que, lors de la coulée (ou projection) de la couche céramique et/ou ciment, on inclue des aspects de matière, tels que des crépis grattés, projetés, grésés ainsi que des reliefs, tels que des imitations pierres, briques, bois ou des formes telles que des tuiles ou ardoises avec des couleurs variées teintées ou non dans la masse.

Dans la même ligne de pensée, il est préférable de prévoir dans le panneau des logements esthétiques et techniques, sous forme de niche avec des profondeurs comprises entre 1% et 90 % de l'épaisseur du panneau, de préférence pour un panneau de 21 cm d'épaisseur, des logements compris entre 1cm et 18 cm de profondeur, permettant des encastrements de baies vitrées coulissantes, soit en applique ou au coeur du panneau.

Enfin, on peut de manière préférentielle prévoir un kit de panneaux composites selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend des panneaux de 8 mètres de long par 0,65 m de hauteur pour une masse de 156 kg par panneau. Ce kit sera facilement manipulable par une équipe de quatre personnes au maximum, ce qui réduit nettement les besoins en personnel pour effectuer un chantier, et ainsi le coût de réalisation de l'oeuvre principale. La présente invention sera décrite ci-après en plus de détails, en se référant utilement aux dessins, l'ensemble n'étant donné qu'à titre purement illustratif.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La Figure 1 est une vue en coupe d'un panneau selon l'invention; La Figure 2 est une vue en coupe de 3 panneaux selon l'invention assemblés pour former une paroi, et illustrant l'emboîtement des panneaux les uns dans les autres; La Figure 3 est une vue en perspective de plusieurs panneaux selon l'invention assemblés, présentant des ouvertures de fenêtre et de porte; Les Figures 4 et 5 montrent de manière schématique comment sont posés les panneaux au regard du sol et une poutre de sol; Les Figures 6, 7 et 8 illustrent schématiquement comment maintenir provisoirement 5 deux panneaux en position avant montage définitif, et comment manipuler les panneaux avec un outil spécifiquement prévu pour cette opération; La Figure 9 montre schématiquement l'espace libre prévu dans le panneau selon l'invention; La Figure 10 en illustre un autre aspect, avec des espaces, ou évidements de travail 10 ou décoratifs; La Figure 11 illustre la structure composite du panneau selon l'invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION En partant de la Figure 11, on peut constater que le panneau de base selon 15 l'invention est constitué d'une âme 30, de préférence en polystyrène expansé (PSE), avantageusement présentant une densité comprise entre 20 kg/m3 à 30 kg/m3, par exemple, que l'on peut trouver dans le commerce, par exemple auprès de la société Byplast (France). Cette âme en PSE présente l'avantage de pouvoir être coupé au fil chaud, sans nécessiter d'autres interventions pour sa découpe. En plus, le travail de découpe au fil 20 chaud est particulièrement aisé, et permet la réalisation de formes et de blocs de panneau de taille importante, presque comme de la sculpture. Ainsi, il est possible avec une telle âme d'obtenir des formes courbes et non pas uniquement droites comme les panneaux en PSE existants. L'âme 30 est revêtue de part et d'autre par une couche de tissu 32 ou de fibres de renfort, de préférence ici des fibres de basalte, se présentant sous forme d'un tissu. 