FR2975111A1 - Procede de fabrication d'une construction en bois - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une construction en bois du type constituée de poteaux (1), de poutres (2) et de panneaux (5) maintenus par lesdits poteaux (1) et poutres (2), comprenant les étapes suivantes : • préfabrication en usine de modules (10) comprenant au moins un poteau (1) et une poutre (2) sensiblement perpendiculaire audit poteau (1), • préfabrication en usine de panneaux (5) destinés à coopérer avec lesdits poteaux (1) et poutres (2) pour former au moins une partie d'une paroi de ladite construction, • assemblage desdits modules (10) les uns aux autres sur site, • assemblage desdits panneaux (5) auxdits poteaux (1) et poutres (2). Elle concerne également une construction obtenue par un tel procédé.

Description

La présente invention concerne le domaine de la construction de bâtiments. Elle concerne plus particulièrement une méthode de construction d'une maison ou d'un bâtiment en bois. Le domaine de la construction de bâtiments est un très gros consommateur de ciment. Il est en cela responsable de grandes quantités d'émission de gaz carbonique produites, ainsi que de sources d'énergie consommées à l'occasion de la fabrication du ciment. Des matériaux alternatifs ont été proposés, plus conformes à un développement durable. Par exemple le bois est de plus en plus utilisé. Quand il est exploité avec plantation systématique de jeunes arbres pour chaque arbre abattu, le bois est un matériau durable, dans le sens où sa ressource est renouvelée. De plus il permet d'obtenir des constructions plus légères que le béton. Le bois est généralement utilisé sous forme de poutres, qui peuvent être empilées les unes sur les autres en position horizontale, ou alors positionnées l'une à côté de l'autre en position verticale. Les poutres peuvent aussi être disposées en position verticale, espacées l'une de l'autres, avec un remplissage entre ces poutres par exemple avec de la laine de verre. Enfin les poutres peuvent aussi servir à créer l'ensemble de la structure, certaines poutres étant verticales, alors appelées poteaux, d'autres horizontales, conservant le terme de poutre, relient les poteaux entre eux, et d'autres encore, obliques permettent de stabiliser l'ensemble. Un matériau de remplissage vient compléter les espaces entre les poteaux et les poutres pour former les murs. C'est le cas dans ce qu'on appelle parfois les « maisons alsaciennes ». Ce dernier type de construction est le plus solide, et le plus fiable. Mais son coût, notamment de montage, est nettement plus élevé que celui des autres types de construction bois, et le temps nécessaire au montage est important. De plus le montage nécessite la présence de personnel qualifié, comme des charpentiers, alors que pour d'autres types de montage, du personnel moins qualifié, comme des monteurs, peut suffire à réaliser le chantier.

Le document FR2941718 divulgue une construction en bois du type constituée de poteaux, de poutres et d'éléments de panneaux maintenus par lesdits poteaux et poutres. Ce document divulgue une solution relativement complexe de réglage de niveau des poteaux, mais n'apporte aucune solution de simplicité de montage ou démontage des poteaux, poutres et panneaux. La présente invention cherche à résoudre au moins une partie de ces divers inconvénients, et propose une méthode de conception d'une maison de type constituée de poteaux, de poutres et d'éléments de panneaux maintenus par lesdits poteaux et poutres, permettant d'en faciliter le montage et le démontage. Un objet de la présente invention est de proposer une construction robuste. Un autre objet de la présente invention est de proposer une modularité optimisée, permettant d'intégrer facilement des options et variantes.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une méthode de fabrication de maisons ou bâtiments comportant une industrialisation améliorée, avec une préfabrication en usine permettant un montage sur site simplifié, rendant donc économique lesdits maisons ou bâtiments. La présente invention concerne ainsi un procédé de fabrication d'une construction en bois du type constituée de poteaux, de poutres et d'éléments de panneaux maintenus par lesdits poteaux et poutres. Ce procédé est particulier en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - préfabrication en usine de modules comprenant au moins un poteau et une poutre sensiblement perpendiculaire audit poteau, - préfabrication en usine de panneaux destinés à coopérer avec lesdits poteaux et poutres pour former au moins une partie d'une paroi de ladite construction, - assemblage desdits modules les uns aux autres sur site, - assemblage desdits panneaux auxdits poteaux et poutres. Selon d'autres caractéristiques : - au moins un module préfabriqué en usine peut être destiné à constituer une façade complète de ladite construction, - au moins un panneau peut être préassemblé à un module en usine, - ledit panneau peut comporter un joint expansible sur son pourtour, ledit joint expansible présentant une faible épaisseur lors des étapes d'assemblage, puis une plus forte épaisseur une fois le panneau assemblé aux poteaux et poutres, de sorte à combler les interstices susceptibles d'apparaître entre les panneaux et les poteaux et poutres et assurer ainsi l'isolation thermique et l'étanchéité de la paroi, - ledit joint expansible peut être maintenu dans son état à faible épaisseur par un moyen de maintien, par exemple un coffrage en tôle métallique, - ledit moyen peut être retiré après mise en place du panneau sur les poteaux et poutres, - ledit moyen peut être retiré avant mise en place du panneau sur les poteaux et poutres, ledit joint expansible étant conçu pour qu'il se passe un temps suffisant à la réalisation de l'assemblage avant que son épaisseur devienne plus forte, évitant ainsi une opération après mise en place des panneaux, - ledit panneau peut comporter un recouvrement destiné, une fois assemblé audits poteaux et poutres, à recouvrir sensiblement la moitié de la largeur desdits poteaux et poutres, de sorte que l'ensemble des recouvrements des panneaux d'une construction recouvrent sensiblement l'ensemble des dits poteaux et poutres, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de ladite construction.

