FR3044029A1 - Pre-mur pour la construction d'un batiment et procede de fabrication du pre-mur - Google Patents
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Abstract
Le pré-mur pour la construction d'un bâtiment comprend un panneau en béton (1) muni d'un bord inférieur (3) et d'un bord supérieur (2). Ce panneau en béton (1) comporte au moins un élément en saillie (8) en béton agencé au niveau d'une face avant (6) du panneau en béton (1) et s'étendant entre le bord inférieur (3) et le bord supérieur (2). Par ailleurs, le pré-mur comporte : - une cavité (9) formée au niveau dudit au moins un élément en saillie (8), ladite cavité (9) présentant une ouverture inférieure (10) débouchant au niveau du bord inférieur (3), une ouverture supérieure (11) débouchant au niveau du bord supérieur (2), et étant fermée entre l'ouverture inférieure (10) et l'ouverture supérieure (11), - un élément en matériau isolant (16) solidaire de ladite face avant (6) du panneau en béton (1).
Description
Pré-mur pour la construction d'un bâtiment et procédé de fabrication du pré-mur
Domaine de l'invention L'invention est relative au domaine de la construction de bâtiments, en particulier à base d’éléments préfabriqués appelés pré-murs. État de la technique
Il est connu dans le domaine de la construction de bâtiments d'utiliser des pré-murs fabriqués au préalable en usine pour accélérer la construction d'un bâtiment sur chantier.
Un pré-mur est généralement muni de deux parois en béton solidarisées l'une à l'autre par des ferrages. Une fois le pré-mur installé sur le chantier, l'espace entre les deux parois du pré-mur est comblé par du béton de sorte à former in fine au moins une partie d'un mur dudit bâtiment. Néanmoins, malgré les avantages en termes de temps de construction réduit du bâtiment, de maîtrise de la qualité de fabrication et de réduction du besoin de main d’œuvre très qualifiée que procure l'utilisation de tels pré-murs sur un chantier, ces derniers souffrent d'importants inconvénients tels que, notamment, des coûts de transport élevés, une forte masse du bâtiment, l'utilisation d'un volume important de béton pour construire le bâtiment.
Le béton comporte du sable généralement issu de carrières. Dans le contexte actuel, le sable issu de carrière se raréfie, imposant aux industries de la construction d'utiliser du sable de rivière, ou de mer, dont l'extraction peut s'avérer plus coûteuse, et pose des problèmes environnementaux.
En ce sens, il existe un besoin de développer de nouveaux types de pré-murs dont l’utilisation sur chantier limite notamment l'utilisation de béton, et donc par conséquent de sable ; la masse de chaque élément transporté, et donc par conséquent le coût économique et écologique dudit transport ; la masse globale du bâtiment réalisé, et donc par conséquent les contraintes mécaniques subies par la structure et les fondations du bâtiment.
Le document FR2950638 propose justement une solution à certains besoins décrits ci-dessus. En ce sens, il décrit un pré-mur formé par deux panneaux en béton entretoisés, et comprenant des extrémités de profils en forme de U de telle sorte que lorsque deux pré-murs sont assemblés, deux profils en forme de U s'accouplent pour délimiter un coffrage destiné à couler un poteau en béton. Autrement dit, le béton n'est coulé qu'au niveau de la jonction entre deux pré-murs contigus. Il en résulte que la consommation en béton est donc minimisée.
Cette solution, bien qu'améliorant la consommation de béton en la limitant, n'est pas encore satisfaisante car elle nécessite encore de fabriquer deux panneaux de béton limités dans leurs dimensions par la portée entre deux poteaux. Par ailleurs, le principe même de ce procédé induit un défaut. En effet, l'isolation thermique associée n'est pas satisfaisante car l'armature entre les deux panneaux constitue un important pont thermique.
Objet de l'Invention
Il résulte donc un besoin de développer un nouveau type de pré-mur pouvant notamment être réalisé en limitant les coûts et son impact sur l'environnement, tout en proposant une solution efficace pour la construction de bâtiments.
On tend à résoudre ce besoin grâce à un pré-mur pour la construction d'un bâtiment ledit pré-mur comprenant un panneau en béton muni d'un bord inférieur et d'un bord supérieur, ce pré-mur étant caractérisé en ce que le panneau en béton comporte au moins un élément en saillie en béton agencé au niveau d'une face avant du panneau en béton et s'étendant entre le bord inférieur et le bord supérieur, et en ce que le prémur comporte : - une cavité formée au niveau dudit au moins un élément en saillie, ladite cavité présentant une ouverture inférieure débouchant au niveau du bord inférieur, une ouverture supérieure débouchant au niveau du bord supérieur, et étant fermée entre l'ouverture inférieure et l'ouverture supérieure, - un élément en matériau isolant solidaire de ladite face avant du panneau en béton.
Avantageusement, le panneau en béton comporte une plaque en béton, ledit au moins un élément en saillie s'étendant depuis ladite plaque en béton selon l'épaisseur du panneau en béton et venant de moulage commun de béton avec ladite plaque en béton, notamment de telle sorte à délimiter la cavité à l’interface entre ledit au moins un élément en saillie et la plaque de béton.
Selon une réalisation préférée, le panneau en béton comporte deux bords latéraux verticaux reliant les bords inférieur et supérieur de sorte à délimiter un bord périphérique du panneau en béton, lesdits bords latéraux verticaux étant respectivement délimités par des première et deuxième goulotte, et le bord supérieur est délimité par une goulotte horizontale comportant une première extrémité longitudinale en communication avec la première goulotte et une deuxième extrémité longitudinale en communication avec la deuxième goulotte, ladite ouverture supérieure de la cavité débouchant dans un fond de la goulotte horizontale. L'élément en matériau isolant peut comporter des cavités réalisées en contre-dépouille et comblées par du béton du panneau en béton.
Préférentiellement, l'élément en matériau isolant a servi à former au moins une partie d'un moule dans lequel du béton a été coulé pour former ledit panneau en béton.
Selon une mise en œuvre, le panneau en béton comporte au moins une nervure en béton enrobant tout ou partie d'une tige en métal, ou au moins une nervure (21) uniquement formée par du béton lorsque le panneau en béton est formé en béton fibré.
Le pré-mur peut comporter un cerclage périphérique amovible monté à l'élément en matériau isolant et en contact avec le panneau en béton, ledit cerclage périphérique amovible étant destiné à protéger le pré-mur lors de son transport et ayant servi au moulage dudit panneau en béton. L'invention est aussi relative à un procédé de fabrication d'un pré-mur tel que décrit, un tel procédé comporte les étapes suivantes : - une fourniture d'un moule de forme adaptée au panneau en béton, - une coulée de béton dans le moule pour former ledit panneau en béton. L'étape de fourniture du moule peut être telle qu'au moins une partie du moule fourni forme l'élément en matériau isolant.
Selon une réalisation particulière, le procédé comporte une étape de placement d'un noyau dans ledit moule fourni avant la mise en œuvre de l'étape de coulée de béton, ledit noyau étant formé dans un matériau autorisant son retrait ou sa destruction après durcissement du béton coulé pour former la cavité au niveau dudit au moins un élément en saillie.
Avantageusement, l'étape de placement du noyau est telle que le noyau est maintenu en position après son placement dans ledit moule par des contacts ponctuels avec ledit moule et/ou avec un ferraillage placé dans ledit moule et destiné à former une armature du panneau en béton.
