EP4702198A2 - Système de construction de bâtiments à éléments porteurs creux assemblables et procédé de fabrication - Google Patents

Système de construction de bâtiments à éléments porteurs creux assemblables et procédé de fabrication

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EP4702198A2
EP4702198A2 EP24722740.8A EP24722740A EP4702198A2 EP 4702198 A2 EP4702198 A2 EP 4702198A2 EP 24722740 A EP24722740 A EP 24722740A EP 4702198 A2 EP4702198 A2 EP 4702198A2
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EP
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load
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peripheral wall
bearing
recesses
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Application number
EP24722740.8A
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Igor USTINOV
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Original Assignee
Uhcs Property Sa
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Abstract

L'invention propose un système de construction de bâtiments, à éléments porteurs creux assemblables, comprenant une pluralité d'éléments porteurs, comme des poutres, des poteaux, des poutrelles, chaque élément porteur possédant une forme polyédrique, s'étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, deux des quatre faces latérales comportent deux renfoncements longitudinaux sous forme de rainures s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements possédant des dimensions à l'extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l'intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d'un autre élément d'un système de construction. L'élément porteur comporte un logement s'étendant de l'une desdites extrémités ouvertes à l'autre pour former un manchon apte à accueillir un autre élément structurel ou de renfort du système de construction.

Description

Système de construction de bâtiments à éléments porteurs creux assemblables et procédé de fabrication
La présente invention se rapporte à une poutre ou poteau d’un système de construction notamment pour un module d’un bâtiment, une habitation ou un garage, ou autres locaux, dont les éléments principaux peuvent être en matière plastique, notamment en matière plastique recyclé ou en bois recyclé, ou tout autre objet construit par l’assemblage de ce système de construction dont les éléments peuvent être en matière plastiques et/ou en composites.
La présente invention propose un système de construction pour bâtiments comportant des éléments porteurs creux assemblables, ainsi que divers éléments porteurs, divers renforts et divers accessoires d’assemblage.
La présente invention permet donc d’optimiser et rationaliser l’utilisation des éléments porteurs (poutres, poteaux, poutrelles, etc.) et bénéficier du meilleur ratio pour la modularité architecturale, ainsi que pour les efforts structurels.
Un autre but de la présente invention est de proposer une poutre ou un poteau permettant de réaliser un système de construction allégé dont le montage, pour un grand nombre d’édifices, est simplifié et encore plus rigide avec un nombre réduit de parties standardisées et complémentaires entre elles pour constituer les éléments de construction.
Dans la présente demande, les termes « poutre », « poteau » ou « poutrelle » sont utilisés pour désigner les éléments porteurs mais ils ne sont pas limitatifs car ils concernent tout type d’élément structurel d’une construction, destiné à supporter une charge et assurer la stabilité de la construction ou édifice.
Un des buts de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un système de construction modulaire permettant de consolider les divers éléments structurels du système simplement, à moindre i coût, tout en garantissant une fiabilité et une stabilité optimale, ainsi qu’une grande diversité des configurations possibles du système.
Ce but est atteint par un système de construction de bâtiments, à éléments porteurs creux assemblables, comprenant une pluralité d’éléments porteurs, tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, qui sont creux et assemblables, chaque élément porteur possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon apte à accueillir au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction.
Selon une autre particularité, le logement forme un manchon parallélépipédique, avec une section de dimensions inférieures à celles de l’élément porteur, définissant une paroi intérieure de l’élément porteur reliée à ladite paroi extérieure par des traverses longitudinales.
Selon une autre particularité, le logement forme un manchon polyédrique dont les faces périphériques sont délimitées par des traverses longitudinales reliant la surface interne d’une face de la paroi périphérique à la surface interne d’une autre face.
Selon une autre particularité, le logement possède une orientation tournée d’un angle déterminé par rapport à l’orientation des parois périphériques de l’élément porteur.