La présente invention concerne également une construction en bois du type constituée de poteaux, de poutres et d'éléments de panneaux maintenus par lesdits poteaux et poutres, obtenue par un procédé selon l'invention. La présente invention concerne enfin un module constitué d'au moins un poteau et une poutre sensiblement perpendiculaire audit poteau, destiné former une partie d'une construction selon l'invention. Un avantages de la présente invention est qu'elle donne la possibilité d'allier la robustesse et la fiabilité des constructions poteaux poutres à une modularité et une souplesse obtenue grâce à une industrialisation avec du prémontage judicieux en usine, ce qui simplifie très nettement le montage sur site. En effet le montage ira bien plus vite, et ne nécessitera pas de personnel qualifié. L'expression « en usine » est utilisée ici en opposition à « sur site » pour désigner tout local industriel équipé d'outils ou de machines, dans lequel une fabrication peut être organisée, puis réalisée de manière répétée, alors que « sur site » désigne le lieu de construction de la construction, que ce soit une maison ou un autre bâtiment. On utilisera aussi les termes « préfabriqué » ou « pré assemblé », termes qui seront toujours associés à une fabrication ou un assemblage en usine selon la définition donnée ci-dessus à cette expression. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'une construction du type de l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe d'un élément de construction selon l'invention, avec un détail du montage des panneaux, et un détail de la répartition des poutres sur un poteau - la figure 3 représente un exemple de moyen d'attache et moyen de fixation selon l'invention, - la figure 4 représente 5 formes différentes A, B, C, D et E d'un module selon l'invention. Comme on le voit à la fig. 1, la construction selon l'invention comporte des poteaux 1 et des poutres 2. Les poteaux 1 comportent des moyens d'accrochage 3, par exemple sous la forme d'un insert présentant une forme d'un prisme hexagonal creux, une goupille 4 traversant ce prisme sur toute sa largeur (voir fig. 3). Des panneaux 5 sont disposés entre les poteaux 1 et les poutres 2, de sorte à former les murs de la construction. Des moyens de fixation 6 sont disposés près du bord 9 du panneau 5, aptes à coopérer avec le moyen d'accrochage 3 du poteau 1 pour fixer solidement le panneau 5 au poteau 1. Ces moyens de fixation 6 peuvent se présenter sous la forme d'un crochet 7, actionné en rotation à l'aide d'un fourreau 8 implanté dans le panneau 5 à proximité de son bord 9. Le crochet 7 présente une forme arrondie, conçue de sorte à permettre par sa rotation à l'aide d'une poignée ou clé dans le fourreau 8 une accroche sur la goupille 4, puis un serrage.