Selon une mise en œuvre, le procédé peut comporter, au préalable de l'étape de fourniture du moule, une étape de fabrication dudit moule à fournir comportant les étapes suivantes : - une fourniture d'une base, - une sélection de modules élémentaires dont l'assemblage permet de délimiter une surface complémentaire d'au moins une partie de la surface de la face avant du panneau en béton, - un assemblage des modules élémentaires sélectionnés sur la base. L'invention est aussi relative à un bâtiment comprenant au moins un pré-mur tel que décrit qui participe à former un mur dudit bâtiment
Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode d'exécution selon l'invention d'un panneau en béton d'un pré-mur dépourvu de l'élément en matériau isolant, - la figure 2 est une vue en perspective d'un autre mode d'exécution selon l'invention d'un panneau en béton d'un pré-mur dépourvu de l'élément en matériau isolant, - la figure 3 illustre une vue partielle de l'assemblage de deux pré-murs adjacent au niveau des panneaux en béton, - la figure 4 illustre le pré-mur muni de son élément en matériau isolant et utilisant le panneau en béton de la figure 1, - la figure 5 illustre une jonction entre deux pré-murs adjacents, - la figure 6 est une vue en coupe d'une partie d'un pré-mur montrant une interaction possible entre le panneau en béton et l'élément en matériau isolant, - la figure 7 illustre une vue en perspective d'un panneau en béton pour pré-mur intégrant des nervures et dépourvu de l'élément en matériau isolant, - la figure 8 est une vue en coupe selon un plan de coupe horizontal d'un pré-mur selon un mode d'exécution de l'invention, - la figure 9 est une vue en coupe partielle selon un plan de coupe horizontal au prémur permettant de mettre en avant l'ajout de fonctions au pré-mur notamment avec une cheville, - les figures 10 et 11 illustrent des variantes d'ajout de fonctions de la figure 9, - la figure 12 illustre une vue selon la face avant d'un panneau en béton du pré-mur dépourvu de l'élément en matériau isolant, - la figure 13 illustre en perspective un moule permettant de fabriquer le pré-mur, et notamment de mouler le panneau en béton du pré-mur, - la figure 14 illustre schématiquement une coupe du moule permettant de montrer un mode préféré d'élaboration dudit moule, - la figure 15 est une vue centrée sur une partie du moule permettant d’identifier comment sont réalisées les nervures du panneau en béton, notamment lorsque le panneau en béton doit être armé, - la figure 16 illustre une réalisation particulière d'un noyau destiné à délimiter une cavité pour coffrage ultérieur d'un poteau de bâtiment, - la figure 17 illustre l'avantage de la formation des nervures sur la plaque de béton du panneau en béton par rapport à l'art antérieur en termes d'économie de béton, - la figure 18 illustre le panneau en béton de la figure 2 équipé de l'élément en matériau isolant pour former un pré-mur selon un mode préférentiel de l'invention.
Description de modes particuliers de l'invention
Le pré-mur décrit ci-après diffère de l'art antérieur notamment en ce qu'il propose un panneau en béton comprenant au moins un corps creux délimité au niveau d'un élément en saillie dudit panneau en béton, et en ce que cet élément en saillie est agencé au niveau d'une face avant dudit panneau en béton. Ceci présente notamment l'avantage d'autoriser, dans une configuration dite d'utilisation sur chantier du pré-mur, une coulée de béton dans le corps creux situé entre deux bords latéraux verticaux dudit pré-mur.
Dans la présente description, un « pré-mur » est en fait un dispositif destiné à la formation d'un mur d'un bâtiment sur un chantier. On comprend que le pré-mur peut alors être fabriqué en usine avant d’être amené sur un chantier pour former une partie d'un mur vertical. En particulier, le corps creux du pré-mur au niveau de l'élément en saillie sera utilisé en tant que coffrage d'un poteau vertical. L'utilisation d'une pluralité de pré-murs pouvant s'accoupler entre eux permet de construire rapidement un mur du bâtiment.
Les figures 1 et 2 illustrent un pré-mur pour la construction d'un bâtiment comprenant un panneau en béton 1 muni d'un bord supérieur 2 et d'un bord inférieur 3. En particulier, ce panneau en béton 1 comporte un bord périphérique composé du bord supérieur 2 et du bord inférieur 3 reliés entre eux par deux bords latéraux verticaux 4, 5 du panneau en béton 1. Ce bord périphérique relie une face avant 6 et une face arrière 7 du panneau en béton 1. Dans la présente description, les termes « bord inférieur », « bord supérieur », « bords latéraux verticaux », « face avant » et « face arrière » sont donnés dans le référentiel d'un bâtiment à construire en utilisant le prémur, la face avant pouvant être orientée, selon la configuration souhaitée, vers l'intérieur ou l'extérieur du bâtiment. Par ailleurs, le pré-mur comporte une hauteur définie par la distance, notamment selon une direction verticale, séparant le bord inférieur 3 du bord supérieur 2, et une longueur définie par la distance séparant les bords latéraux verticaux 4, 5, notamment selon une direction horizontale. De manière avantageuse, la hauteur du pré-mur correspond à la hauteur souhaitée d'un étage du bâtiment destiné à être équipé dudit pré-mur.
Le panneau en béton 1 peut être de forme générale sensiblement parallélépipédique, délimitée par les bords supérieur 2, inférieur 3, latéraux verticaux 4, 5, et les faces avant et arrière 6, 7. Selon les besoins, le panneau en béton 1 peut adopter une forme courbée, il en résulte que le pré-mur peut, le cas échéant, présenter une courbure.
En outre, le pré-mur, et notamment le panneau en béton 1, comporte au moins un élément en saillie 8 en béton agencé au niveau de la face avant 6 du panneau en béton 1 et s'étendant entre le bord inférieur 3 et le bord supérieur 2, et plus particulièrement s'étendant du bord inférieur 3 au bord supérieur 2. Notamment, cet élément en saillie 8 s'étend verticalement entre le bord inférieur 3 et le bord supérieur 2. Cet élément en saillie 8 permet de former le corps creux évoqué précédemment et destiné au coffrage d'un poteau vertical de bâtiment. Plus généralement, on dit que le pré-mur comporte une cavité 9 formée au niveau dudit au moins un élément en saillie 8. Cette cavité 9 présente une ouverture inférieure 10 débouchant au niveau du bord inférieur 3, une ouverture supérieure 11 débouchant au niveau du bord supérieur 2. Ainsi, la cavité 9 peut s'étendre verticalement. Par ailleurs, cette cavité 9 est fermée entre l'ouverture inférieure 10 et l'ouverture supérieure 11. Ainsi, cette cavité 9, ou corps creux, de section fermée entre l'ouverture inférieure 10 et l'ouverture supérieure 11, permet de délimiter le coffrage destiné à recevoir une coulée de béton et, notamment une armature métallique, en vue de former le poteau vertical du bâtiment. Par « cavité 9 formée au niveau de l'élément en saillie 8 », on entend préférentiellement que l'élément en saillie 8 participe à délimiter ladite cavité 9 notamment en la logeant. Plus généralement l'élément en saillie 8 présente une surface interne délimitant au moins en partie la paroi de la cavité 9, on peut alors dire que l'élément en saillie 8 est creux d'où il résulte la présence de la cavité 9. La cavité 9 est alors formée dans le panneau en béton 1. L'élément en saillie 8, formé au niveau de la face avant 6 du panneau en béton 1 et permettant notamment de loger la cavité 9, est agencé entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5. L'élément en saillie 8 peut aussi être appelé fût intermédiaire. L'élément en saillie 8 est, préférentiellement, situé sensiblement au milieu du panneau en béton 1 entre ses deux bords latéraux verticaux 4, 5, permettant ainsi d'augmenter la dimension dudit panneau en béton 1 entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5 puisque l'élément en saillie 8 joue alors aussi le rôle de rigidificateur du panneau en béton 1. Par « sensiblement au milieu », on entend préférentiellement exactement au milieu, ou au milieu selon une marge de plus ou moins 10 %. Bien entendu, cette localisation de l'élément en saillie 8 est donnée à titre d'exemple dans le sens où il sera placé là où il sera nécessaire, par exemple lorsque le panneau en béton comporte plusieurs éléments en saillie 8, ces derniers pourront être placés à intervalles réguliers entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5 et donc pas forcément au milieu. Selon un mode préféré, le panneau en béton comporte deux éléments en saillie chacun placé au tiers de la longueur du panneau en béton à partir d'un bord latéral vertical qui lui est le plus proche. Autrement dit, une pluralité d'éléments en saillie 8 et leurs cavités correspondantes tels que définis peuvent s'échelonner entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5 en fonction de la dimension souhaitée du panneau en béton 1 entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5. Le - ou les- corps creux auront alors une double fonction permettant premièrement d'augmenter la rigidité du panneau en béton 1 pour faciliter le transport sans casse du pré-mur, deuxièmement de former plus rapidement un mur en limitant le nombre de pré-murs à manipuler sur un chantier. Il en résulte que la construction peut être aisément accélérée par l'utilisation de pré-murs selon la présente invention intégrant directement au moins un coffrage pour poteau intermédiaire notamment destiné à venir supporter une poutre, permettant ainsi d’augmenter la longueur d'un pré-mur sans se limiter à une longueur de pré-mur égale à la longueur maximale d'une poutre entre deux poteaux du bâtiment formés aux interfaces de jonction d'un pré-mur avec deux autres pré-murs adjacents.
