FR3080874A1 - Procede de construction d'une partie d'un batiment par un module de construction et structure portante dudit module de construction mise en oeuvre dans ledit procede - Google Patents

Procede de construction d'une partie d'un batiment par un module de construction et structure portante dudit module de construction mise en oeuvre dans ledit procede Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne une structure portante (1) d'un module de construction (2) pour la construction d'un conduit vertical dans un bâtiment par superposition d'au moins deux modules préfabriqués (2), ledit module de construction (2) étant réalisé à partir de parois préfabriquées (21, 22, 23) contigües. Elle comporte des faces latérales (la, lb) sur lesquelles les parois préfabriquées (21, 22, 23) sont fixées temporairement, une face inférieure (1c) recouverte d'une plateforme (4) et une face supérieure (1d) intégrant des organes de levage (5) permettant la manutention de l'ensemble « structure portante-module de construction » monolithique de l'usine sur le chantier en toute sécurité.

Description

PROCEDE DE CONSTRUCTION D’UNE PARTIE D’UN BATIMENT PAR UN MODULE DE CONSTRUCTION ET STRUCTURE PORTANTE DUDIT MODULE DE CONSTRUCTION MISE EN ŒUVRE DANS LEDIT PROCEDE
Domaine technique :
La présente invention concerne un procédé de construction d’une partie d’un bâtiment par un module de construction, dans lequel ledit module de construction est réalisé à partir d’au moins deux parois préfabriquées contigües.
L’invention concerne également une structure portante pour un module de construction permettant la réalisation d’une partie d’un bâtiment conformément au procédé de construction défini ci-dessus, ledit module de construction comportant au moins deux parois préfabriquées contigües.
Technique antérieure :
Le mur à coffrage intégré (MCI) encore appelé « prémur » est devenu un procédé constructif largement répandu étant donné qu’il propose une solution alternative à la fabrication de murs ou de voiles banchés entièrement coulés en place, c’est-à-dire coulés sur chantier. Les prémurs sont fabriqués en usine puis livrés sur chantier prêts à être assemblés. Ainsi la construction de murs à partir de prémurs facilite grandement le travail de l’entreprise sur chantier, réduit considérablement la durée du chantier et évite la gestion de l’approvisionnement, le stockage et la manutention des banches métalliques sur chantier, tout en garantissant une meilleure qualité des murs ainsi obtenus du fait d’une parfaite maîtrise du processus de fabrication et de Γ environnement.
Toutefois, et comme pour le mur coulé en place, la mise en œuvre du prémur ne répond pas de façon satisfaisante à la réalisation sur chantier de parties de bâtiment qui sont plus complexes, telles que des cages d’ascenseur, cages d’escalier, gaines technique, décrochés de murs ou similaire, qui nécessitent un positionnement spatial précis des prémurs entre-eux ainsi qu’un maintien rigoureux pour éviter tout déréglage avant le coulage du béton de remplissage dans le noyau des prémurs.
A titre d’exemple, la construction d’une cage d’ascenseur dans un bâtiment impose la réalisation d’un conduit vertical qui doit communiquer avec les différents étages et doit en outre participer à la stabilité horizontale du bâtiment. Ainsi, sa construction impose les contraintes suivantes :
la présence d’une trémie, à savoir le passage laissé dans une dalle de plancher, à l’aplomb des murs à construire pour réaliser ledit conduit vertical, qui pose un problème de mise en sécurité du personnel de chantier ;
la mise en place d’étais tirant-poussants pour retenir verticalement les prémurs, qui gênent la circulation du personnel dans cette zone ; et le coulage du béton de remplissage dans le noyau des prémurs, qui est difficile à mettre en œuvre, à cause notamment de la présence de la « forêt d’étais » qui gêne également l’accès.
H existe par ailleurs des systèmes constructifs permettant de réaliser un conduit vertical dans un bâtiment par superposition de modules préfabriqués, ces modules préfabriqués étant obtenus soit à partir de prémurs préassemblés, soit à partir de blocs préfabriqués en béton léger, mais aucun ne répond aux attentes du chantier.
En effet, le système constructif à partir de prémurs préassemblés en usine pose de multiples problèmes:
les prémurs sont préassemblés en coulant du béton de remplissage dans les angles des prémurs pour les tenir assemblés pendant leur manutention et leur transport, ce bétonnage alourdi considérablement le module de construction qui peut dépasser la charge maximale d’une grue de 5 tonnes, la manutention des modules préfabriqués nécessite par conséquent des moyens de levage sur chantier adaptés et contraignants, le bétonnage du noyau des prémurs dans leurs angles sur toute leur hauteur interdit l’ajout d’armatures verticales en attente permettant de faire la liaison mécanique avec la dalle de plancher et d’assurer le contreventement du bâtiment et sa tenue sismique, module de construction- les points de levage sont multiples et nécessitent un dispositif de levage particulier et contraignant pour l’entreprise de gros œuvre, le système de levage ne comporte aucun moyen de réglage permettant de corriger l’horizontalité du module de construction lors de la pose au droit de la trémie, et le module de construction n’intègre aucun organe de sécurité permettant d’assurer la sécurité du personnel de chantier au droit de la trémie.