25 Ce tissu sert d'interface d'accrochage et de renfort entre l'âme et la couche 31 de céramique et/ou ciment qui est appliquée sur l'âme. La couche céramique et/ou de ciment imprègne le tissu sur la profondeur du tissu, de sorte que cette couche céramique et/ou de ciment ne peut quasiment pas être désolidarisée de l'âme par la suite, même en y apportant des chocs importants. De l'autre côté, sur la face opposée du panneau, la couche 33 peut être une 30 couche céramique également, mais comportant par exemple des éléments décoratifs en plus, par exemple des teintures ou un crépi. Ainsi, le panneau peut être fabriqué à l'usine de sorte qu'il soit complètement fini, sans autre traitements décoratifs ou de renforcement nécessaires. En dehors ce qui précède, on peut également prévoir que le matériau de l'âme soit une mousse phénolique ou une céramique expansée. De la même manière, le ciment et/ ou céramique peuvent être un ciment phosphomagnésien ou une céramique bi-composante, constituée d'un mélange d'un phosphate métallique et d'un silicate en poudre, mais on peut également utiliser un ciment ou mortier pour cette couche, de préférence à prise rapide, le tout associé à des fibres tissé et/ou non tissé, et/ou de basalte, verre, kevlar, carbone, et notamment des fibres naturelles, synthétique ou comprenant des renforts métalliques. Lorsqu'on regarde maintenant les Figures 1 et 2, on voit que le panneau peut comprendre des renforts verticaux et horizontaux, reliés entre eux par des ferraillages 15 et du béton 16, et situés au coeur du panneau. Ceci permettant de construire de façon illimitée le nombre d'étages désiré en utilisant les mêmes techniques de calcul de structure que celles dédiées au BE bâtiment. Le panneau peut également être utilisé en élément de toiture plate et/ou en pente comprenant des reliefs de finition tuile ou autres motifs. Sur la Figure 3, on voit que le panneau peut également comporter des renforts verticaux 12 et en diagonal 13 qui sont de préférence en béton, mais peuvent aussi être en bois ou en acier et dont la mise en oeuvre est réalisée sur chantier. Les panneaux selon la présente invention permettent la réalisation d'un bâtiment préfabriqué et auto stable lors du montage. Pour faire une maison par exemple, on peut utiliser des blocs de polystyrène (1A/1B) de 20 cm épaisseur, 130 cm de hauteur et 600 cm de longueur, empilé sur leurs épaisseurs afin de former un panneau à la dimension désirée, soit 2 blocs pour former une hauteur de 260 cm ou alternativement un seul bloc de 260 cm de hauteur. A titre d'exemple, mais non limitatif, plusieurs logements (3/6), cf. Figure 1, et rainures verticales (4) de part et d'autre peuvent être prévus au coeur du matériau d'âme, de forme soit carrée, rectangulaire, ronde, ou similaire, et dans l'axe de l'épaisseur du panneau. Ces découpes peuvent être faites à l'aide d'un fil chaud, couramment utilisé par les fabricants de polystyrène. Les ouvertures sont destinées à être remplies majoritairement par du béton sur chantier, mais d'autres éléments tels que des tubes en acier ou en bois peuvent être utilisés à la place du béton. Une rainure horizontale est ensuite réalisée sur le bas du panneau (7) cf. Figure 4, et une sur le haut du panneau et dans l'axe de son épaisseur (6), cf. Figure 1, cette rainure étant destinée plus tard à être remplie majoritairement par du béton sur chantier. Ici encore, l'espace créé peut être utilisé pour y placer des éléments de renfort en bois ou en acier pour faire la ceinture de la construction à la place du béton.