Dans la présente description, il est fait référence à « un élément en saillie 8 » ou à « au moins un élément en saillie 8 », les occurrences des termes « un élément en saillie » peuvent être remplacés par « au moins un élément en saillie », et inversement. De manière générale, le pré-mur peut comporter une pluralité d'éléments en saillie 8 échelonnés selon la longueur du pré-mur entre ses deux bords latéraux verticaux 4, 5. Dans ce cas, tout ce qui s'applique à un élément en saillie 8 dans la présente description peut s'appliquer à chacun des éléments en saillie 8. Notamment, chacun des éléments en saillie 8 permet de délimiter tout ou partie d'une cavité 9 correspondante.
On comprend de ce qui a été dit précédemment que le panneau en béton 1 peut comporter une première zone présentant une première épaisseur entre la face avant 6 et la face arrière 7 et une deuxième zone, située au niveau de l'élément en saillie 8, présentant une deuxième épaisseur entre la face avant 6 et la face arrière 7 supérieure à la première épaisseur. Il en résulte qu'il est ainsi aisé de limiter la quantité de béton pour former le panneau en béton à sa juste valeur pour éviter de gâcher les matières premières utilisées et pour minimiser la masse globale du bâtiment et, donc par conséquent les contraintes mécaniques subies par la structure du bâtiment, ses fondations et le sous-sol. En ce sens, le pré-mur comporte des zones plus épaisses de son panneau en béton 1 aux endroits où il sera réalisée une coulée de béton sur chantier.
Cette solution est contraire à ce qui se fait culturellement dans le métier du béton. En effet, traditionnellement, lorsque les contraintes mécaniques augmentent, la réaction est d'accroître les dimensions, comme l'épaisseur, du panneau en béton. Ceci est notamment dicté par le fait qu'une telle augmentation est généralement plus efficace : plus gros est l'élément structurel, plus il accepte de contraintes. En ce sens, la présente solution propose de vaincre ce préjugé en utilisant une toute autre approche : on cherche à identifier au niveau du panneau en béton du pré-mur une optimisation structurelle permettant, au contraire, de limiter la quantité de béton utilisée en formant localement où cela est nécessaire des surépaisseurs du panneau en béton en proposant de former un ou plusieurs éléments en saillie pour délimiter un corps creux, de former une ou plusieurs nervures, etc. Cette solution présente aussi l'avantage de limiter le poids du pré-mur, et donc du bâtiment final. En effet, la principale source de contraintes mécaniques subies par un bâtiment se trouve être son propre poids, la technique usuelle de surdimensionnement s'inscrit donc dans un cercle vicieux, certes efficace, mais consommateur de matières premières puisque outre l'augmentation du dimensionnement des murs, il faut aussi alors prévoir le dimensionnement adapté des fondations pour supporter l'augmentation de poids. Autrement dit, la présente solution propose, au-delà de l'efficacité brute, de viser l'efficience en optimisant le ratio masse/résistance des éléments constitutifs du pré mur. Une telle optimisation permet au bâtiment équipé de tels pré-murs d'avoir un meilleur comportement antisismique, et de présenter un meilleur confort en facilitant le passage des ondes radio, téléphoniques et réseaux sans fil, tout en conservant une inertie thermique raisonnable.
Plus particulièrement, le panneau en béton 1 comporte une plaque en béton 12 et ledit au moins un élément en saillie 8 s'étend de ladite plaque en béton 12. On peut alors dire que ledit au moins un élément en saillie 8 s'étend depuis ladite plaque en béton 12 dans une direction allant selon l'épaisseur de la plaque en béton 12 et donc du panneau en béton 1. Préférentiellement, la plaque en béton 12 est telle qu'elle comporte une première face délimitant intégralement la face arrière 7 du panneau en béton 1, et notamment telle qu'elle comporte une deuxième face, opposée à la première face de la plaque en béton 12, dont au moins une portion délimite en partie la face avant 6 du panneau en béton 1. Par ailleurs, la plaque 12 et l'élément en saillie 8 peuvent venir de moulage commun de béton, notamment de telle sorte à délimiter la cavité 9 à l’interface entre ledit élément en saillie 8 et la plaque en béton 12. Autrement dit, la cavité 9 peut former un canal de section fermée délimité par une couche de béton d'un seul tenant avec la plaque en béton 12, au moins sur un tronçon situé entre les ouvertures inférieure et supérieure 10, 11. En fait, l'élément en saillie 8 peut adopter la forme d'une couche en béton s'étendant depuis la plaque en béton 12, notamment selon une section en forme de U dans un plan de coupe horizontal au pré-mur dans sa configuration d'utilisation sur un chantier, de telle sorte que la cavité 9 associée soit délimitée au moins par une paroi interne de l'élément en saillie 8 et une partie correspondante de la deuxième face de plaque en béton 12. Le panneau en béton 1 peut donc être monolithique, en particulier issu d'une même coulée de béton dans un moule idoine. En ce sens, la paroi délimitant la cavité 9 peut être formée en tout ou partie, ou au moins majoritairement, par du béton.
Lorsque le panneau en béton est courbé, cette courbure est notamment formée par celle de la plaque en béton 12.
La plaque en béton 12 décrite peut former une plaque de contreventement en béton dont une fonction est de rendre plus difficile l'entrée dans le bâtiment par un cambrioleur au niveau du pré-mur. En effet, dans ce cas, un cambrioleur serait obligé de détruire au moins la plaque en béton 12 pour pouvoir traverser le pré-mur. En outre, cette plaque en béton 12 peut ne pas être porteuse au sein du bâtiment, cette fonction étant dévolue aux poteaux qui seront coulés dans les cavités 9 des pré-murs au niveau des éléments en saillie 8 correspondants, elle peut donc être assez fine et nécessiter peu de béton. Le pré-mur comporte avantageusement un unique panneau en béton 1 muni d'une unique plaque en béton 12 à partir de laquelle s'étendent des éléments en béton formant le reste du panneau en béton 1. La plaque en béton 12 peut présenter une épaisseur comprise entre 2cm et 6cm, notamment égale à 3cm dans les zones où elle est la plus fine.
Sur les figures 1 et 2, les bords latéraux verticaux 4, 5 du panneau en béton 1 peuvent être délimités respectivement par des première et deuxième goulottes 13,14 dont la fonction est de coopérer avec une goulotte correspondante d'un pré-mur adjacent pour délimiter un corps creux de jonction entre les deux pré-murs adjacents et destiné à recevoir une coulée de béton pour, d'une part, solidariser les deux prémurs entre eux et, d'autre part, former un poteau (notamment en béton armé) correspondant du bâtiment. La figure 3 est une vue partielle de deux panneaux en béton la, lb adjacents permettant d'illustrer ce principe. Les première et deuxième goulottes 13, 14 peuvent adopter la forme de deux rainures verticales présentant chacune des première et deuxième parois en vis à vis, la première paroi étant délimitée par une surface correspondante de la plaque en béton 12, notamment par une partie correspondante de la deuxième face de la plaque en béton 12, et les première et deuxième parois étant reliées par un fond s’étendant depuis la plaque en béton 12 au niveau de la deuxième face de la plaque en béton 12 (c'est à dire au niveau de la face avant 6 du panneau en béton 1).
Sur la figure 1, le pré-mur est configuré de sorte à délimiter un ou plusieurs coffrages de poteaux verticaux. Dans certaines configurations, il peut être avantageux de pouvoir aussi former au moins une poutre d'ossature du bâtiment au niveau du prémur, ceci est notamment le cas lorsque le bâtiment à former à l'aide de pré-murs comporte plusieurs étages. Dans ce cas, le pré-mur peut comporter les moyens nécessaires pour coffrer la poutre sur chantier. C'est en ce sens que la figure 2 illustre à titre d'exemple que le bord supérieur 2 du panneau en béton 1 peut être délimité par une goulotte horizontale 15 destinée à recevoir une coulée de béton pour former une poutre du bâtiment. La goulotte horizontale 15 peut aussi être conformée de sorte à recevoir des pré-dalles, des poutres de support de dalles, ou encore des éléments complémentaires comme des balcons, des poutrelles à hourdis, ou autre. Sur la figure 2, la goulotte horizontale 15 s'étend de telle sorte à communiquer au niveau de ses extrémités longitudinales respectivement avec les première et deuxième goulottes 13, 14 (la goulotte horizontale 15 comporte alors une première extrémité longitudinale en communication avec la première goulotte 13 et une deuxième extrémité longitudinale en communication avec la deuxième goulotte 14), et de telle sorte que l'ouverture supérieure 11 de la cavité 9 débouche dans le fond de la goulotte horizontale 15. Ainsi, sur chantier une même coulée de béton peut être guidée de sorte à combler la cavité 9, la goulotte horizontale 15 et les première et deuxième goulottes 13, 14 qui forment alors un coffrage continu. Autrement dit, la goulotte horizontale 15 peut adopter la forme d'une rainure horizontale présentant des première et deuxième parois en vis à vis, la première paroi étant délimitée par une surface correspondante de la plaque en béton 12, notamment par une partie de la deuxième face de la plaque en béton 12, et les première et deuxième parois étant reliées par un fond s'étendant depuis la plaque en béton 12 au niveau de la deuxième face de la plaque en béton 12 (c'est à dire au niveau de la face avant 6 du panneau en béton 1).