De même, le système constructif à partir de blocs préfabriqués en usine pose les problèmes suivants :
le module de construction obtenu est un élément léger non structurel, les parois de ce module de construction ne peuvent pas participer au contreventement du bâtiment, et le module de construction n’intègre aucun organe de sécurité permettant d’assurer la sécurité du personnel de chantier au droit de la trémie.
Les solutions actuelles n’apportent donc pas satisfaction.
Exposé de l'invention :
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de construction d’une partie d’un bâtiment à partir de parois préfabriquées et préassemblées en usine au moyen d’une structure portante spécialement conçue permettant de livrer sur chantier un module de construction prêt à être posé, de simplifier sa manutention par levage sans l’alourdir exagérément, d’assurer l’horizontalité du module de construction lors de l’opération de pose, de protéger la trémie éventuelle à l’aplomb du module de construction garantissant ainsi la sécurité du personnel de chantier, de verrouiller le cas échéant l’accès à ladite structure portante afin d’éviter toute adaptation ou modification sur chantier.
Le but de l’invention est également de proposer un procédé de construction permettant d’adapter facilement la géométrie et les dimensions de la structure portante à la géométrie et aux dimensions des modules préfabriqués déterminés en fonction de la partie de bâtiment à réaliser, de créer un module de construction qui peut constituer un élément de structure pouvant participer efficacement au contreventement du bâtiment, lequel pourra répondre aux contraintes sismiques, et de gagner ainsi un temps précieux sur le chantier pour la réalisation de voiles d’ascenseur, de cages d’escalier, etc. ainsi que des décrochés de murs.
Dans ce but, l’invention concerne un procédé de construction du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que l’on fabrique une structure portante rigide adaptée audit module de construction à réaliser, en ce que l’on fixe temporairement lesdites parois préfabriquées sur ladite structure portante afin de réaliser ledit module de construction, en ce que l’on obtient un ensemble « structure portante-module de construction » monolithique et transportable, et en ce qu’après la dépose dudit ensemble dans un bâtiment en cours de construction et solidarisation dudit module de construction audit bâtiment, l’on libère lesdites parois préfabriquées de ladite structure portante, et l’on retire ladite structure portante dudit module de construction qui reste en place dans ledit bâtiment.
Pour réaliser un conduit vertical dans un bâtiment par superposition d’au moins un premier module et un second module de construction, l’on peut effectuer chronologiquement les opérations suivantes :
a) l’on fixe temporairement des parois préfabriquées d’un premier module de construction sur les faces latérales correspondantes d’une première structure portante pour créer un premier ensemble « structure portante-module de construction » monolithique,
b) l’on manutentionne ce premier ensemble « structure portante-module de construction »,
c) l’on dépose ce premier ensemble « structure portante-module de construction » à l’aplomb d’une trémie prévue dans une dalle de plancher du bâtiment,
d) l’on désassemble ledit premier module de construction de ladite première structure portante,
e) l’on retire ladite première structure portante dudit premier module de construction, et en ce que l’on recommence les opérations a) à e) avec ledit au moins deuxième module de construction pour l’amener en superposition sur ledit premier module de construction.
Dans une autre variante de réalisation d’un conduit vertical dans un bâtiment, l’on peut effectuer chronologiquement les opérations suivantes :
a) l’on fixe temporairement des parois préfabriquées d’un premier module de construction sur les faces latérales correspondantes d’une première structure portante pour créer un premier ensemble « structure portante-module de construction » monolithique,
b) l’on manutentionne ce premier ensemble « structure portante-module de construction »,
c) l’on dépose ce premier ensemble « structure portante-module de construction » à l’aplomb d’une trémie prévue dans une dalle de plancher du bâtiment,
d) en ce que l’on recommence les opérations a) à c) avec ledit au moins deuxième module de construction pour l’amener en superposition sur ledit premier module de construction,
e) l’on désassemble lesdits premier et second modules de construction desdites première et seconde structures portantes, et
f) l’on retire lesdites première et seconde structures portantes successivement.
De manière tout à fait avantageuse, l’on prépare en usine ledit ensemble « structure portante-module de construction » monolithique, et l’on transporte sur chantier ledit ensemble prêt à poser.
Dans une forme préférentielle du procédé, l’on fabrique ladite structure portante à partir de sous-ensembles que l’on assemble entre eux pour adapter ladite structure portante audit module de construction à réaliser. L’on peut verrouiller en usine la structure portante après assemblage desdits sous-ensembles pour empêcher son démontage sur chantier. L’on peut encore intégrer dans ladite structure portante au moins une plateforme et des organes de levage.
Dans ce but également, l’invention concerne une structure portante du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce qu’elle a une forme adaptée audit module de construction à réaliser, en ce qu’elle comporte des faces latérales, une surface inférieure et une surface supérieure et en ce que lesdites faces latérales comportent des premiers orifices traversants pour recevoir des premiers organes de fixation agencés pour fixer temporairement lesdites parois préfabriquées et former ledit module de construction.
La face inférieure peut comporter avantageusement une plateforme et la surface supérieure des organes de levage.
Dans une forme préférée de l’invention, la structure portante est fabriquée à partir de sous-ensembles agencés pour adapter facilement les dimensions de ladite structure portante aux dimensions du module de construction à réaliser.
Elle peut notamment comporter deux sous-ensembles de base assemblés entre eux par un sous-ensemble intermédiaire au moyen de seconds organes de fixation, ledit sous-ensemble intermédiaire ayant des dimensions variables en fonction dudit module de construction à réaliser.