Selon une autre particularité, le logement de l’élément porteur est ouvert sur une face ou un angle des parois périphériques, pour accueillir un autre élément porteur de dimensions réduites et complémentaire de celles du logement pour l’assemblage avec au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction.
Selon une autre particularité, le logement ouvert tourné d’un angle déterminé est configuré pour recevoir un élément porteur apte à être assemblé avec au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction, orienté selon cet angle déterminé.
Selon une autre particularité, le système comporte au moins un profilé de renfort de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins une des quatre faces latérales possédant des protubérances longitudinales de formes et dimensions complémentaires à celles des renfoncements des éléments porteurs, de sorte que le profilé de renfort soit apte à être juxtaposé à au moins de ces derniers, par coulissement selon l’axe longitudinal, afin de renforcer le système dans au moins une direction de l’espace.
Selon une autre particularité, le profilé de renfort comporte, sur la face opposée à celle comportant les protubérances, au moins un renfoncement longitudinal de formes et dimensions similaires ou identiques aux renfoncements des éléments porteurs.
Selon une autre particularité, le système comporte au moins un renfort intérieur de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes.
Selon une autre particularité, les formes et dimensions du renfort intérieur sont complémentaires d’au moins un logement d’au moins un élément porteur ou d’un espace intérieur présent dans le polyèdre d’au moins un profilé de renfort du système.
Selon une autre particularité, le renfort intérieur comporte des travers longitudinales définissant des logements de fixation à chacune des deux extrémités ouvertes du renfort intérieur aptes à recevoir des pattes de fixation d’un sabot de fixation de renfort intérieur configuré pour recevoir des tenons aptes à fixer ce sabot et le renfort intérieur dans au moins un renfoncement d’au moins un élément porteur.
Selon une autre particularité, au moins certains des éléments structurels ou de renfort du système de construction sont remplis, pendant leur assemblage entre eux et l’édification du bâtiment, avec de la mousse expansée, de la terre durcie, de la céramique, de l’agrégat minéral, de béton armé ou pas, ou toute matière ou combinaison de matières, solidifiée permettant de renforcer l’ensemble.
Un des buts de l’invention est de proposer un élément porteur pour construction de bâtiment qui permette un assemblage facilité avec un renforcement amélioré.
Ce but est atteint par un élément porteur, par exemple poutre ou poteau, creux et modulable pour système de construction de bâtiment selon l’invention, permettant un emboitement de plusieurs éléments entre eux, ledit élément porteur possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon apte à accueillir un autre élément apte à accueillir au moins un autre élément structurel du système de construction.
Un des buts de l’invention est de proposer un élément porteur pour construction de bâtiment qui permette un assemblage facilité dans les trois dimensions de l’espace, en limitant le nombre d’éléments nécessaire tout en garantissant une bonne stabilité de la construction.
Ce but est atteint par un élément porteur, par exemple poutre ou poteau, creux et assemblable pour système construction, ledit élément porteur possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, caractérisé en ce qu’au moins deux desdits renfoncements sont disposés symétriquement de part et d’autre de la ligne médiane longitudinale de ladite face latérale.
La présente invention concerne aussi un ensemble de plusieurs poutres ou poteaux creux d’un système de construction, comportant une pluralité de poutres toutes de la même longueur et une pluralité de poteaux tous de la même longueur. C’est lors du montage, en particulier pour les poteaux, que les dimensions seront ajustées en fonction de la structure à monter.
L’invention concerne également un assemblage de plusieurs poutres ou poteaux creux d’un système de construction, dans lequel au moins une poutre ou au moins un poteau est renforcé par l’utilisation d’une autre poutre ou poteau à l’intérieur.
L’invention concerne également une poutre ou poteau, monobloc ou non, renforcée par un manchon enfilé autour de cette poutre ou ce poteau.