Sur chantier, le béton coulé dans la cavité 9, et le cas échéant dans la goulotte horizontale 15 et les première et deuxième goulottes 13, 14 permet de former ce que l'on appelle l'ossature du bâtiment. C'est cette ossature qui sera porteuse et qui permettra notamment de limiter la quantité de béton pour former l'enveloppe du bâtiment. Cette ossature est donc préférentiellement, selon la terminologie de l'homme du métier, de type « poteau-poutre » et se forme notamment automatiquement à partir des pré-murs tels que décrits intégrant directement la plaque en béton 12 et les coffrages adaptées à formation des poteaux et de la ou les poutres. Pour cela, avant de réaliser la coulée, il sera préférentiellement mis en œuvre sur le chantier une installation de fers de chaînage dans la cavité 9, la goulotte horizontale 15 et les première et deuxième goulottes 13, 14 lorsqu'elles coopèrent chacune avec, le cas échéant, une deuxième ou première goulotte d'un pré-mur adjacent. Notamment, ces fers de chaînage seront reliés entre eux, par exemple par soudure, afin d'augmenter la cohésion du bâtiment une fois le béton coulé. La soudure est donnée à titre d'exemple, en effet, elle peut être remplacée par de simples liaisons mécaniques comme le crochetage ou l'utilisation de pièces de connexion adaptées.
De manière générale, comme illustré en figure 4 et 18, le pré-mur comporte aussi un élément en matériau isolant 16 solidaire de ladite face avant 6 du panneau en béton 1. Sur les figures 1 et 2, cet élément en matériau isolant 16 n'est pas représenté uniquement pour permettre de visualiser la face avant 6 du panneau en béton 1. Le matériau isolant de l’élément 16 peut être un matériau isolant thermique et/ou phonique. Le matériau isolant visé peut être du polystyrène, ou de la mousse polyuréthane ou tout autre matériau isolant rigide. L'avantage des deux matériaux précités est qu'ils sont faciles à mettre en forme pour délimiter un moule ou une peau destinée à venir épouser la face avant 6 du panneau en béton 1. L'élément en matériau isolant 16 peut recouvrir la majorité de la face avant 6 du panneau en béton 1 et, notamment l'élément en saillie 8 et/ou également les espaces entre, le cas échéant, deux éléments en saillie 8 disposés entre les deux bords latéraux verticaux 4, 5 ou entre, le cas échéant un élément en saillie 8 et un bord latéral vertical 4, 5 associé du panneau en béton 1, en particulier lorsque ce dernier est délimité par une première ou une deuxième goulotte 13, 14. Autrement dit, l'élément en matériau isolant 16 peut en fait former un panneau venant en superposition du panneau en béton 1, et épousant notamment majoritairement, voir toute, la face avant 6 du panneau en béton 1. Sur la figure 4, l'élément en matériau isolant 16 est reporté/formé sur un panneau en béton 1 du type de la figure 1. Bien entendu, la même chose est possible sur un panneau en béton 1 du type de la figure 2 comme cela est notamment visible en figure 18 où l'élément en matériau isolant 16 recouvre la face avant du panneau en béton 1. Ainsi, le pré-mur peut présenter une épaisseur globale définie par la distance séparant la face arrière 7 du panneau en béton 1 à une face dite « avant » 16a de l'élément isolant 16 opposée à sa face disposée contre la face avant 6 du panneau en béton 1.
On comprend de ce qui a été dit précédemment que le pré-mur associé aux figures 1 et 4 peut être utilisé pour la formation d'un bâtiment sans étage, comme par exemple un garage, et que le pré-mur notamment associé aux figures 2 et 18 sera préféré lorsque l'on souhaite réaliser plusieurs étages car il permet de former directement une poutre permettant de répartir les efforts dus au support d'un étage supérieur.
Selon une réalisation, l'élément en matériau isolant 16 d'un pré-mur étant destiné à former l'isolation, extérieure ou intérieure selon l'orientation de la face avant 6, du bâtiment, il est agencé sur le panneau en béton 1 de telle sorte qu'il puisse venir coopérer, avec ou sans adjonction d'un organe additionnel en matériau isolant, avec un élément en matériau isolant d'un pré-mur adjacent de sorte à venir former une isolation continue entre deux pré-murs adjacents. En particulier, la figure 5 illustre deux panneaux en béton adjacents la, lb, notamment du type de celui de la figure 2, bien que le principe puisse tout aussi bien s'appliquer à un pré-mur du type de la figure 1. Chaque panneau en béton la, lb est équipé d'un élément en matériau isolant correspondant 16b, 16c. Les éléments en matériau isolant 16b, 16c présentent des bords proximaux mis en aboutement, et pour améliorer l'isolation un organe additionnel 17 est placé dans une rainure verticale 18 formée à l'interface entre les deux éléments en matériau isolant 16b, 16c. Ce principe peut être appliqué tout autour de l'élément en matériau isolant 16. En ce sens, l'élément en matériau isolant 16 peut comporter un rebord périphérique, situé au niveau d'une face de l'élément en matériau isolant 16 opposée à sa face plaquée contre le panneau en béton 1, agencé de sorte à délimiter un épaulement sur toute la périphérie du rebord pour former une surface d'appui d'organes additionnels 17 correspondants destinés à améliorer l'isolation thermique et/ou phonique à la jonction de deux pré-murs adjacents mis bord à bord. Un pré-mur peut être adjacent au plus à quatre autres pré-murs permettant alors l'utilisation de quatre organes additionnels 17 disposés les uns par rapport aux autres de sorte à former un cadre fermé.
En fait, sur chantier les pré-murs pourrons être agencés contiguëment les uns aux autres pour former un pavage, par exemple rectangulaire, dans lequel chaque bord d'un pré-mur jouxte au plus un bord d'un autre pré-mur de ce pavage.
Selon une mise en œuvre illustrée en figure 6, l'élément en matériau isolant 16 comporte une ou plusieurs cavités 19 réalisées en contre-dépouille et comblées par du béton du panneau en béton 1. La forme en contre-dépouille des cavités 19 permet d'assurer une fonction de fixation de l'élément en matériau isolant 16 avec le panneau en béton 1.
Selon une réalisation préférée, l'élément en matériau isolant 16 a servi à former au moins une partie d'un moule dans lequel du béton a été coulé pour former ledit panneau en béton 1. En ce sens, selon la mise en œuvre décrite ci-dessus, la ou les cavités 19 en contre-dépouille ont été comblées lors de la coulée de béton dans le moule destiné à former le panneau en béton 1. La caractéristique selon laquelle l'élément en matériau isolant 16 a servi à former au moins une partie du moule ayant servi à couler le panneau en béton 1 peut être visible par étude du pré-mur, il suffit notamment d'étudier les aspects de surface au niveau de l'interface entre le panneau en béton 1 et l'élément en matériau isolant 16, le cas échéant la présence de cavités 19 en contre-dépouille et comblées par du béton en est une preuve d’identification.