Les moyens d'accrochage 3 sont également disposés dans les poteaux 1 de sorte à permettre l'assemblage des poteaux 1 entre eux, grâce à des moyens de fixation 6 disposés sur les poteaux 1 adjacents. Ainsi on prépare en usine des modules 10 A, B, C, D, E de poteaux 1 et poutres 2 sensiblement perpendiculaires (voir fig. 4). Un module A peut être constitué de deux poteaux 1 et deux poutres 2, et former un cadre fermé carré ou rectangulaire. D'autres modules B peuvent être constitués d'un seul poteau 1 et deux poutres 2, pour venir s'assembler à côté du module 10 précédemment assemblé. D'autres modules C peuvent être constitués de deux poteaux 1 et une poutre 2, pour venir s'assembler sur une poutre 2 existante, et former le premier module 10 d'un nouvel étage. D'autres modules encore D peuvent être constitués d'un seul poteau 1 et d'une seule poutre 2, pour s'assembler sur une poutre 2 déjà montée, et à côté d'un poteau 1 déjà monté. Certains modules E pourront constituer une façade complète si les moyens de transport et de montage le permettent. Un chantier de montage d'une construction se déroule alors comme suit : La base sur laquelle la construction va se faire est par exemple une dalle béton 10 sensiblement horizontale. On fixe une série de poteaux de mise à niveau sur cette dalle béton par des moyens classiques : perçage dans le béton, mise en place d'inserts adaptés, puis vissage du poteau sur des équerres fixées auxdits inserts dans la dalle. La série de poteaux de mise à niveau est une série de petits poteaux, dont la fonction est 15 de préparer une surface parfaitement horizontale pour les modules 10 du premier étage. Ceux-ci sont donc posés sur ces poteaux de mise à niveau. Des moyens d'accroche sont disposés en extrémité des poteaux de mise à niveau, et des moyens de fixation 6 près de la face inférieure des poutres 2 inférieures des modules 10, avec le fourreau 8 débouchant sur la face latérale intérieure de ces 20 poutres 2. Ces poteaux de mise à niveau peuvent être ajustés sur place, ou alors intégrer un moyen de réglage, par exemple à vis de réglage. Les modules 10 sont alors fixés sur ces poteaux de mise à niveau, en commençant par exemple une face latérale du bâtiment de la fig. 1 par un module A à deux poteaux 1 et deux poutres 2. Le module A est fixé aux poteaux de mise à 25 niveau selon la méthode exposée ci-dessus, ou toute autre méthode connue de l'homme du métier. On fixe alors un module B à un poteau 1 et deux poutres 2 à côté du premier module 10, des moyens d'accrochage 3 et de fixation 6 étant disposés sur les poteaux 1 ou poutres 2 des modules A et B de sorte à pouvoir les fixer solidement dès qu'ils sont en place. La façade latérale arrière est démarrée 30 selon le même schéma. Dans l'exemple de la figure 1, un module E constituant l'intégralité de la façade avant a été préfabriqué en usine, et transporté sur site. Ce module E est posé sur les poutres 2 de mise à niveau, puis fixé par des moyens comme ci-dessus. Par des moyens connus, ont s'assure de la tenue verticale du module E, en attendant que l'ensemble de la structure soit assemblée, et que les modules 10 se tiennent mutuellement.

Il reste alors à assembler des poutres 2 isolées aux différents niveaux entre le module B et le module E de chacune des faces latérales, ce qui permet à la structure de tenir debout sans moyen externe. La façade arrière est alors assemblée, soit par de simples poutres 2, soit par un ou plusieurs modules B, puis poutres 2.

Pour supporter les poutres 2, ou l'extrémité libre d'une poutre 2 inférieure d'un module B, on peut par exemple prévoir un doublement des poteaux de mise à niveau. On peut aussi prévoir un moyen d'accrochage 3 sur le poteau 1, et un moyen de fixation 6 sur la poutre 2. On peut prévoir que la poutre 2 supérieure du module A ne porte que sur un quart de la section du poteau 1 du même module A, par une coupe à environ 25 à 30° adaptée (voir fig. 2, poteau 1 en pointillé), un autre quart est prévu pour l'appui de l'extrémité libre de la poutre 2 supérieure du module B adjacent, et la moitié restante sera pour une poutre 2 transversale coupée en biseau deux fois à environ 25 à 30°, ce qui lui confère un angle d'environ 50 à 60° en extrémité, servant d'appui au plancher de l'étage supérieur (voir fig. 2). Une solution similaire peut être appliquée pour la poutre 2, qui peut s'appuyer sur un quart du poteau 1 du module B adjacent. Au niveau du coin entre une façade latérale et la façade arrière, on pourra prévoir qu'une moitié de poteau 1 sera séparé de l'autre moitié par une diagonale de la section du poteau 1, et une coupe à 45° des poutres 2. Ces solutions sont données à titre d'exemple de réalisation, et l'homme du métier saura aisément trouver les solutions adaptées à une situation donnée, sans sortir du cadre de la présente invention. En passant à l'étage supérieur, la construction est similaire, à la différence qu'une poutre 2 est déjà présente, sur laquelle l'étage peut se construire. Le module A sera donc remplacé par un module C à deux poteaux 1 et une poutre 2 supérieure, et le module B par un module D à un poteau 1 et une poutre 2 supérieure. La structure de toit peut se construire comme un étage complémentaire incliné, avec des modules C et D, les poteaux 1 étant préparés pour pouvoir être assemblés aux poutres 2 supérieures de l'étage précédent, le déport nécessaire des tuiles par rapport à la façade étant obtenu par le moyen des panneaux 5, décrits plus loin.