L’invention concerne également une poutre ou poteau, assemblée en plusieurs éléments complémentaires entre eux et stabilisé et renforcée par un renfort en coin ou un renfort latéral, dans le même matériau (par exemple PET fibré) ou un matériau différent (par exemple métal). De préférence, les poutres et/ou les poteaux sont assemblés bout-à-bout par des inserts insérés dans les extrémités des ouvertures aux extrémités des poutres ou poteaux. Certains éléments porteurs comportent des blocs ou éléments d’entourage assemblés entre eux par des moyens de coopération.
Dans le cadre de structures à étages, deux côtés adjacents d’un poteau central sont fixés chacun à un autre poteau, la hauteur de la construction étant déterminée par la longueur du poteau central.
Selon la présente invention, les constructions peuvent se faire selon 6 directions (haut, bas, gauche, droite, devant, derrière).
Un autre but de la présente invention est de permettre la fabrication d’éléments structurels d’un système de construction qui soient suffisamment stables et fiables (e.g., solides, résistants, durables) à partir de matière plastique, de préférence recyclée.
Ce but est atteint par un procédé de fabrication d’éléments structurels pour système de construction de bâtiments comprenant une pluralité d’éléments porteurs (EP), tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, qui sont creux et assemblables entre eux à partir d’une matière plastique, caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins une étape de préparation de matière par un mélange de PET et/ou de PEF avec au moins une charge, de préférence fibreuse, et généralement au moins un additif,
- au moins une étape de sélection d’au moins un profilé dont la forme est déterminée d’une part en fonction des caractéristiques des éléments structurels et de la densité de ladite matière de façon à obtenir un poids inférieur à 15kg par mètre linéaire de profilé,
- au moins une étape de compoundage à partir de ce mélange avec application d’un vide compris entre -30 et -90 kPa de façon à obtenir un MFI inférieur à 10,
- au moins une étape d’extrusion du compound et de refroidissement pour obtenir lesdits éléments. Selon une autre particularité, le vide appliqué est compris entre -40 et - 80 kPa et de préférence de l’ordre de -60kPa et le MFI est inférieur à 8.
Selon une autre particularité, ladite charge est minérale et comporte de du verre et/ou du carbone et/ou du basalte.
Selon une autre particularité, ladite sélection de la forme du profil est réalisée pour obtenir un poids inférieur à 10 kg par mètre linéaire de matière.
Selon une autre particularité, l’étape d’extrusion du compound est réalisée avec un débit compris entre 800 et 1000 kg/h et une vitesse comprise entre 300 et 400 tr/min.
Les caractéristiques de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs formes d’exécutions données uniquement à titre d’exemple en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles :
- Les figures 1 A, 1 C et 1 D représentent des vues schématiques filaires de la section transversale d’un élément porteur selon divers modes de réalisation et la figure 1 B représente une vue schématique filaire de la section transversale d’un élément porteur selon la figure 1A contenant un autre élément porteur identique mais de taille plus réduite ;
- Les figures 2A et 2B représentent, respectivement, une vue en coupe transversale et une vue schématique filaire, d’un manchon selon certains modes de réalisation et les figures 2C et 2D représentent, respectivement, une vue en coupe transversale et une vue schématique filaire, d’un élément porteur formant manchon selon d’autres modes de réalisation ;
- Les figures 3A, 3B, 3C, 3D, 3E et 3F représentent des vues schématiques filaires de la section transversale d’éléments porteurs selon divers modes de réalisation ; - Les figures 4A, 4B, 4C, 4D et 4E représentent des vues schématiques filaires de la section transversale d’éléments porteurs selon divers modes de réalisation ;