Selon une réalisation, le panneau en béton 1 du pré-mur peut comporter un ferraillage. Le ferraillage est destiné à former une armature du panneau en béton 1. Lorsque le panneau en béton 1 comporte un ferraillage, on parle de béton armé. Le ferraillage est le terme communément utilisé dans le domaine pour désigner tout type d'assemblage d'armature destiné à former un squelette métallique du panneau en béton 1. Ce ferraillage - ou ferrage - permet notamment d'apporter une résistance à la flexion et à la traction qui manque au béton seul dont la principale caractéristique mécanique est la résistance à la compression. En particulier, comme l'illustre à titre d'exemple la figure 7, le ferraillage peut comporter une ou plusieurs tiges en métal 20, préférentiellement agencées de manière à former un quadrillage. Sur cette figure 7, le panneau en béton 1 intègre un ferraillage à base de quatre tiges 20 en métal enrobées par du béton du panneau en béton. Sur la figure 7, l'élément en matériau isolant 16 n'est pas représenté pour permettre de visualiser la la face avant 6 du panneau en béton 1. De manière générale, l'armature métallique doit être recouverte d'un minimum de béton car si cette armature est trop proche de la surface du béton, ce dernier risque d'éclater à la moindre sollicitation, et le béton armé perdra sa cohésion et donc ses qualités mécaniques. Ce minimum dépend des contraintes, et son calcul est donc à la portée de l'homme du métier. Il a été constaté lors du développement du présent pré-mur que là où il n'y a pas d'armature métallique, c'est-à-dire entre les tiges de métal, l'épaisseur de béton pouvait être diminuée. C'est en ce sens que, selon une réalisation préférée, le panneau en béton 1 comporte au moins une nervure 21 en béton enrobant tout ou partie d'une tige en métal 20. Autrement dit, le panneau en béton 1 est tel que, radialement autour de la tige en métal 20 selon sa longueur, il présente une épaisseur adaptée telle qu'il en résulte la formation d'une nervure 21 sur la face avant 6 du panneau en béton 1. Ainsi, l'épaisseur du panneau en béton 1 entre ses faces avant 6 et arrière 7 est localement augmentée au niveau de la ou des tiges en métal 20 pour garantir que le ferraillage est recouvert par une quantité de béton adaptée. Ce point est tout particulièrement visible à la figure 17 qui permet de comparer l'épaisseur d'une plaque en béton selon l'art antérieur avec une plaque en béton 12 à nervure 21 intégrant une tige en métal 20 utilisée dans le cadre de la présente invention. Plus particulièrement, la ou les nervures 21 sont formées sur la plaque en béton 12 (sur sa deuxième face) de telle sorte que l'épaisseur du panneau en béton 1, localement au niveau de la nervure 21, corresponde à la somme de l'épaisseur de la plaque 12 et de la hauteur de la nervure 21 s'étendant depuis la plaque 12. Notamment, au niveau d'une nervure 21, l'épaisseur du panneau en béton 1 (somme de l'épaisseur de la plaque 12 et de la hauteur de la nervure 21 correspondante) est préférentiellement comprise entre 4cm et 8cm, et par exemple égale à 6cm lorsque la plaque 12 présente une épaisseur de 3cm. Sur la figure 7, les tiges de métal 20 dépassent du béton, on notera que ceci permet de comprendre l’intégration du ferraillage car dans la pratique ces tiges seront préférentiellement intégralement enrobées par du béton et, le cas échéant localement en contact avec le matériau isolant de l'élément en matériau isolant 16.
Bien que les nervures 21 soient préférées lors de l'utilisation d'un ferraillage tel que décrit ci-dessus, elles peuvent aussi être présentes lorsque le panneau en béton 1 n’intègre pas de ferraillage comme cela peut être le cas dans le cadre de l'utilisation de béton fibré : dans ce cas la position et la forme des nervures sont libres. On dit alors que le panneau en béton peut comporter au moins une nervure uniquement formée par du béton (c'est-à-dire qu'elle n'intègre pas de ferraillage telle une tige de métal) lorsque le panneau en béton est formé en béton fibré. Dans tous les cas, les nervures 21 permettent aussi de rigidifier la plaque 12 dans son ensemble. L'utilisation de pré-murs impose généralement leur fabrication en usine, puis leur transport sur chantier pour construire un bâtiment associé. En ce sens, il a résulté un besoin de mettre en place des moyens adaptés à une protection des pré-murs lors de leur transport. Pour cela, comme l'illustre la figure 8 représentant une vue en coupe horizontale d'un pré-mur dans sa configuration d'utilisation sur chantier, le pré-mur peut comporter un cerclage 22 périphérique amovible monté à l'élément en matériau isolant 16 et en contact avec le panneau en béton 1, ou des organes de protection amovibles montés aux quatre coins du pré-mur (non représentés). Ce cerclage 22 périphérique amovible est alors destiné à protéger le pré-mur lors de son transport, et a avantageusement servi au moulage dudit panneau en béton 1 lors de sa fabrication. Dans le cas où le cerclage amovible 22 a servi au moulage du panneau en béton, ce dernier peut être retiré en usine pour être réutilisé en usine en vue de mouler d'autres panneaux en béton, et dans ce cas la fonction de protection est alors dévolue à des organes de protection amovibles montés aux quatre coins du pré-mur.
Selon un perfectionnement, il est possible d'apporter d'autres fonctionnalités au prémur. En ce sens, il peut intégrer les moyens nécessaires pour l'habiller, par exemple avec un bardage, des plaques décoratives rapportées, ou encore un enduit. Pour cela, le pré-mur peut comporter un ou plusieurs composants de fixation, comme des chevilles, par exemple en plastique ou encore des douilles métalliques. Dans l'exemple de l'enduit, le ou les composants de fixation peuvent permettre de fixer un filet de support de l'enduit, et dans l'exemple du bardage, les composants de fixation peuvent servir à fixer des supports de bardage. Bien entendu, d'autres éléments peuvent être fixés à ces composants de fixation comme par exemple de l'éclairage, des gouttières, des enseignes, des modénatures, des étais provisoires de positionnement des pré-murs ou un échafaudage provisoire de chantier, ou encore des plaques de plâtre si la face avant 6 est orientée vers l'intérieur du bâtiment ou, dans le cas contraire si ces composants de fixation sont accessibles depuis la face arrière 7. Préférentiellement, comme illustré en figure 9, le ou les composants de fixation 23 sont pris dans le béton du panneau en béton 1, et sont accessibles depuis l'élément en matériau isolant 16 ou traversent l'élément en matériau isolant 16. Sur la figure 9 la plaque en béton 12 comporte un bossage 24 coopérant avec le composant de fixation 23 pour permettre son maintien par rapport au panneau en béton 1. Cette intégration des composants de fixation est notamment rendue possible de manière aisée et peu coûteuse par l'utilisation d'un moule perdu destiné à former l'élément en matériau isolant qui permet, d'une part de ménager une réserve dans laquelle couler le bossage et, d'autre part, de maintenir en place le composant de fixation concerné en place pendant la coulée de béton destinée à former le panneau en béton 1. Les composants de fixation peuvent ne pas être nécessaires, par exemple il est possible d’intégrer un support d'enduit à la préfabrication en usine.
Alternativement, comme visible en figure 10, la plaque en béton 12 comporte seulement le bossage 24, et à son niveau l'élément en matériau isolant 16 comporte une fente 25. Cette fente 25 a pour rôle de former un repère visuel pour autoriser le montage ultérieur d'une douille ou d'une cheville sur le bossage 24, et de guider la douille ou la cheville lors de son montage. Lorsque la plaque en béton 12 comporte seulement les bossages, cela rend aussi possible d'y fixer directement des vis ou des pitons.
Sur les figures 9 et 10, le bossage 24 est formé entre deux nervures 21. Préférentiellement, le bossage 24 est formé à l'intersection de deux nervures, permettant ainsi une meilleure reprise des efforts. Selon une alternative, en cas de besoin d'une résistance mécanique particulièrement élevée, par exemple pour fixer via un rupteur thermique des balcons rapportés, il est possible d'intégrer les éléments de fixation à l'élément en saillie 8. En fait dans ce cas, l'élément de fixation, par exemple une cheville, peut être prise dans le fût délimité par l'élément en saillie 8, il traverse alors la cavité 9 et sera, sur le chantier, pris dans du béton coulé dans la cavité 9.
Selon une variante illustrée en figure 11, le pré-mur intègre au moins une cheville traversante 26 débouchant, d'une part, au niveau de la face arrière 7 du panneau en béton 1 et, d’autre part, au niveau d'une face libre de l'élément en matériau isolant 16 opposée à ladite face arrière du panneau en béton 1. Pour améliorer la tenue mécanique, la cheville traversante 26 peut être prise dans un bossage 24 du panneau en béton 1. Une telle cheville traversante permet notamment de fixer des organes tiers de part et d'autre du pré-mur. Grâce à l'utilisation de chevilles traversantes 26, il est par exemple possible de fixer un autre élément en matériau isolant thermique et/ou phonique sur la face arrière 7 du panneau en béton 1 (ceci pouvant être réalisé sur chantier ou en usine), ou encore d'habiller les deux faces opposées du pré-mur.