Afin de pouvoir assembler les panneaux entre eux en formant un angle, il est avantageux que les extrémités du panneau soient biseautées (8), cf. Figure 1 pour s'adapter au panneau adjacent pour former un angle. Des rainures spécifiques (16), cf. Figure 10, sont ensuite réalisées sur la face intérieure de la construction à l'aide d'une fraise (21), cf. Figure 8, ces rainures de forme et concept auto-bloquantes sont destinées à recevoir et bloquer les gaines d'attente (17/18), cf. Figure 10, qui elles-mêmes sont destinées à recevoir ultérieurement les alimentations électriques pour les prises, les lumières, les interrupteurs, les lignes téléphoniques, TV, ces étapes étant réalisées avant la coulée de la céramique/ciment (2).

Ces gaines attentes permettront à l'ouvrier de chantier ou au particulier de procéder aux passages des différents câbles de façon simple et rapide en enfilant directement les fils électriques ou autre dans la gaine d'attente. Un autre type de rainure de même concept est à prévoir pour le chauffage et/ou climatisation qui permet le passage de tuyaux diffusant une source de chaleur ou de fraîcheur par les murs soit par liquide et/ou air, et peuvent être répartis sur l'ensemble du panneau sur une ou ces deux faces dans le cas d'un mur intérieur /intérieur. Du fait qu'aucun poteau, béton, renfort, entretoise, ou autres éléments ne se trouve dans cet espace de liberté prédéfini (19), cf. Figure 9, cela permet d'utiliser sans contrainte la totalité de cet espace soit pour le chauffage et/ou climatisation, ou aménagement de renfoncements esthétiques et/ou décoratifs (22), cf. Figure 10, mais d'autres applications telles que l'aspiration, la ventilation, ou des gouttières d'évacuation peuvent être réalisées. Un autre type de découpe peut être prévue avant la coulée de la céramique/ciment, à savoir les ouvertures des fenêtres (23) et portes (23A), cf. Figure3. Après avoir réalisé l'ensemble des différentes ouvertures et rainures, on positionne 25 le panneau à plat, puis on procède à la coulée de la céramique/ciment (2) ainsi que son renfort. Si fait de manière artisanale, cette céramique/ciment sera coulée sur la première face et va durcir sur l'isolant dans des temps contrôlables de 3 à 20 minutes. Ensuite, le panneau sera retourné pour couler à nouveau la 2e face, lors de la coulée sur l'isolant la 30 céramique/ciment enrobera en même temps les faces internes des ouvertures (2A), cf. Figure 3, dédiées aux fenêtres, portes ou autres. Par contre, le procédé industriel de fabrication permet de couler en continue la céramique/ciment sur toutes les faces en même temps. Un troisième procédé de réalisation de ce panneau composite consiste à introduire l'isolant dans un moule fermé ou semifermé puis à injecter la céramique/ciment (2), ce procédé permet de réaliser des panneaux composites aux formes géométriques de style arrondi ainsi que des moulages et des impressions post formés de plus haute précision.

Cette céramique/ciment(2) a les mêmes performances de moulage qu'une résine époxy et permet de réaliser des imitations de matière tels que des crépis grattés, projetés, grésés ainsi que des reliefs tels que des pierres, briques, bois ou des formes tels que des tuiles ou ardoises avec des couleurs teintées ou non dans la masse. L'épaisseur de la céramique de chaque face destinée au recouvrement de l'isolant 10 varie de 2 à 10 millimètres et 8 à 40 millimètres quand elle est expansée pour des applications techniques. La présente invention permet par exemple la construction d'un bâtiment préfabriqué de 120 m2 avec un temps de montage de 24 heures au total réparti sur trois ouvriers soit 3x8 heures, comprenant la pose du gros oeuvre, soit la totalité des murs (1) et 15 pointe de pignons (non représenté) ainsi que la coulée des renforts en béton. La présente invention permet également de poser les panneaux composites sur des fondations légères, à titre d'exemple et non limitatif, ces fondations (25), cf. Figure 4, se font par le creusement d'un trou dans le sol de forme carrée de dimension 30/30 cm ou ronde d'un diamètre de 30 cm, sur une profondeur de 100 cm, puis on procède au 20 remplissage de la fondation par du béton avec son armature en acier. Après séchage on procède à la pose des poutres de sol en béton (9), et leurs scellements entre elles et aux fondations (non représenté). Les poutres béton de sol comprennent sur leur dessus des attentes métalliques (11), cf. Figure 5, qui serviront de reprise aux poteaux en béton coulé (12/13), cf. Figure 3, les 25 poutres de sol en béton comprenant à leur surface une surépaisseur en béton dans le sens longitudinal au centre de la poutre (10), cf. Figure 5, ce dernier servant d'emboîtement auto-bloquant et de guide lors de la pose du panneau composite mais aussi à stopper les remontés d'humidité. Par ce principe de fondation explicatif et non limitatif on peut disposer d'une mise 30 en oeuvre facile et adapter des procédés anti-sismiques faciles à mettre en oeuvre. Après avoir réalisé les fondations, il suffit de poser les panneaux composites directement sur les poutres béton en se servant du guide de la poutre, ensuite on procède à la pose du deuxième panneau, puis on relie les angles des deux panneaux à l'aide d'un bloc angle (24), cf. Figure 6 et on procède à la pose des autres panneaux de façon identique. On procède ensuite à la mise en place des ferraillages des poteaux (15A) et de la ceinture (15), puis à la coulée du béton (16), toute cette étape ne demandant aucune mise en place de coffrages, ni clouage, ni vissage, ni mise en oeuvre d'entretoise.