Ledit sous-ensemble intermédiaire peut comporter au moins un cadre ouvert pourvu de seconds orifices traversants pour recevoir lesdits seconds organes de fixation, et deux panneaux de fermeture agencés pour fermer ledit cadre après assemblage dudit sous-ensemble intermédiaire auxdits sous-ensembles de base et empêcher l’accès auxdits seconds organes de fixation.
Dans cette variante de réalisation, les panneaux de fermeture peuvent être articulés sur ledit cadre entre une position ouverte dans laquelle le cadre est ouvert et les seconds organes de fixation sont accessibles, et une position fermée dans laquelle le cadre est fermé et les seconds organes de fixation sont inaccessibles, cette position fermée étant avantageusement verrouillée par des moyens de verrouillage.
Dans la forme préférée de l’invention, la plateforme comporte au moins une planche de rive mobile entre une position dépliée dans laquelle la planche de rive ferme l’accès sous ladite plateforme et une position repliée dans laquelle la planche de rive dégage en partie l’accès sous ladite plateforme.
Les faces latérales de ladite structure portante peuvent comporter avantageusement sur leurs faces externes des patins de protection agencés pour former une surface d’appui pour lesdites parois préfabriquées lorsqu’elles sont fixées sur ladite structure portante.
Description sommaire des dessins :
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de différents modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 est une vue en perspective d’une structure portante en phase d’assemblage en usine selon une première variante de l’invention, la figure 2 est une vue en perspective de la structure portante de la figure 1 assemblée et verrouillée en usine, les figures 3, 4 et 5 sont des vues en perspective de la structure portante de la figure 2 sur laquelle sont fixées en usine respectivement une première, une deuxième et une troisième parois préfabriquées formant un module de construction pour réaliser une cage d’ascenseur, la figure 6 est une vue de face du module de construction fixé à la structure portante selon la figure 5 en phase de levage en usine et sur chantier, la figure 7 est une vue en perspective du module de construction fixé à la structure portante selon la figure 6 posé sur une trémie prévue dans une dalle de plancher, la figure 8 est une vue en perspective du module de construction et de la structure portante désassemblée et en phase de sécurisation de la trémie, la figure 9 est une vue en perspective du module de construction sécurisé de la figure 8 en phase de retrait de la structure portante après bétonnage dudit module, les figures 10A et 10B sont des vues respectivement en perspective et de dessus d’une deuxième variante de réalisation d’une structure portante selon l’invention et d’un module de construction pour réaliser un premier décroché de murs, et les figures 11A et 11B sont des vues respectivement en perspective et de dessus d’une troisième variante de réalisation d’une structure portante selon l’invention et d’un module de construction pour réaliser un second décroché de murs.
Illustrations de l'invention et différentes manières de la réaliser :
En référence respectivement aux figures 1 à 9, 10A, 10B et 11A, 11B, la structure portante 1, 100, 110 selon l'invention permet l'assemblage d’au moins deux parois préfabriquées, et dans les exemples de trois parois préfabriquées 21, 22, 23 ; 121, 122, 123 ; 221, 222, 223 contigües, pour créer un module de construction 2, 120, 220 destiné à la construction d’une partie d’un bâtiment (non représenté), comme par exemple un conduit vertical (non représenté) destiné à former une cage d’ascenseur, une cage d’escalier ou une gaine technique, un décroché de murs (figures 10A, 10B ; 11A, 11B), ou toute autre partie nécessitant l’assemblage de parois préfabriquées, de manière contigüe, pour délimiter un volume aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur dudit bâtiment. La structure portante 1, 100, 200 a ainsi l’avantage de simplifier considérablement la mise en œuvre desdites parois préfabriquées sur le chantier et d’apporter en outre sécurité et ergonomie pour les personnes de chantier.
Les parois préfabriquées sont de préférence réalisées par moulage en usine dans un matériau hydraulique de moulage tel qu’un béton. Elles peuvent être armées ou non, précontraintes ou non, isolées thermiquement en partie ou en totalité ou non. Elles peuvent constituer des parois pleines ou des parois creuses formant un coffrage perdu dont le noyau est comblé d’un matériau hydraulique de remplissage, tel qu’un béton, sur chantier. Les exemples illustrés montrent des modules préfabriqués 2, 120, 220 réalisés à partir de parois préfabriquées 21, 22, 23 ; 121, 122, 123 ; 221, 222, 223 creuses formant un coffrage perdu, assemblées de manière contigüe et à angle droit l’une par rapport à l’autre par ladite structure portante 1 pour former un module préfabriqué en forme de U ou de S. Le nombre de parois préfabriquées par module de construction ainsi que la disposition de ces parois l’une par rapport à l’autre ne sont bien entendu pas limités aux exemples illustrés.
Pour rappel, ces parois creuses comportent deux peaux parallèles, maintenues à distance l’une de l’autre par des armatures de liaison, et délimitant entre elle un espace, appelé noyau, à combler avec un matériau hydraulique de remplissage, tel que du béton coulé sur chantier. La peau destinée à être orientée vers l’extérieur du bâtiment est généralement plus haute que l’autre peau destinée à être orientée vers l’intérieur du bâtiment, permettant de créer ainsi une zone de jonction avec une dalle. Cet exemple de paroi préfabriquée n’est pas limitatif et la structure portante 1 selon l’invention peut être utilisée avec d’autres types de parois préfabriquées. De même, le module de construction 2 n’est pas forcément parallélépipédique mais peut présenter toute autre géométrie.