Il a été évoqué précédemment le transport et la manipulation du pré-mur. Pour cela, il est préférable que ce dernier soit assez rigide pour résister aux diverses sollicitations mécaniques comme la torsion ou la flexion tant que la coulée sur chantier n'a pas été réalisée. On comprend de ce qui a été dit précédemment que, pris seul ou en combinaison, les éléments suivants permettent d'améliorer la rigidité du pré-mur : l'élément en saillie 8 à cavité ouverte 9, la ou les nervures 21, etc. Pour améliorer encore la rigidité, un ou plusieurs corps creux en béton fermés peuvent être formés dans le panneau en béton 1. Le - ou chaque - corps creux fermé est généralement comblé par un matériau différent du béton, notamment le matériau comblant le corps creux présente un poids volumique inférieur à celui du béton en vue de limiter le poids global du pré-mur. Le matériau comblant le corps creux forme en fait un noyau utilisé lors de la coulée du béton de sorte à former un espace au sein du panneau en béton non comblé par du béton. Ce noyau peut être formé dans le même matériau que l'élément en matériau isolant 16. En fait, le ou les corps creux fermés se comportent alors comme autant de poutres, de poteaux ou de renforts selon leur orientation. Une fois le pré-mur intégré à un bâtiment, c'est-à-dire que l'ossature du bâtiment aura été coulée au niveau du pré-mur notamment dans chaque cavité 9 ouverte au niveau de chaque élément en saillie 8, le ou les corps creux fermés présentent aussi l'avantage de servir de contreventement à ladite ossature. Certains des corps creux fermés, de part leur agencement, pourront aussi reprendre des contraintes pesant sur les parties horizontales de l'ossature pour les transmettre aux parties verticales de l'ossature, permettant ainsi d'augmenter la portée desdites parties horizontales. La figure 12 illustre le panneau en béton 1 sans l'élément en matériau isolant ici retiré pour permettre de visualiser la face avant du panneau en béton 1, et comportant un corps creux fermé en forme de croix 27 permettant d'assurer une reprise des efforts entre l'élément en saillie 8, la première goulotte 13 et la goulotte horizontale 15. Par ailleurs, toujours sur cette figure 12, des corps creux fermés peuvent aussi délimiter une ouverture d'une porte 28 ou d'une fenêtre, et former une arche 29 au dessus de l'ouverture pour un report des efforts entre l'élément en saillie 8 et l'un des bords verticaux latéraux ici formé par la deuxième goulotte 14.
Le panneau en béton 1 peut aussi comporter une semelle 30 (figures 1, 2, 7 et 12) située dans sa partie inférieure. En particulier, cette semelle 30 délimite le bord inférieur 3. Le rôle de cette semelle 30 peut être de former une embase permettant d'assurer la stabilité du pré-mur. Sur chantier, la semelle 30 peut aussi refermer la goulotte supérieure horizontale d'un pré-mur adjacent situé en dessous. L'une des fonctions de cette semelle 30 étant de participer à la rigidité du panneau en béton 1 lors de la manipulation du pré-mur, cette semelle 30 forme préférentiellement au moins un corps creux fermé, et notamment comblé par un matériau autre que du béton. En particulier, la semelle 30 s'étend entre les bords latéraux verticaux 4, 5, et elle peut être discontinue lorsqu'elle rencontre un élément en saillie 8 qui l'interrompt localement. Dans ce cas, la semelle 30 peut comporter plusieurs cavités remplies chacune par un matériau autre que du béton (notamment ce matériau est le même que celui de l'élément en matériau isolant 16) présentant un poids volumique inférieur à celui du béton.
Il résulte de ce qui a été dit ci-dessus qu'une fois le pré-mur sur chantier, la coulée de béton nécessaire pour former le mur à partir du pré-mur est limitée préférentiellement à combler la cavité 9 au niveau de l'élément en saillie 8, et le cas échéant la goulotte horizontale supérieure 15 et/ou les première et deuxième goulottes 13, 14 limitant ainsi la quantité de béton à utiliser en comparaison de la technologie de pré-murs à deux voiles de béton parallèles dont l'espacement est intégralement comblé par du béton. L'élément en matériau isolant 16 peut aussi intégrer des cavités ou conduits destinés à accueillir du câblage, des canalisations, ou autre de façon à faciliter l'intégration de fonctionnalités, à éviter les ponts thermiques dus aux perforations du mur, et à accélérer le chantier. L'élément en matériau isolant 16 peut aussi être amovible, permettant par exemple son retrait sur chantier, ou préalablement en usine, si le pré-mur doit être installé à un endroit ne nécessitant pas d'isolation.
Dans le cas où l'élément en matériau isolant a une fonction d'isolation phonique, il peut être structuré de sorte à délimiter des cavités acoustiques.
Pour faciliter la manipulation du pré-mur sur chantier, il peut comporter des crochets 100 fixés au panneau en béton 1 (visibles en figures 1 et 2) notamment au niveau du bord supérieur 2. Il peut notamment s'agir de boucles en métal soudées/fixées au ferraillage intégré au panneau en béton 1.
Ainsi, on comprend de tout ce qui a été dit ci-dessus, que l'épaisseur du panneau en béton évolue de telle sorte à limiter au maximum le béton à couler sur chantier. L'invention est aussi relative à un procédé de fabrication du pré-mur tel que décrit. Un tel procédé comporte une étape de fourniture d'un moule 31 de forme adaptée au panneau en béton 1 (figure 13) et une étape de coulée de béton dans le moule 31 pour former le panneau en béton 1.
On comprend de la description du pré-mur, et notamment du panneau en béton 1, que la géométrie du panneau en béton 1 préfabriqué peut être complexe car elle possède, selon les cas, des variations d’épaisseur du fait de la présence de nervures et/ou de la présence de corps creux, etc. Il en résulte que le moule 31 en lui même présente des formes complexes, et a nécessité un développement particulier. De plus, les panneaux en béton préfabriqués en usine pouvant présenter des configurations diverses (présences d’ouvertures sur certains panneaux, dimensions variées, etc.), c’est nécessairement aussi le cas des moules.
La solution préférée retenue consiste à utiliser au moins un élément en mousse rigide 32 qui sera aussi destiné à former une isolation, notamment thermique et/ou phonique, dudit pré-mur. Autrement dit, au moins une partie du moule 31 est un moule perdu, c'est-à-dire qu'il ne sera pas réutilisé dans le futur pour former un autre panneau en béton 1 mais restera collé au panneau en béton 1 pour assurer une fonction d'isolation. L'utilisation d'un matériau léger, comme la mousse, présente l'avantage d'une mise en forme aisée, rapide et à moindre coût. Ainsi, préférentiellement, pour former le moule 31, il est utilisé une mousse isolante type polyuréthane ou polystyrène. Ces types de mousse peuvent tout à fait être mis en forme soit par usinage (par exemple pour réaliser une pièce unique), soit par découpage et assemblage (pour des séries petites à moyennes), soit par expansion dans une matrice de production (pour de grandes séries).
Autrement dit, de manière plus générale, l'étape de fourniture du moule 31 est telle qu'au moins une partie du moule fourni forme l'élément en matériau isolant 16.
Lors de la fabrication du panneau en béton 1 à l'aide du moule 31, il n'y a pas besoin d'utiliser un moule supérieur, la gravité, aidée par un système de table vibrante ou de calandrage, suffit à assurer la planéité de la face supérieure du panneau en béton 1 destinée à former la face arrière 7 du panneau en béton 1 opposée à la face avant 6. Ainsi, le procédé de fabrication peut comporter une étape d'application de vibrations audit moule ou de calandrage de telle sorte à assurer la planéité d'une surface de béton destinée à former la face arrière 7 du panneau en béton 1. Alternativement, si le panneau en béton doit être courbé, l'homme du métier sera à même d'adapter le présent procédé par exemple en fournissant un moule supérieur pour refermer le moule et comportant une ou plusieurs ouvertures permettant d'injecter du béton.
On comprend de ce qui a été dit ci-dessus que le moule 31 comporte une topographie adaptée au panneau en béton 1 souhaité tout en permettant de limiter la quantité de béton utilisée.
Dans le cas où tout ou partie du moule 31 est destinée à former l'élément en matériau isolant 16 tel que décrit précédemment, l'étape de fourniture du moule 31 est préférentiellement telle que le moule fourni 31 comporte au niveau de son fond des cavités réalisées en contre-dépouille pour permettre le maintien du panneau en béton 1 avec l'élément en matériau isolant 16 après durcissement du béton coulé dans le moule 31.