Ensuite on procède à la pose de la charpente puis à la pose du panneau de toiture. Les autres étapes restent du domaine du second oeuvre. Pour le transport des panneaux, une barre de levage (20) a été conçue spécialement afin de faciliter la levée et la pose du panneau sur camion et sur chantier, cette barre de levage (20), cf. Figure 7, à titre non limitatif, est constituée d'un tube en acier (20A) de 5 cm de diamètre et d'une longueur de 2,6 mètres, à l'extrémité basse se trouve un axe pivotant (20B) relié à une platine (20C) comprenant un ressort (20C) qui maintient la platine en position verticale. Pour la pose des panneaux un bloc panneau (24), cf Figure 6, a été conçu de telle sorte à pouvoir maintenir deux panneaux debout sans avoir recours à des systèmes de 15 contreventements lors du montage. Pour ne donner que d'autres exemples de comparaison à titre non limitatif, il est par exemple connu du document FR 2 885 624 de prévoir l'introduction de béton entre une plaque d'acier galvanisé perforée et un coffrage. A la page 11, ligne 15 de ce document, on indique le poids du béton allégé à couler, soit 1200kg/m3. A partir de cette donnée, on peut 20 estimer la masse surfacique de la structure finale en prenant une base de 1,2 tonne/m3 : - 120 kg/m2 pour une épaisseur de 10 cm; - 180 kg/m2 pour une épaisseur de 15 cm; - 240 kg/m2 pour une épaisseur de 20 cm; soit pour la même valeur qu'un mur selon la présente invention de 5m sur 2,5m, un 25 poids total de 2250 kg (5x2,5x180 kg) pour 15 cm épaisseur, ou encore un poids de 3000 kg (5x2,5x240 kg) pour 20 cm épaisseur. Le calcul pour la structure selon l'invention est la suivante : 1 litre de béton = 2,55 kg Une poutre de béton de 5 m de long et 20 cm de hauteur sur 10 cm de large = 100 30 litres (pour 5 m), soit 100 litres x 2,55 = 255 kg pour la ceinture hauteur. Un poteau de 2,50 de haut et 15 cm de large sur 10 cm épaisseur = 37.5 litres, soit 37,50 litres x 2,55 = 95,63 kg pour un poteau de 2,5m. Cela veut dire que pour un pan de mur de 5 m de long par 2,50 m de haut : -5 m de ceinture = 255 kg; -4 poteaux de 95,63 kg = 382,52 kg (avec un espace entre les poteaux de 1,67 m, soit le calcul le plus défavorable); - un poids total de béton de 255kg + 382.52kg = 637.52 kg.

Ainsi, un pan de mur de 5 m par 2,5 ne nécessite que 637,52kg de béton. Si l'on compare donc la structure selon la présente invention et celle de l'art antérieur, on constate que les panneaux de l'invention n'utilisent que la quantité de béton strictement nécessaire pour la solidité de la structure, et ce sous forme de poteaux et/ou de ceinture. Ainsi, les panneaux selon l'invention sont nettement plus légers, et par conséquent, économique et moins gourmand en béton, sans pour autant perdre de leur rigidité structurante une fois mis en place. En outre, cela permet d'obtenir d'autres avantages qui ne sont pas actuellement atteignables avec les solutions connues de l'art antérieur -on peut prévoir des fenêtres coulissantes encastrées, ce qui est impossible pour les solutions décrites dans l'art antérieur ; -les systèmes de l'art antérieur nécessitent de nombreuses pièces différentes pour la construction (par exemple, pour les murs, le chainage, un releveur de hauteur, des éléments de reprise de plancher, des bouchons); - il n'est pas obligatoire de faire du post-formage des éléments; -il est possible de construire des murs ne comprenant que trois éléments : le polystyrène expansé, le béton et le ferraillage; - on peut appliquer un revêtement en bois optionnel beaucoup plus simplement qu'avec les solutions de l'art antérieur.25

Claims (22)