La structure portante 1 selon l’invention doit être rigide pour pouvoir être manutentionnée par un engin de levage, sans se déformer, qu'elle soit chargée ou non avec une ou plusieurs parois préfabriquées. Elle peut être réalisée par exemple à partir de profilés métalliques, assemblés par mécano-soudage, pour former une cage mécaniquement rigide. Toutefois, cet exemple de matière et ce mode de construction ne sont pas limitatifs et s’étendent à toute autre matière compatible et résistante, telle que le bois, des matières synthétiques renforcées, des matières composites ou similaires, sous la forme de profilés, de panneaux, de grilles ou similaires, et assemblés par des procédés adaptés auxdites matières comme le vissage, le boulonnage, le rivetage, la thermosoudure ou tout autre procédé équivalent.
La première variante de l’invention, en référence aux figures 1 à 9, est la plus complète et sera décrite en détail. Dans cette variante, l’enveloppe extérieure définie par la structure portante 1 doit correspondre à l’enveloppe intérieur du module de construction 2 à réaliser qui est destiné à être déposé à l'aplomb d'une trémie 30 prévue dans une dalle de plancher 3 (figures 7 à 9). Dans ce cas, la structure portante 1 présente une forme générale de parallélépipède rectangle, définie par quatre faces latérales parallèles la, 1b deux à deux, une face inférieure le et une face supérieure Id. Æes faces latérales la, 1b sont prévues pour pouvoir y fixer, notamment par boulonnage ou tout procédé équivalent, les parois préfabriquées 21, 22, 23 du module de construction 2 afin de créer un ensemble « structure portante 1 et module de construction 2 » monolithique. La face inférieure le de la structure portante 1 est au moins en partie recouverte par une plateforme 4 permettant la circulation des personnes en sécurité. Et la face supérieure Id est notamment pourvue d’organes de levage 5 permettant la manutention de la structure portante 1 par un engin de levage (non représenté). Elle peut également être en tout ou partie recouverte par un toit pour la protection des personnes contre les chutes de personnes et d’outils. La structure portante 1 constitue ainsi une structure ouverte, rigide, allégée et accessible aux personnes de chantier. Bien entendu, toute autre forme de construction peut convenir si elle respecte les contraintes mécaniques.
La structure portante 1 est constituée, dans l'exemple représenté en référence plus particulièrement aux figures 1 et 2 de la première variante de réalisation de l’invention, d’un assemblage de trois sous-ensembles, à savoir deux sous-ensembles de base 11 et 12, assemblés entre eux par un sous-ensemble intermédiaire 13. Ces sous-ensembles 11, 12, 13 constituent des modules, blocs ou unités définis de manière standardisée et permettant de concevoir très simplement et à moindre coût des structures portantes de différentes formes et dimensions qui soient ainsi adaptées facilement aux modules de construction 2 à réaliser. En référence plus particulièrement à la figure 1, les deux sous-ensembles de base 11 et 12 sont des parallélépipèdes rectangulaires. Us peuvent être identiques ou non. S’ils sont identiques, alors ils sont réversibles gauche/droite. S’ils ne sont pas identiques, alors ils constituent un sous-ensemble de base 11 gauche et un sous-ensemble de base 12 droite en regardant la figure 1. Le sous-ensemble intermédiaire 13 forme également un parallélépipède rectangle, permettant d’aligner et de lier les sous-ensembles de base 11 et 12 entre eux. Ce sous-ensemble intermédiaire 13 peut avoir une longueur fixe ou variable pour adapter la longueur totale de la structure portante 1 à la longueur du module de construction 2. La conception de la structure portante 1 en sous-ensembles permet avantageusement de concentrer les fonctions techniques sur les sous-ensembles de base 11 et 12, et de déporter la fonction réglage dimensionnel sur un sous-ensemble intermédiaire 13, qui peut être plus facilement fabriqué en différentes longueurs. Cette conception modulaire permet ainsi de répondre à une large gamme de formes et de dimensions du module de construction 2 à réaliser, réduisant ainsi les coûts de production et les frais de gestion. Le sous-ensemble intermédiaire 13 constitue également un moyen simple et économique d’adapter au moins une des dimensions transversales de la structure portante 1 au module de construction 2 à réaliser.