Ou encore elle peut se construire comme une nouvelle façade, commençant par des modules A et B, de sorte à disposer une première poutre 2 déportée par rapport à la façade, pour supporter des tuiles déportées de quelques dizaines de centimètres. On peut alors commencer la mise en place des panneaux 5. Comme indiqué sur la fig. 2, ces panneaux 5 peuvent être conçus avec un débordement 11 pour couvrir complètement les poteaux 1 et les poutres 2 sur la face interne de la construction. Ils doivent alors être mis en place depuis l'intérieur de la structure. Il peut être utile de prévoir cette opération avant le montage de la façade arrière, ou alors avant le montage du toit et des poutres 2 transversales. Les faces latérales des panneaux 5 peuvent être équipés d'une joint expansible 12 expansible pour permettre un contact parfait sur les poteaux 1, et ainsi rendre la construction étanche. De tels joints expansibles 12 doivent être contraints depuis leur mise en place sur le panneau 5, et jusqu'à la mise en place du panneau 5 sur la structure en construction. On peut prévoir un coffrage en une tôle mince disposé tout autour de ce joint expansible 12. Ces coffrages garantissent que les joints expansibles 12 restent en position contrainte jusqu'à la mise en place des panneaux 5. Dès que le panneau 5 est en place, on retire le coffrage par l'extérieur de la structure, et le joint expansible 12 peut alors s'étendre, et remplir tout l'espace laissé libre, et assurer l'étanchéité de la paroi. Un tel espace est inévitable du fait des tolérances de fabrications, pour pouvoir garantir que le montage est possible dans tous les cas de tolérances. Il faut donc prévoir un jeu latéral entre les panneaux 5 et les poteaux 1, et une jeu vertical entre les panneaux 5 et les poutres 2, qui sera comblé par le joint expansible 12. Tous les fourreaux 8 pour les moyens de fixation 6 débouchent sur le côté interne des panneaux 5. Le panneau 5 est alors fixé aux poteaux 1 en actionnant les moyens de fixation 6 depuis l'intérieur de la construction. La face interne des panneaux 5 présente l'aspect final que doit présenter la construction de l'intérieur, par exemple sous forme de plaques de plâtre en tant que débordement 11. Dès que les panneaux 5 sont en place, l'intérieur de la construction est donc terminé, prêt pour la décoration, moyennant des joints internes 13 à mettre entre les plaques de plâtre, et des bouchons sur les fourreaux 8 des moyens de fixation 6. L'extérieur nécessitera la mise en place de baguettes 14 pour cacher les joints expansibles 12, et donner un bel aspect fini à l'ensemble. Bien entendu, on peut aussi prévoir des débordements 11 à l'extérieur de la structure, et donc un montage des panneaux 5 par l'extérieur sans sortir du cadre de la présente invention. L'homme du métier saura adapter les solutions correspondantes.

Un ensemble de panneaux 5 est posé horizontalement entre les poutres 2 inférieures et des poutres 2 transversales pour constituer le plancher de l'étage. Les différents étages se construisent d'une manière identique au premier étage. Les panneaux 5 de plancher de l'étage supérieur présentent un aspect plafond sur le dessous, et une qualité de plancher sur le dessus, avec ou sans finition, selon la demande. Le débordement 11 recouvrant les poutres 2, au-dessus des poutres 2, est conçu pour résister à tous les efforts appliqués à ces planchers du fait des meubles disposés dans la maison, ou des personnes se déplaçant dans cette maison. Certains panneaux 5 sont pré équipés d'une porte d'entrée, de fenêtres ou de baies vitrées. On peut prévoir que les panneaux 5 arrivent sur le chantier avec la porte ou la fenêtre ; ou alors elle arrive avec le cadre de porte ou de fenêtre intégré, la porte ou la fenêtre elle-même étant montée directement sur la construction déjà montée. Le cas échéant, le débordement 11 intérieur est conçu pour s'adapter précisément au cadre de porte ou de fenêtre.

Des panneaux 5 de toit sont préfabriqués de sorte à former une face externe répondant à toutes les exigences d'une face de toit. Ils peuvent aussi être équipés de panneaux solaires. Il peut être avantageux de les prévoir avec débordement 11 externe, pour privilégier un aspect continu externe. Des panneaux 5 triangulaires sont conçus comme les panneaux 5 des autres murs de la maison. Un chapeau longitudinal 15 peut être prévu sur le faîte du toit, couvrant l'extrémité des panneaux 5 de toit pour assurer l'étanchéité du toit.