Dans certain cas, la fabrication d'un pré-mur peut être adaptée à un résultat bien particulier. Autrement dit, le pré-mur doit pouvoir être fabriqué rapidement et en grand nombre, mais avec une forte diversité (présence ou non d'ouverture, intégration de fonctions diverses, dimensions, etc.). Constituer chaque moule avec un matériau destiné à former l'isolation dudit pré-mur permet de réaliser du « sur mesure » mais s'avère long et coûteux. Pour pallier à ces inconvénients, il a été développé une solution permettant de former un moule 31 modulaire à base de briques élémentaires prédéterminées qu'il est possible d'agencer à la demande pour réaliser du surmesure. L'utilisation de telles briques « standardisées » permet de rationaliser la fabrication du pré-mur tout en autorisant une grande modularité. Ainsi, le procédé de fabrication peut comporter une étape préalable de fabrication du moule 31 avant sa fourniture. Cette étape préalable de fabrication du moule 31 à fournir peut comporter comme l'illustre la figure 14 : une étape de fourniture d'une base 33 destinée à recevoir un ou plusieurs modules élémentaires 34 ; une étape de sélection de modules élémentaires 34 en fonction de caractéristiques souhaitées du pré-mur, c'est-à-dire dont l'assemblage permet de délimiter une surface complémentaire d'au moins une partie de la surface de la face avant 6 du panneau en béton 1 ; et une étape d'assemblage desdits modules élémentaires 34 sélectionnés sur la base 33 de sorte à former tout ou au moins une partie du moule 31 à fournir au cours de l'étape de fourniture dudit moule 31. Les modules élémentaires 34 peuvent être choisis parmi une pluralité de modules élémentaires comprenant des caractéristiques identiques ou différentes. Par exemple, il peut exister un module élémentaire permettant de former seulement les nervures précitées, un module élémentaire permettant de délimiter une ouverture dans le pré-mur telle une fenêtre ou une porte (dans ce cas le module peut se présenter sous la forme d'un cadre et intègre des moulures destinées à accueillir des huisseries), un module élémentaire permettant de former l'élément en saillie 8 destiné à loger la cavité 9, etc. Préférentiellement, chaque module élémentaire 34 comporte au moins une interface de liaison à un autre module élémentaire qui lui sera adjacent une fois monté à la base. Autrement dit, deux modules élémentaires adjacents comportent donc une interface de liaison permettant de les placer l'un par rapport à l'autre de manière adaptée. Par exemple, les interfaces de liaison peuvent comporter des stries de guidage, ou encore des tenons et/ou mortaises 35, 36. La base 33 peut aussi comporter une interface de liaison avec les modules élémentaires sélectionnés 34 du type de celles entre modules sélectionnés, c'est-à-dire que la base 33 peut comporter une face 37 destinée à recevoir les modules élémentaires 34 comprenant des stries de guidage des modules élémentaires ou un réseau de tenons et/ou mortaises. La base 33 - encore appelée « module de base ou fond de moule » - peut être un simple parallélépipède ou encore être formée à partir d'un assemblage de modules de base. L'épaisseur de la base 33 peut être précisément l'épaisseur minimum d'isolant que l'on souhaite intégrer au pré-mur, sa largeur peut être égale à la hauteur souhaitée du pré-mur et sa longueur être égale à la longueur souhaitée du pré-mur entre ses deux bords latéraux verticaux ou être réduite ou augmentée soit par découpage soit par ajout d'autres parallélépipèdes. La face 38 qui forme la face inférieure du moule 31, c'est à dire la face opposée à celle destinée à recevoir la coulée de béton, est de préférence destinée à former une surface extérieure du prémur, elle est donc préférentiellement lisse et plane, le cas échéant à l'exception de l'épaulement 39 décrit ci-avant. Cet épaulement 39 aussi appelé trottoir permet d'assurer grâce au décaissement associé trois fonctions successives : - recevoir un module bord de moule 40 permettant par exemple d'assurer le référencement de certains des modules sélectionnés, - accueillir des tampons de protection du pré-mur lors du transport et de la manutention de ce dernier, ces tampons pouvant directement être formés par le module bord de moule 40, - recevoir des bandes d'isolant (organes additionnels décrits ci-avant) pour assurer l'étanchéité thermique et/ou phonique entre deux pré-murs adjacents installés sur chantier.
Dans le cas de l'utilisation de chevilles, la base 33 du moule ainsi que les modules élémentaires 34 peuvent comporter des pré-perçages autorisant l'insertion desdites chevilles. En l'absence de chevilles, la souplesse et l'effet ressort du matériau isolant referment ces pré-perçages assurant ainsi l'étanchéité thermique du pré-mur.
Le module bord de moule 40 évoqué précédemment permet de former les limites du panneau en béton 1 et comporte les noyaux ou empreintes adaptées pour former les goulottes 13, 14, 15 décrites ci-avant et éventuellement la semelle 30. On comprend alors que le module bord de moule 40 peut donc faire partie des modules à sélectionner et à assembler sur la base 33. Comme représenté aux figures 13 et 14, le bord de moule 40 peut être formé par plusieurs éléments assemblés entre eux de sorte à délimiter un cadre. Afin de faciliter son positionnement par rapport à la base 33, le module bord de moule 40 peut lui aussi comporter des stries de guidages, ou encore des tenons et/ou mortaises destinés à coopérer avec la base 33. Le bord de moule 40 peut aussi recouvrir les crochets évoqués précédemment et destinés à la manipulation sur chantier du pré-mur, dans ce cas des zones du bord de moule peuvent être retirées pour autoriser l'accès auxdits crochets lors de la manipulation du pré-mur.
Pour former le ou les bossages décrits ci-avant, au moins certains des modules sélectionnés peuvent comporter des puits adaptés. Si pour une raison quelconque les bossages ne sont pas nécessaires, un opérateur peut, avant la coulée du béton, placer des bouchons, notamment en polystyrène, dans les puits pour les combler, et ainsi limiter la quantité de béton utilisée.
Dans la réalisation où le panneau en béton 1 comporte au moins une nervure 21 permettant d'enrober en tout ou partie une tige en métal 20 correspondante, l'étape de fourniture du moule 31 est telle que ce dernier comporte, pour chaque nervure 21, souhaitée une rainure correspondante 41 (figure 13). Chaque rainure 41 peut être associée à des plots de maintien 42 ponctuel venant de matière commune avec le moule 31, et agencés de sorte à maintenir la tige de métal associée du ferraillage dans une position adaptée à sa position finale au sein du panneau en béton au niveau de la nervure correspondante. En particulier, la figure 15 illustre une partie du moule comprenant des rainures 41 dont la forme générale est adaptée à la forme souhaitée des futures nervures. Ces rainures 41 hébergent des plots de maintien 42 destinés à venir supporter le ferraillage. Les plots de maintien 42 peuvent être conformés de sorte à former chacun une pince venant enserrer localement le ferraillage formé, à la figure 15, par des tiges de métal 20a et 20b.