Toujours dans l’exemple représenté, chaque sous-ensemble de base 11, 12 comporte plus particulièrement quatre montants lia, 12a parallèles entre-eux, assemblés par quatre traverses inférieures 11c, 12c et quatre traverses supérieures lld, 12d définissant respectivement et au moins en partie la face inférieure le et la face supérieure Id de la structure portante 1. Une partie des montants lia, 12a de chaque sous-ensemble de base 11 et 12 définit les quatre faces latérales la, 1b de la structure portante 1 après assemblage. Ces montants lia, 12a comportent des premiers orifices traversants 6 pour le passage de premiers organes de fixation 60 agencés pour fixer deux des trois parois préfabriquées 21 et 22 en référence aux figures 3 et 4. Ces organes de fixation 60 peuvent être constitués de tiges filetées traversantes boulonnées ou de tout autre organe de fixation équivalent démontable. Pour faciliter cette opération, la sortie des orifices traversants 6 prévus dans les profilés lia, 12a est équipée d’écrous fixes 62 du côté intérieur de chaque sous-ensemble de base 11 et 12 (figures 1 à 3). Les montants lia, 12a des sous-ensembles de base 11 qui sont orientés vers l’arrière de la structure portante 1, en regardant la figure 1, comportent chacun un montant additionnel 11b, 12b décalé parallèlement, pour définir la face latérale 1b située à l’arrière de la structure portante 1 après assemblage. Ces montants additionnels 11b, 12b comportent également des premiers orifices traversants 6 pour le passage de premiers organes de fixation 60 agencés pour fixer la troisième paroi préfabriquée 23 en référence à la figure 5. Les montants lia, 12a, 11b et 12b correspondants peuvent comporter sur leurs faces externes, des patins de protection 61 (figures 1, 2 et 4) formant une surface d’appui pour les parois préfabriquées 21, 22, 23 lorsqu’elles sont fixées sur la structure portante 1. Ces patins de protection 61 sont de préférence réalisés dans une matière élastique, telle qu’un caoutchouc ou similaire, protégeant ainsi la surface des parois préfabriquées 21, 22, 23 des montants lia, 12a, 11b, 12b qui risqueraient de les abîmer, notamment lors du retrait de ladite structure portante 1 sur chantier, comme représenté à la figure 9.
La plateforme 4 de chaque sous-ensemble de base 11 et 12 peut être constituée par exemple d’une grille, d’un caillebotis ou similaire, et est agencée pour fermer l’accès sous les sous-ensembles de base 11, 12. Sur un des côtés, une partie de cette plateforme 4 peut être retirée. Elle comporte à cet effet une planche de rive 4a articulé au reste de ladite plateforme 4 pour être mobile entre une position dépliée (figures 5 à 7) dans laquelle elle ferme l’accès sous la plateforme 4 et une position repliée (figures 1 à 3) dans laquelle elle ouvre l’accès sous la plateforme 4, dont la fonction sera expliquée en référence aux figures 8 et 9. Cette planche de rive 4a, disposée à l’opposé de la paroi préfabriquée 23 arrière, permet en position dépliée de garantir une protection totale de la trémie 30, et en position repliée de gêner le retrait de la structure portante 1.
Les organes de levage 5 de chaque sous-ensemble de base 11 et 12 comportent, dans l’exemple représenté, plusieurs œillets de levage 5a alignés en une rangée centrée sur chaque sous-ensemble de base 11, 12 pour définir plusieurs positions de levage, afin de garantir l’horizontalité de la structure portante 1 qu’elle soit à vide ou en charge, et notamment lors de sa pose sur le chantier. Bien entendu, tout autre organe de levage équivalent et adapté à l’engin de levage prévu sur le chantier peut convenir.
Le sous-ensemble intermédiaire 13 comporte, dans l’exemple représenté plus particulièrement en référence aux figures 1 et 2, deux cadres 14 identiques, formés chacun par quatre profilés, dont deux profilés longitudinaux 14a et deux profilés transversaux 14b. Les profilés longitudinaux 14a déterminent la longueur du sousensemble intermédiaire 13. Les profilés transversaux 14b servent d’appui plan respectivement aux montants lia, 12a en regard des deux sous-ensembles de base 11 et 12 disposés de part et d’autre du sous-ensemble intermédiaire 13. Les cadres 14 comportent dans leurs profilés transversaux 14b des seconds orifices traversants 7 pour le passage d’organes de fixation 70 permettant un assemblage rigide du sousensemble intermédiaire 13 aux deux sous-ensembles de base 11 et 12 pour créer une structure portante 1 monolithique. Ces organes de fixation 70 peuvent être constitués de tiges filetées traversantes boulonnées ou de tout autre organe de fixation équivalent. Pour faciliter cette opération, la sortie des orifices traversants 7 prévus dans les profilés 14b est équipée d’écrous fixes 72 du côté intérieur de chaque sousensemble de base 11 et 12 (figures 2 et 5), et dans lesquels sont directement vissées des tiges filetées traversantes introduites par l’intérieur des cadres 14.
Chaque cadre 14 comporte en outre deux panneaux de fermeture 15 articulés sur son profilé longitudinal 14a inférieur. Ces panneaux de fermeture 15 sont par conséquent mobiles par pivotement autour de leur charnière entre une position ouverte dans laquelle le cadre 14 est ouvert autorisant l’accès aux seconds organes de fixation 70 (figure 1), et une position fermée dans laquelle le cadre 14 est fermé interdisant l’accès aux seconds organes de fixation 70 (figure 2). La position fermée des panneaux de fermeture 15 est par ailleurs verrouillée par un cadenas 15b inséré dans des boucles 15a prévues à cet effet sur les panneaux de fermeture ou par tout autre moyen de verrouillage adapté. De ce fait, la position montée de la structure portante 1 est verrouillée en usine et ne peut être ni démontée, ni modifiée en dehors de Γusine, évitant ainsi tout risque d’accident en cours de transport et sur le chantier. Bien entendu, tout autre mode de construction du sous-ensemble intermédiaire 13 peut être envisagé en respectant les contraintes mécaniques et sécuritaires de ce sousensemble.