Bien entendu la constitution des panneaux 5 doit être prévue pour répondre aux exigences d'isolation, de possibilité de passage de câbles de diverses natures, ou même être équipés de panneaux solaires, avec des raccords intégrés dans les panneaux 5 et les poteaux 1 pour raccorder les différents panneaux solaires entre eux et à l'installation électrique de la construction. La décoration intérieure et extérieure peut être en bois, crépis, plaque de plâtre, etc.... Pour permettre une préfabrication nécessitant moins de précision, et néanmoins garantir que le montage marche bien, sans ajustage, on peut prévoir que les moyens d'accroche sont réglables en profondeur, par exemple par une tige filetée et un écrou et contre écrou. Le réglage du moyen d'accroche permet alors de néanmoins fixer les panneaux 5 sur les poutres 2 de manière suffisamment solide. Les avantages de la présente invention sont quelle donne la possibilité d'allier la robustesse et la fiabilité des constructions poteaux poutres à une modularité et une souplesse, grâce à une industrialisation avec du prémontage en usine, ce qui simplifie très nettement le montage sur site. En effet le montage ira bien plus vite, et ne nécessitera pas de personnel qualifié. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des structures particulières, elle n'y est nullement limitée et on peut y apporter de nombreuses variantes.

Les combinaisons des différentes réalisations représentées sur les dessins ou décrites ci-dessus ne sortent pas du cadre de l'invention. Les numéros de référence suivants sont utilisés dans la présente demande, ainsi que sur les dessins annexés : 1. poteau 2. poutre 3. moyen d'accroche 4. goupille 5. panneau 6. moyen de fixation 7. crochet 8. fourreau . bord du panneau 10. module A, B, C, D, E 11. recouvrement 12.joint expansible 13.joint interne 14. baguette 15.chapeau

Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. 10

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une construction en bois du type constituée de poteaux (1), de poutres (2) et de panneaux (5) maintenus par lesdits poteaux (1) et poutres (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - préfabrication en usine de modules (10) comprenant au moins un poteau (1) et une poutre (2) sensiblement perpendiculaire audit poteau (1), - préfabrication en usine de panneaux (5) destinés à coopérer avec lesdits poteaux (1) et poutres (2) pour former au moins une partie d'une paroi de ladite construction, - assemblage desdits modules (10) les uns aux autres sur site, - assemblage desdits panneaux (5) auxdits poteaux (1) et poutres (2).
2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel au moins un module (10) préfabriqué en usine est destiné à constituer une façade complète de ladite construction.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins un panneau (5) est pré assemblé à un module (10), en usine.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un panneau (5) comporte un joint expansible (12) sur son pourtour, ledit joint expansible (12) présentant une faible épaisseur lors des étapes d'assemblage, puis une plus forte épaisseur une fois le panneau (5) assemblé aux poteaux (1) et poutres (2), de sorte à combler les interstices susceptibles d'apparaître entre les panneaux (5) et les poteaux (1) et poutres (2) et assurer ainsi l'isolation thermique et l'étanchéité de la paroi.
5. 5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit joint expansible (12) est maintenu dans son état à faible épaisseur par un moyen de maintien, par exemple un coffrage en tôle métallique.
6. 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit moyen est retiré après mise en place du panneau (5) sur les poteaux (1) et poutres (2).
7. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit moyen est retiré avantmise en place du panneau (5) sur les poteaux (1) et poutres (2), ledit joint expansible (12) étant conçu pour qu'il se passe un temps suffisant à la réalisation de l'assemblage avant que son épaisseur devienne plus forte.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un panneau (5) comporte un recouvrement destiné, une fois assemblé audits poteaux (1) et poutres (2), à recouvrir sensiblement la moitié de la largeur desdits poteaux (1) et poutres (2), de sorte que l'ensemble des recouvrements des panneaux (5) d'une construction recouvrent sensiblement l'ensemble des dits poteaux (1) et poutres (2), soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de ladite construction.
9. 9. Construction en bois du type constituée de poteaux (1), de poutres (2) et de panneaux (5) maintenus par lesdits poteaux (1) et poutres (2), obtenue par un procédé selon l'une des revendications précédentes. 1O.Module (10) constitué d'au moins un poteau (1) et une poutre (2) sensiblement perpendiculaire audit poteau (1), destiné à former une partie d'une construction selon la revendication précédente.