Pour former l'élément en saillie 8 et la cavité 9 associée, le moule 31 peut comporter une rainure 43 (figure 13) de forme adaptée. Ensuite, avant l'étape consistant à couler le béton dans le moule 31, un noyau 44 est disposé dans cette rainure 43. La forme générale de ce noyau 44 est adaptée à la forme souhaitée de la paroi de la cavité 9 que l'on cherche à réaliser. Bien entendu, le noyau 44 est formé dans un matériau qui peut être facilement retiré après que le béton ait durci. Typiquement, le noyau 44 peut être retiré soit par voie mécanique en l'arrachant, soit par voie thermique où on le fait fondre à la flamme ou avec un fer chaud, ou encore soit par voie chimique où on le dissous par exemple avec un acide. Dans le cas où le noyau 44 peut être retiré par voie mécanique, ce dernier peut être réutilisable, il est alors notamment formé en acier, en bois ou autre matériau adapté, pour permettre cette réutilisation le noyau 44 peut par exemple être divisé en deux parties bénéficiant d'une légère dépouille afin d'être plus aisément amovible. Pour maintenir le noyau 44 en place lors de la coulée du béton, ce dernier peut comporter (figures 13 et 16) des ergots 45 venant en contact ponctuel avec le moule 31 au niveau de la rainure 43, ou inversement le moule 31 peut comporter des ergots venant en contact ponctuel avec le noyau 44. Le bout 46 de ces ergots 45 peut former un tenon destiné à s'insérer dans une mortaise correspondante du moule 31 (ou le cas échéant inversement dans une mortaise du noyau 44 lorsque l'ergot fait partie du moule 31) notamment au niveau d'une paroi latérale 47 de la rainure 43 s'étendant depuis le fond de la rainure 43. Le rôle de ces ergots 45 est de ménager un espace permettant la coulée du béton entre le noyau 44 et le reste du moule 31. Par ailleurs, lorsqu'un ferraillage est utilisé, le noyau 44 est disposé dans la rainure 43 avant que le ferraillage soit disposé dans le moule 31. Comme évoqué précédemment, le ferraillage peut être maintenu par des plots de maintien 42 formés dans des rainures 41 destinées à former de nervures du panneau en béton. En ce sens, une partie du ferraillage peut passer au dessus du noyau 44 destiné à formé la cavité, dès lors ce noyau 44 peut être fixé au ferraillage par un ou plusieurs plots de maintien 48 correspondants formés sur ledit noyau 44. Dans le cas où le noyau 44 est réutilisable, les plots de maintien 48 sont des pièces rapportées destinées à être arrachées ou à rester prises dans l'épaisseur de béton. Alternativement, le ferraillage peut comporter des fils formant des plis qui agissent comme autant de pattes de maintien en venant se bloquer dans des encoches ménagées à la surface du noyau 44. Le noyau 44 peut être réalisé dans de différents matériaux légers, rigides et faciles à mettre en forme. Typiquement, le même matériau que celui formant le moule 31, en particulier au niveau de l'élément en matériau isolant, peut être utilisé. De manière plus générale, le procédé comporte une étape de placement du noyau 44 dans ledit moule 31 fourni avant la mise en œuvre de l'étape de coulée de béton, ledit noyau 44 étant formé dans un matériau autorisant son retrait ou sa destruction après durcissement du béton coulé pour former la cavité 9 au niveau dudit au moins un élément en saillie 8. Plus particulièrement, l'étape de placement du noyau 44 est telle que le noyau 44 est maintenu en position après son placement dans ledit moule 31 par des contacts ponctuels avec ledit moule 31 et/ou avec un ferraillage placé dans ledit moule 31 et destiné à former une armature du panneau en béton 1 et plus particulièrement de la plaque 12. Notamment, lors de la mise en œuvre de l'étape de coulée du béton, le noyau 44 est fixé au ferraillage. Bien entendu, après durcissement du béton coulé, le procédé peut comporter une étape de retrait du noyau 44 pour ainsi former la cavité 9.
On comprend du paragraphe ci-dessus, que le cas échéant, selon le procédé d'obtention du pré-mur, la cavité 9 sera fermée entre les deux ouvertures supérieure et inférieur par du béton, une partie de ferraillage et une partie du moule formant alors l'élément en matériau isolant 16.
Lorsque le panneau en béton comporte des corps creux fermés, ceux-ci peuvent être obtenus à la manière de la cavité 9 ouverte à ses deux extrémités. Dans ce cas la différence réside dans le fait que le noyau va rester intégré au panneau en béton. Autrement dit, le corps creux, ou la cavité ainsi formée, restera comblée par un matériau autre que le béton formant ledit noyau.
Le pré-mur décrit ci-avant ainsi que son procédé de fabrication permettent de limiter grandement la quantité de béton utilisé, il présente donc des avantages de différents ordres.
Sur le plan écologique les avantages sont : une moindre utilisation de matières premières, notamment de sable ; une empreinte carbone réduite tant à la fabrication qu’au transport ; en fin de vie, une réduction drastique de la quantité de gravats ; une consommation énergétique des bâtiments optimisée par le principe d’enveloppe extérieure isolante.
Sur le plan économique les avantages sont : une réduction du coût de fabrication par la diminution du besoin en matière première, par la diminution du temps d’étuvage et par la suppression des machines de retournement ; une réduction du coût de transport dû à la division par deux du poids des éléments ; une réduction du temps de chantier par la limitation du temps de coulée, l’intégration de l’isolant et celle de diverses autres fonctionnalités ; une réduction du coût de chantier (hors temps) par la diminution du besoin de fondations.
Sur le plan sécuritaire les avantages sont : une performance sismique optimisée par la réduction drastique de la masse du bâtiment ; une manipulation plus aisée des éléments due à leur masse réduite.
Sur le plan qualitatif l'avantage principal est une meilleure qualité du béton du fait que l’épaisseur étant réduite, la dessiccation se fait de manière plus homogène.
Bien entendu l'invention est aussi relative à un bâtiment comprenant au moins un prémur tel que décrit qui participe à former un mur dudit bâtiment.
Claims (13)
- Revendications1. Pré-mur pour la construction d'un bâtiment comprenant un panneau en béton (1) muni d'un bord inférieur (3) et d'un bord supérieur (2), caractérisé en ce que le panneau en béton (1) comporte au moins un élément en saillie (8) en béton agencé au niveau d'une face avant (6) du panneau en béton (1) et s'étendant entre le bord inférieur (3) et le bord supérieur (2), et en ce que le pré-mur comporte : - une cavité (9) formée au niveau dudit au moins un élément en saillie (8), ladite cavité (9) présentant une ouverture inférieure (10) débouchant au niveau du bord inférieur (3), une ouverture supérieure (11) débouchant au niveau du bord supérieur (2), et étant fermée entre l'ouverture inférieure (10) et l'ouverture supérieure (11), - un élément en matériau isolant (16) solidaire de ladite face avant (6) du panneau en béton (1).
- 2. Pré-mur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le panneau en béton (1) comporte une plaque en béton (12), ledit au moins un élément en saillie (8) s'étendant depuis ladite plaque en béton (12) selon l'épaisseur du panneau en béton (1) et venant de moulage commun de béton avec ladite plaque en béton (12), notamment de telle sorte à délimiter la cavité (9) à l’interface entre ledit au moins un élément en saillie (8) et la plaque de béton (12).
- 3. Pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau en béton (1) comporte deux bords latéraux verticaux (4, 5) reliant les bords inférieur (3) et supérieur (2) de sorte à délimiter un bord périphérique du panneau en béton (1), lesdits bords latéraux verticaux (4, 5) étant respectivement délimités par des première et deuxième goulotte (13,14), et en ce que le bord supérieur (2) est délimité par une goulotte horizontale (15) comportant une première extrémité longitudinale en communication avec la première goulotte (13) et une deuxième extrémité longitudinale en communication avec la deuxième goulotte (14), ladite ouverture supérieure (11) de la cavité (9) débouchant dans un fond de la goulotte horizontale (15).
- 4. Pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément en matériau isolant (16) comporte des cavités réalisées en contre-dépouille (19) et comblées par du béton du panneau en béton (1).
- 5. Pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément en matériau isolant (16) a servi à former au moins une partie d'un moule dans lequel du béton a été coulé pour former ledit panneau en béton (1).
- 6. Pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau en béton (1) comporte au moins une nervure (21) en béton enrobant tout ou partie d'une tige en métal (20), ou au moins une nervure uniquement formée par du béton lorsque le panneau en béton est formé en béton fibré.
- 7. Pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un cerclage périphérique amovible (22) monté à l'élément en matériau isolant (16) et en contact avec le panneau en béton (1), ledit cerclage périphérique amovible (22) étant destiné à protéger le pré-mur lors de son transport et ayant servi au moulage dudit panneau en béton (1).
- 8. Procédé de fabrication d'un pré-mur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une fourniture d'un moule (31) de forme adaptée au panneau en béton (1), - une coulée de béton dans le moule (31) pour former ledit panneau en béton (1)·
- 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de fourniture du moule (31) est telle qu'au moins une partie du moule fourni forme l'élément en matériau isolant (16).
- 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de placement d'un noyau (44) dans ledit moule (31) fourni avant la mise en œuvre de l'étape de coulée de béton, ledit noyau (44) étant formé dans un matériau autorisant son retrait ou sa destruction après durcissement du béton coulé pour former la cavité (9) au niveau dudit au moins un élément en saillie (8).
- 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de placement du noyau (44) est telle que le noyau (44) est maintenu en position après son placement dans ledit moule (31) par des contacts ponctuels avec ledit moule (31) et/ou avec un ferraillage placé dans ledit moule (31) et destiné à former une armature du panneau en béton (1).
- 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte, au préalable de l'étape de fourniture du moule (31), une étape de fabrication dudit moule à fournir comportant les étapes suivantes : - une fourniture d'une base (33), - une sélection de modules élémentaires (34) dont l'assemblage permet de délimiter une surface complémentaire d'au moins une partie de la surface de la face avant (6) du panneau en béton (1), - un assemblage des modules élémentaires (34) sélectionnés sur la base (33).
- 13. Bâtiment comprenant au moins un pré-mur selon l'une des revendications 1 à 7, qui participe à former un mur dudit bâtiment.
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