Les figures 10A, 10B et 11 A, 11B illustrent deux autres variantes de réalisation d’une structure portante 100 et 200 selon rinvention. Dans les deux cas représentés, il s’agit de construire un décroché de murs sur un même niveau d’un bâtiment au moyen d’un module de construction 120, 220 constitué de trois parois préfabriquées 121, 122, 123 et 221, 222, 223 perpendiculaires deux à deux pour former un S ou deux L en opposition. Chaque structure portante 100, 200 comporte deux sous ensembles de base 11, 12, qui peuvent être identiques ou similaires à ceux décrits précédemment, et qui sont assemblés dos à dos ou cote à cote de part et d’autre d’une des parois préfabriquée 122, 222 constituant la paroi centrale du décroché de murs. Les deux sous-ensembles de base 11, 12 sont assemblés à la paroi préfabriquée centrale 122, 222 comme précédemment par des premiers organes de fixation 60 au travers de la paroi préfabriquée centrale 122, 222. Les deux autres parois préfabriquées 121, 123 et 221, 223 sont assemblées chacune à l’un des sousensembles de base 11, 12 sur l’une de ses faces latérales la, 1b correspondante par lesdits premiers organes de fixation 60. Chaque sous-ensemble de base 11, 12 comporte une plateforme 4 qui peut être prolongée par une planche de rive 4a pliable et dépliable. Dans l’exemple des figures 10A et 10B, les sous-ensembles de base 11, 12 sont parallélépipédiques et formés de quatre montants la, 1b. Dans l’exemple des figures 11A et 11B, les sous-ensembles de base 11, 12 comportent en outre et comme dans l’exemple des figures 1 à 9, des montants déportés 11b arrière. Encore une fois, ces exemples ne sont pas limitatifs et permettent d’illustrer la variété de configurations possibles que permet la structure portante 1, 100, 200 de l’invention.
Possibilités d'application industrielle :
Le procédé de construction selon l’invention est décrit à présent en référence à la réalisation d’un conduit vertical dans un bâtiment, par superposition de modules préfabriqués 2, en mettant en œuvre la structure portante 1 selon la première variante de réalisation de l’invention, et en référence aux figures 3 à 9. On utilise une structure portante 1 par module de construction 2. Après avoir monté en usine la structure portante 1 par assemblage de deux sous-ensembles de base 11 et 12 de largeur adaptée, de part et d’autre d’un sous-ensemble intermédiaire 13 de longueur adaptée (figure 1), et après avoir verrouillé cette position montée par cadenassage des panneaux de fermeture 15 (figure 2) ou par tout autre moyen de verrouillage adapté, on fixe les parois préfabriquées 21, 22, 23 d’un premier module de construction 2 à l’extérieur de la structure portante 1 pour créer un ensemble « structure portante 1 et module de construction 2 » monolithique prêt à être transporté. Il est bien entendu possible de monter la structure portante 1 sur chantier, mais cette possibilité présente moins d’avantages notamment en termes de rapidité et de temps de travail économisé sur le chantier.
En référence aux figures 3 à 5, on fixe l’une après l’autre les trois parois préfabriquées 21, 22, 23 contre les faces latérales la, 1b correspondantes de la structure portante len utilisant des premiers organes de fixation 60 traversant des trous prévus à cet effet dans lesdites parois préfabriquées 21, 22, 23, et les premiers orifices traversants 6 prévus dans lesdits montants lia et 12a correspondants. La fixation des parois préfabriquées 21, 22, 23 peut être effectuée depuis l’extérieur de la structure portante 1 en introduisant les tiges filetées dans les trous de chaque paroi puis dans les premiers orifices traversants 6 des montants lia, 12a et en vissant directement ces tiges filetées dans les écrous fixes 62 prévus à la sortie des orifices traversants 6. On obtient ainsi un module de construction 2 parfaitement d’équerre et totalement solidaire de la structure portante 1. La figure 5 permet d’illustrer l’échelle de la structure portante 1 par rapport à une personne debout sur la plateforme 4, la planche de rive 4a étant en position repliée.
En référence à la figure 6, l’ensemble monolithique constitué par la structure portante 1 et le module de construction 2 peut être manutentionné ainsi très facilement et sans risque ni pour le personnel, ni pour le matériel, afin d’être transporté sur un chantier. Pour cette opération, on peut replier la planche de rive 4a de la plateforme 4 pour éviter qu’elle ne gêne la manutention. On utilise un engin de levage classique représenté partiellement par son système de levage 50, 51, permettant de soulever cet ensemble du sol pour le déplacer du lieu de montage en usine sur une remorque de camion par exemple, puis de la remorque de camion sur une dalle de plancher 3 d’un bâtiment en construction. On fixe le système de levage de l’engin de levage aux organes de levage 5 prévus sur la structure portante 1. Ce système de levage est représenté par un crochet 51 portant deux élingues 50 dont chaque extrémité est couplée à un des œillets de levage 5a prévus sur chacun des sous-ensemble de base 11, 12. On choisit l’œillet de levage 5a qui permet au mieux de garantir l’horizontalité de l’ensemble « structure portante 1 et module de construction 2 » ou de la structure portante 1 seule.