1. Revendications1. Panneau composite (1) préfabriqué pour la construction de bâtiment comprenant une âme pleine (1A/1B) en matériau isolant sous forme d'une plaque plate ou cintrée, recouverte sur ses faces d'une couche de céramique et/ou ciment (2), cette dernière comprenant un tissu et/ou des fibres, choisies dans le groupe consistant en fibres de basalte, fibres de verre, fibres de carbone, fibres de kevlar, et/ou fibres de nature synthétique, naturelle ou des fibres de renfort métalliques.
2. 2. Panneau selon la revendication 1, dans lequel l'âme pleine est faite d'un matériau choisi dans le groupe consistant en le polystyrène expansé, de la mousse phénolique expansée ou de la céramique expansée.
3. 3. Panneau selon la revendication 1, dans lequel la couche de céramique et/ou ciment (2) est composée, soit : - d'un ciment phosphomagnésien; ou - d'un phosphate métallique en solution mélangée à un silicate; - ou encore d'un ciment ou mortier à prise rapide, l'ensemble comprenant accessoirement des charges de type sable ou similaire.
4. 4. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche de ciment et/ou céramique est appliquée selon l'une des méthodes choisies dans le groupe consistant à couler, injecter, projeter ou imprégner ledit ciment et/ou ladite céramique.
5. 5. Panneau composite selon la revendication 1, dans lequel les couches de céramique et/ou ciment (2) enrobent toutes les faces externes de l'isolant, ainsi que les faces des encadrements des ouvertures (2A). 30
6. 6. Panneau composite selon la revendication 1, dans lequel dans ladite plaque formant l'âme (1A+1B), est ménagée au coeur de l'isolant au moins une série de logements verticaux 3, et au moins une rainure (4) horizontale (6/7), et/ou rainure diagonale (5).25
7. 7. Panneau composite selon la revendication 1, dans lequel des éléments de renforts verticaux (12), horizontaux (14) ou en diagonale (13), sont incorporés au coeur du panneau (1).
8. 8. Panneau composite selon la revendication 7, dans lequel les éléments de renforts sont constitués de matériau choisi dans le groupe consistant en le béton, l'acier, et le bois, et sont de forme carrée, rectangulaire, ronde ou polygonale. 10
9. 9. Panneau composite selon la revendication 7, dans lequel les éléments de renforts (12/13) sont liés en partie basse à une poutre de sol (9) et liés en partie haute à une ceinture (14), formant ainsi la structure porteuse de la construction.
10. 10. Panneau composite selon la revendication 1, dans lequel la couche de céramique et/ou 15 ciment (2/2A) présente une épaisseur comprise entre 2 à 10 mm et 8 à 100 mm, lorsqu'elle est expansée, tout en gardant une masse identique.
11. 11. Panneau composite selon la revendication 1, lequel est dit porteur à partir d'une épaisseur de 8 cm et non porteur à partir d'une épaisseur comprise entre 1 cm et 7 cm.
12. 12. Panneau composite selon la revendication 1, lequel présente une masse comprise entre 18,5 kg/m2 pour une épaisseur de 21 cm à 33,5 kg/m2 pour une épaisseur de 22 cm.
13. 13. Panneau composite selon la revendication 1, lequel présente une masse de 936 kg pour 25 12 mètres de long et 2,60 mètres de hauteur.
14. 14. Panneau composite selon la revendication 7, dans lequel les renforts (3/4/5/6/7) sont exempts de tout contact des zones extérieure et intérieure des faces du panneau (2/2A), excluant ainsi tout pont ou prolifération thermique au coeur du panneau.
15. 15. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, assemblé en mur, panneau de toiture, plancher, élément de construction ou de décoration. 20 30
16. 16. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui se présente sous forme fini esthétiquement intérieurement et extérieurement en sortie d'usine.
17. 17. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la forme des rainures (16) est auto-bloquante pour emprisonner des gaines d'attente (17/18).
18. 18. Panneau composite selon la revendication 17, dans lequel les gaines d'attente (17/18) 10 sont disposées de manière à permettre la réalisation partielle ou totale des travaux électriques et de plomberie, en usine ou après le montage complet de la construction.
19. 19. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, et comprenant en outre des systèmes de chauffage intégrés dans le panneau. 15
20. 20. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lors de la coulée de la couche céramique et/ou ciment, on inclut des aspects de matière, tels que des crépis grattés, projetés, grésés ainsi que des reliefs, tels que des imitations pierres, briques, bois ou des formes telles que des tuiles ou ardoises avec des couleurs variées 20 teintées ou non dans la masse.
21. 21. Panneau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel présente des logements esthétiques et techniques (22), sous forme de niche avec des profondeurs comprise entre 1% et 90 % de l'épaisseur du panneau, de préférence pour un 25 panneau de 21 cm d'épaisseur, des logements comprise entre 1 cm et 18 cm de profondeur, permettant des encastrements de baies vitrées coulissantes, soit en applique ou au coeur du panneau.
22. 22.Kit de panneaux composites selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 lequel comprend des panneaux de 8 mètres de long par 0,65 m de hauteur pour une masse de 156 kg par panneau.