- La figure 5A représente une vue schématique filaire de la section transversale d’un profilé de renfort selon certains modes de réalisation, la figure 5B représente une vue schématique filaire de la section transversale d’un renfort intérieur selon certains modes de réalisation, les figures 5C et 5D représentent des vues schématiques filaires de la section transversale de profilés de renforts contenant un renfort intérieur selon divers modes de réalisation et la figure 5E représente une vue schématique filaire de la section transversale d’un élément porteur contenant des renforts intérieurs selon certains modes de réalisation ;
- Les figures 6A et 6B représentent des vues en perspective de supports d’assemblage pour éléments porteurs selon divers modes de réalisation, la figure 6C représente des vues en perspective de deux supports d’assemblage pour éléments porteurs selon certains modes de réalisation, dans deux orientations différentes permettant leur assemblage représenté sur la figure 6D ;
- Les figures 7A, 7B et 7C représentent des vues en perspective de socles pour éléments porteurs selon divers modes de réalisation ;
- Les figures 8A et 8B représentent des vues en perspective d’embouts de profils pour la fixation d’éléments porteurs ou d’équerres, la figure 8C représente une vue en perspective d’un insert pour assemblage d’élément porteur, la figure 8D représente une vue en perspective d’un tenon de fixation, la figure 8E représente une vue en perspective d’un sabot de fixation pour renfort intérieur et la figure 8F représente une vue en perspective de deux variantes de sabots de fixation pour poutrelle ; - La figure 9A représente une vue schématique filaire de la section transversale de deux éléments porteurs emboîtés l’un dans l’autre selon certains modes de réalisation et la figure 9B représente une vue en perspective d’un ensemble d’accessoires d’assemblage pour éléments porteurs, avec deux supports d’assemblage, un socle pour élément porteur, deux équerres de renforcement et des tenons de fixation ;
- La figure 10A représente une vue en perspective d’une partie d’un assemblage d’éléments porteurs, montrant trois éléments porteurs, avec un profilé de renfort disposé juxtaposé parallèlement à un élément porteur et plusieurs renforts intérieurs disposé perpendiculairement à un élément porteur, la figure 10B représente une vue en perspective d’une partie d’un assemblage d’éléments porteurs tel que sur la figure 10A, mais comprenant un élément porteur supplémentaire avec des poutrelles assemblées entre cet élément porteur supplémentaire et un autre élément porteur.
L’invention propose un système de construction pour bâtiments, tels que des habitations ou autres locaux, généralement sur un ou plusieurs niveaux. Ce système est avantageusement composé d’éléments porteurs (EP) creux assemblables entre eux, ainsi que divers éléments structurels tels que des profilés de renfort (F), des renforts intérieurs (D) et des poutrelles (P) ainsi que des éléments de consolidation tels que des manchons (M), des renforts de coin (RC) et des renforts latéraux (RL), mais également divers accessoires d’assemblage tels que des socles (21 ) ou des supports (26), des équerres (27) de renforcement ou des embouts de profils (28) pour la fixation des élément porteurs (EP) et/ou des équerres (27) sur les supports (26).
Les éléments porteurs (EP) creux peuvent être composés de divers matériaux, notamment composites. Ils sont généralement obtenus par extrusion, de préférence en usant de la technique du « compounding » selon la terminologie anglaise, permettant de mélanger divers composants pour former des granules facilement exploitables dans une extrudeuse. Certains éléments du système peuvent être en métal (alliages divers), comme notamment les accessoires d’assemblage et/ou de renfort (21 , 26, 27 28), mais la plupart des éléments structurels (EP, D, F, P, A, B) sont généralement en matériau polymère ou composite, à base de matières plastiques et/ou de bois. Dans certains modes de réalisation, au moins les éléments structurels du système sont formés à partir de polyéthylène (PET), de préférence recyclé, que l’on associe de préférence à de fibres de verre pour consolider le produit final obtenu. Le PET (ou Polytéréphtalate d'éthylène) est un composé