En référence à la figure 7, on dépose l’ensemble « structure portante 1 et module de construction 2 » sur une dalle de plancher 3 à l’aplomb d’une trémie 30 en ayant préalablement pris soin de déplier la planche de rive 4a du plancher 4 pour obturer totalement l’accès à la trémie et assurer la sécurité du personnel de chantier. A cette étape, on peut procéder au coulage du béton de remplissage dans le noyau des parois préfabriquées 21, 22, 23 formant le module de construction 2 pour le solidariser et le liaisonner à la dalle de plancher 3.
En référence à la figure 8, après l’opération de bétonnage, on sécurise la trémie 30 pour pouvoir retirer la structure portante 1 du module de construction 2. On replie la planche de rive 4a du plancher 4 libérant un accès étroit à la trémie sous la plateforme 4 uniquement le long du côté ouvert du module de construction 2 entre les deux parois préfabriquées 21 et 22. Et on ferme cet accès par la pose d’une grille de protection 8 qui vient fermer le module de construction 2.
En référence à la figure 9, après la mise en sécurité de la trémie 30 et la réalisation de la dalle de plancher de l’étage supérieur, on peut accrocher les élingues 50 de l’engin de levage aux œillets de levage 5a pour retirer la structure portante 1 du module de construction 2, avant de poursuivre la réalisation des étages supérieurs. H est bien entendu possible de ne retirer les structures portantes 1 superposées qu’après la réalisation de plusieurs étages.
En effet, la construction du bâtiment peut se poursuivre, étage par étage, en positionnant un deuxième module de construction 2 qui sera amené par une deuxième structure portante 1, et ainsi de suite jusqu’à la fin de la réalisation du conduit vertical dans un bâtiment en construction. Ce conduit vertical, qui peut être continu ou non sur la hauteur du bâtiment, permet notamment la réalisation d’une cage d’ascenseur, d’une cage d’escalier, d’une gaine technique, etc. H est en outre possible d’équiper les structures portantes 1 d’un escalier intérieur (non représenté) pour réaliser une évacuation ou une circulation d’un niveau à l’autre durant la phase de construction du bâtiment.
H ressort clairement de cette description que l’invention permet d’atteindre les buts fixés, à savoir :
un assemblage contrôlé en usine des parois préfabriquées d’un module de construction 2, 120, 220 au moyen d’une structure portante 1, 100, 200 également assemblée en usine, une garantie de la verticalité et de la perpendicularité des parois préfabriquées module de construction ainsi assemblées, la suppression sur chantier des étais tirant-pou s s ants, la manutention facilitée sur chantier grâce à des organes de levage 5 intégrés à la structure portante, en fonction des variantes, des moyens de sécurité de la trémie 30 intégrés à la structure portante 1, aussi bien durant la phase de bétonnage du module de construction 2, qu’après cette phase de bétonnage, pendant et après le retrait de la structure portante 1, grâce à la présence d’une plateforme 4, des moyens de protection intégrés à l’interface des parois préfabriquées en béton et de la structure portante Isous la forme de patins de protection 61, qui évitent toute griffure ou rayure de la face intérieure des parois, notamment lors du retrait de la structure portante 1 sur chantier, un poids total de la structure portante 1 maîtrisé permettant d’être manutentionnée avec des moyens de levage habituels sur chantier.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier.
Notamment, la forme des modules préfabriqués 2, 120, 220 illustrés n’est pas limitative et est adaptable à toute partie de bâtiment à réaliser. De même, la structure portante 1, 100, 200 est modifiable à souhait du fait de sa construction modulaire, autorisant la création de tout type de structure adapté audit module de construction.

Claims (16)

  1. Revendications
    1. Procédé de construction d’une partie d’un bâtiment par un module de construction (2, 120, 220), dans lequel ledit module de construction (2, 120, 220) est réalisé à partir d’au moins deux parois préfabriquées (21, 22, 23 ; 121, 122, 123 ; 221, 222, 223) contigües, caractérisé en ce que l’on fabrique une structure portante (1) rigide adaptée audit module de construction à réaliser (2, 120, 220), en ce que l’on fixe temporairement lesdites parois préfabriquées (21, 22, 23 ; 121, 122, 123 ; 221, 222, 223) sur ladite structure portante afin de réaliser ledit module de construction (2, 120, 220), en ce que l’on obtient un ensemble « structure portante-module de construction » monolithique et transportable, et en ce qu’après la dépose dudit ensemble dans un bâtiment en cours de construction et solidarisation dudit module de construction audit bâtiment, l’on libère lesdites parois préfabriquées de ladite structure portante, et l’on retire ladite structure portante dudit module de construction qui reste en place dans ledit bâtiment.
  2. 2. Procédé de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour réaliser un conduit vertical dans un bâtiment par superposition d’au moins un premier module et un second module de construction, on effectue chronologiquement les opérations suivantes :
    a. l’on fixe temporairement des parois préfabriquées (21, 22, 23) d’un premier module de construction (1) sur les faces latérales (la, 1b) correspondantes d’une première structure portante (1) pour créer un premier ensemble « structure portante-module de construction » monolithique,
    b. l’on manutentionne ce premier ensemble « structure portante-module de construction »,
    c. l’on dépose ce premier ensemble « structure portante-module de construction » à l’aplomb d’une trémie (30) prévue dans une dalle de plancher (3) du bâtiment,
    d. l’on désassemble ledit premier module de construction (2) de ladite première structure portante (1),
    e. l’on retire ladite première structure portante (1) dudit premier module de construction (2), et en ce que l’on recommence les opérations a) à e) avec ledit au moins deuxième module de construction (2) pour l’amener en superposition sur ledit premier module de construction (2).
  3. 3. Procédé de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour réaliser un conduit vertical dans un bâtiment par superposition d’au moins un premier module et un second module de construction, on effectue chronologiquement les opérations suivantes :
    a. l’on fixe temporairement des parois préfabriquées (21, 22, 23) d’un premier module de construction (1) sur les faces latérales (la, 1b) correspondantes d’une première structure portante (1) pour créer un premier ensemble « structure portante-module de construction » monolithique,
    b. l’on manutentionne ce premier ensemble « structure portante-module de construction »,
    c. l’on dépose ce premier ensemble « structure portante-module de construction » à l’aplomb d’une trémie (30) prévue dans une dalle de plancher (3) du bâtiment,
    d. en ce que l’on recommence les opérations a) à c) avec ledit au moins deuxième module de construction (2) pour l’amener en superposition sur ledit premier module de construction (2),
    e. l’on désassemble lesdits premier et second modules de construction (2) desdites première et seconde structures portantes (1), et
    f. l’on retire lesdites première et seconde structures portantes (1) successivement.
  4. 4. Procédé de construction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’on prépare en usine ledit ensemble « structure portante-module de construction » monolithique, et en ce que l’on transporte sur chantier ledit ensemble.
  5. 5. Procédé de construction selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’on fabrique ladite structure portante (1, 100, 200) à partir de sous-ensembles (11, 12, 13) permettant d’adapter ladite structure portante audit module de construction (2, 120, 220) à réaliser.
  6. 6. Procédé de construction selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’on verrouille en usine la structure portante (1, 100, 200) après assemblage desdits sous-ensembles (11, 12, 13) pour empêcher son démontage sur chantier.
  7. 7. Procédé de construction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’on intègre dans ladite structure portante (1, 100, 200) au moins une plateforme (4) et des organes de levage (5).
  8. 8. Structure portante (1, 100, 200) d’un module de construction (2) pour la construction d’une partie d’un bâtiment conformément au procédé de construction selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit module de construction (2, 120, 220) étant réalisé à partir d’au moins deux parois préfabriquées (21, 22, 23) contigües, caractérisée en ce que ladite structure portante (1, 100, 200) a une forme adaptée audit module de construction (2, 120, 220) à réaliser, en ce qu’elle comporte des faces latérales (la, 1b), une surface inférieure (le) et une surface supérieure (Id), et en ce que lesdites faces latérales (la, 1b) comportent des premiers orifices traversants (6) pour recevoir des premiers organes de fixation (60) agencés pour fixer temporairement lesdites parois préfabriquées (21, 22, 23) et former ledit module de construction (2).
  9. 9. Structure portante selon la revendication 8, caractérisée en ce que la face inférieure (le) comporte une plateforme (4).
  10. 10. Structure portante selon la revendication 8, caractérisée en ce que la surface supérieure (Id) comporte des organes de levage (5).
  11. 11. Structure portante selon la revendication 8, caractérisée en ce qu’elle est fabriquée à partir de sous-ensembles (11, 12, 13) agencés pour adapter la forme et les dimensions de ladite structure portante (1, 100, 200) aux dimensions dudit module de construction (2, 120, 220) à réaliser.
  12. 12. Structure portante selon la revendication 11, caractérisée en ce qu’elle comporte deux sous-ensembles de base (11, 12) assemblés entre eux par un sousensemble intermédiaire (13) au moyen de seconds organes de fixation (70), ledit sous-ensemble intermédiaire (13) ayant des dimensions variables en fonction dudit module de construction (2, 120, 220) à réaliser.
  13. 13. Structure portante selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit sousensemble intermédiaire (13) comporte au moins un cadre (14) ouvert pourvu de seconds orifices traversants (7) pour recevoir lesdits seconds organes de fixation (70), et deux panneaux de fermeture (15) agencés pour fermer ledit cadre (14) après assemblage dudit sous-ensemble intermédiaire (13) auxdits sous-ensembles de base (11, 12) et empêcher l’accès auxdits seconds organes de fixation (70).
  14. 14. Structure portante selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits panneaux de fermeture (15) sont articulés sur ledit cadre (14) entre une position ouverte dans laquelle le cadre (14) est ouvert et les seconds organes de fixation (70) sont accessibles, et une position fermée dans laquelle le cadre (14) est fermé et les seconds organes de fixation (70) sont inaccessibles, et en ce que ladite position fermée est verrouillée par des moyens de verrouillage.
  15. 15. Structure portante selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite plateforme (4) comporte au moins une planche de rive (4a) mobile entre une position dépliée dans laquelle la planche de rive (4a) ferme l’accès sous ladite plateforme (4) et une position repliée dans laquelle la planche de rive (4a) dégage en partie l’accès sous ladite plateforme (4).
  16. 16. Structure portante selon la revendication 8, caractérisée en ce que les faces latérales (la, 1b) de ladite structure portante (1, 100, 200) comportent sur leurs faces externes des patins de protection (61) agencés pour former une surface d’appui pour lesdites parois préfabriquées (21, 22, 23) lorsqu’elles sont fixées sur 10 ladite structure portante.
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