chimique plus connu sous le nom anglais de polyethylene terephthalate (d’où son acronyme PET le plus répandu), que l'on trouve également avec l'acronyme PETE. Il s’agit d’un polymère de type polyester saturé thermoplastique, par opposition aux polyesters thermodurcissables. C’est un candidat de choix pour les applications de la présente demande mais pas le seul et d’autres polymères comme par exemple le Polyéthylène-furanoate (PEF) qui constitue déjà un concurrent au polyéthylène (PET) classique. En effet, le PEF est constitué de monoéthylène glycol, issu de la transformation de la canne à sucre, et d'un acide furanique : le FDCA, synthétisé à partir de plantes ou de résidus agricoles. L'acide 2,5- furandicarboxylique (FDCA) est un composé chimique organique constitué de deux groupes acide carboxylique attachés à un cycle furane central. Le procédé de fabrication détaillé plus loin dans la présente demande peut donc s’appliquer à divers polymères basés sur des monomères d’éthylène, mais d’autres monomères sont également envisageables. En revanche, la plupart des autres matières plastiques connus dans le domaine de l’extrusion (comme le PEHC ou le PVC pour n’en citer que deux) ne possèdent pas des propriétés physicochimiques, notamment de résistance mécanique, compatibles avec les applications prévues dans la présente demande. Le PET (ou le PEF), de préférence renforcé avec au moins une « charge », par exemple minérale et de préférence fibreuse, reste donc préféré au moins pour la fabrication des éléments porteurs (EP) mais également pour l’ensemble des éléments structurels (EP, D, F, P, A, B). Le terme « charge » est employé dans la présente demande (lorsqu’il s’agit des matériaux utilisés, mais pas lorsqu’il s’agit d’une force ou contrainte exercée) pour désigner, de façon classique, un matériau additionnel rajouté sous forme solide (agglomérats ou particules, tels que des billes, ou sous forme de fibres ou paillettes par exemple) et résistant au procédé de fabrication (pour conserver sa forme solide) et fournir au produit final ses propriétés mécaniques (élasticité, solidité, résistance au feu, etc.). Dans divers modes de réalisation de la présente invention, cette charge comporte de préférence au moins un matériau minéral, mais peut (en alternative ou en complément) comporter un matériau métallique et/ou à base de polymère et/ou végétal, avec une préférence pour les fibres à base de minéraux. La présente demande décrit donc parfois les caractéristiques physico-chimiques (notamment mécaniques) et/ou la méthode de fabrication des éléments porteurs (EP) seulement pour simplifier les explications, mais la portée n’est pas limitée à ces seuls éléments et s’étend en fait également à tous les éléments structurels (EP, D, F, P, A, B). De même, la présente demande décrit le procédé en référence au PET, mais couvre en fait également le PEF, voire d’autres polymères, de préférence à base d’Ethylène. En particulier, certains modes de réalisation concernent le procédé ou la méthode de fabrication de ces éléments car cette fabrication avec un tel matériau que le PET (ou le PEF) pose des problèmes techniques, notamment en termes de dimensions et poids qui découlent des applications visées par la présente demande (notamment des bâtiments). En effet, l’extrusion du PET est généralement limitée à des fils de petite taille, comme par exemple des tailles telles que celles utilisées dans les imprimantes 3D, tandis que les éléments porteurs (EP) de la présente demande possèdent des longueurs de l’ordre du mètre (un peu moins d’un mètre jusqu’à plusieurs mètres) et des sections de l’ordre de la dizaine de centimètres (un peu moins de dix centimètres jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres). Cependant, l’invention prévoit que la section des éléments porteurs (EP) ne soit pas pleine et avantageusement creuse avec des parois dont l’épaisseur est de l’ordre du centimètre (un peu moins d’un centimètre jusqu’à quelques centimètres), ce qui rend possible leur fabrication par compoundage (ou « compounding » en anglais) et extrusion, comme détaillé ci-après. En effet, la fabrication d’éléments porteurs (EP) formés d’un seul bloc au lieu d’être composés de plusieurs éléments complémentaires assemblés entre eux comme dans la présente demande, pose de trop nombreux problèmes techniques, parce que l’extrusion de tels éléments n’aboutit pas à des éléments solides utilisables pour les applications visées. Le compoundage est un procédé d’extrusion-granulation permettant le mélange par fusion d’un polymère (résine thermoplastique) avec un ou plusieurs additifs afin d’obtenir une matière plastique sous forme de mélanges- maîtres (ou « compounds » en anglais) aux caractéristiques physiques ou thermiques propres (antistatique, glissant, anti-UV, antioxydant, etc.). Ces additifs peuvent être solides, liquides, en poudres et les mélanges de polymères, parfois sous forme de granulés ou balles (de caoutchouc ou d'élastomères), font généralement partie du savoir-faire. Les granulés plastiques obtenus par compoundage peuvent être « chargés » en fibres ou billes, c’est-à-dire être complétés avec au moins une « charge » permettant de renforcer certaines propriétés mécaniques du produit final. Cette « charge » est de préférence fibreuse et généralement minérale, par exemple en carbone ou en verre, ou encore en basalte, mais peut également inclure des fibres ou billes d’au moins un polymère (identique à ou au moins compatible avec le polymère principal du compound) et/ou d’au moins un composant métallique (comme par exemple des paillettes ou fibres d’un métal ou alliage), voire même d’au moins un composant végétal (par exemple les rares fibres végétales capables de supporter les températures impliquées par le procédé de fabrication). Certains modes de réalisation de la présente invention concernent donc la fabrication de tels éléments porteurs (EP) assemblables, par ce type de technique d’extrusion- granulation (ou « compounding-extrusion »), de préférence avec des compounds du type de ceux décrits ci-après mais surtout selon un procédé tel que détaillé ci-après.
En effet, divers additifs sont de préférence ajoutés à la composition pour assurer des performances optimales, notamment en ce qui concerne l’extrusion et la stabilité dans le temps. Ainsi, une composition préférée pour ces éléments creux comporte :
- 50 à 70% de PET (et/ou de PEF), de préférence 60% (total)
- 30 à 50 % de fibre de verre, de préférence environ 38%
- 0, 1 à 2%, de préférence environ 0,2 à 1 %, de réactif polymère multifonctionnel, de préférence extendeur de polymérisation, par exemple tel que le Joncryl ou éventuellement le PDMA (Pyromellitic anhydride selon la terminologie anglaise). - Au moins un anti-oxydant, par exemple tel que l’Irganox (par exemple l’Irganox 561 B) et/ou le Thinuvin (par exemple le Tinuvin 5617 et/ou le Tinuvin 1577), pour la protection notamment contre les ultra-violets, avec un pourcentage global compris entre 0,1 et 2%, de préférence 0,2 à 1 %.
- Eventuellement au moins un additif anti-feu ou ralentisseur de feu pour ignifuger ou rendre le produit moins inflammable, mais l’utilisation de revêtements anti-feu sur un produit ne comportant pas de tel additif s’avère également efficace tout en étant plus facile à mettre en œuvre,
- Eventuellement au moins un autre additif tel qu’un modificateur d’impact (ou « impact modifier » en anglais), connus pour améliorer les performances des matériaux, comme la résistance par exemple, grâce à la capacité à se lier chimiquement ou mécaniquement au polymère matriciel. Des études sur les mélanges basiques de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et de poly(téréphtalate de butylène) (PBT) ont été réalisées par divers chercheurs au cours des dernières décennies et certains modes de réalisation tirent avantage de tels modificateurs d’impact.
Concernant le réactif polymère multifonctionnel, différents types de composés sont possibles et un composé de type Joncryl est généralement préféré. De plus, il est possible d’utiliser un ou plusieurs Joncryl parmi ceux disponibles sur le marché, comme par exemple Joncryl 4400 et/ou le Joncryl 4468, avec par exemple un pourcentage individuel de 0,1 à 0,5% de chacun d’entre eux et donc un pourcentage global de 0,2 à 1 %).
Concernant le (ou les) composé(s) anti-oxydant(s), l’Irganox est connu comme étant composé de phénols et de thioéthers à encombrement stérique ainsi que de mélanges de différentes technologies anti-oxydantes. Le Tinuvin appartient à la classe des hydroxyphénylbenzotriazoles, conférant une bonne stabilité à la lumière à une grande variété de polymères. Différents antioxydants et anti-ultraviolets sont possibles, mais ces deux composés ont été observés dans le cadre de la présente demande comme particulièrement avantageux en combinaison l’un avec l’autre, notamment avec un pourcentage de Tinuvin (ou parfois « Thinuvin ») de 0,1 à 0,5% et un pourcentage d’Irganox de 0,2 à 0,8%d’lrganox.
Une caractéristique avantageuse du système concerne le fait qu’il comporte des éléments porteurs (EP), tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, etc. qui sont creux et assemblables entre eux. Une caractéristique avantageuse du procédé concerne le fait que ces éléments porteurs (EP) sont obtenus en modifiant les techniques de com poundage-extrusion connus et en tirant parti du fait qu’ils soient creux.
D’une manière générale, les éléments porteurs (EP) sont de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes communicantes entre elles (par le fait que les éléments porteurs sont creux) et comportent au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes formant une paroi extérieure ou périphérique de l’élément porteur (EP). La section (transversalement à l’axe longitudinal) des éléments porteurs (EP) peut être carrée ou rectangulaire, mais éventuellement hexagonal ou tout type de polygone. Les figures schématiques filaires sont donc utilisées dans la présente demande pour illustrer plus simplement les exemples non limitatifs de profilés et les configurations possibles. En particulier, ces illustrations permettent de montrer deux avantages des configurations présentées dans la présente demande. Dans certaines configurations, il est tiré avantage du fait que les éléments porteurs (EP) sont creux et comportent un logement intérieur longitudinal (s’étendant d’une extrémité à l’autre de l’élément) pour accueillir un autre élément du système, comme détaillé ci-après. De plus, certains configurations tirent avantage du fait qu’au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction. De préférence, ces renfoncements sont en forme de queue d’aronde, afin d’assurer une bonne stabilité de l’assemblage entre les moyens femelles formés par ces renfoncements (10) et les moyens mâles complémentaires des autres éléments du système. Ainsi, ces renfoncements (10) en forme de rainure ou rails permettent d’assembler les éléments porteurs par coulissement (translation parallèle à l’axe longitudinal) qui facilite l’assemblage tout en assurant une bonne fiabilité contrairement à des assemblages par des moyens déformables (clipsables) comme dans certains systèmes de l’art antérieur. En effet, les formes et dimensions de ces rainures imposent un assemblage par coulissement uniquement et empêche l’arrachement des éléments ainsi assemblés. De plus, comme les parois périphériques sont munies de ces renfoncements (10), le reste des faces de ces parois fournit une surface d’appui suffisante pour stabiliser les éléments entre eux, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas des constructions de bâtiments visés par la présente invention, dont les dimensions imposent des contraintes importantes. En effet, les forces exercées sur les éléments nécessitent que leur configuration permette une stabilité importante. Ainsi, les poutres (EP) ont deux rails symétriques, ou renfoncements (10) dans leurs longueurs servant à coulisser d’autre éléments du système, comme par exemple des renforts ou des accessoires ou outillages d’assemblage ou de support. Ainsi, le fait qu’au moins une ou deux des faces des éléments porteurs comportent deux rainures parallèles permet que deux éléments porteurs (EP) assemblés perpendiculairement entre eux puisse servir de structure de maintien à un treillis composés des profilés (P) tels que des poutrelles par exemple, agencés perpendiculairement entre eux. En effet, une des rainures (10) d’un des deux éléments porteurs (EP) permet la fixation d’un premier profilé (P) dans une première direction et la rainure (10) de l’autre élément porteur (EP) perpendiculaire permet la fixation d’un second profilé (P) dans une seconde direction perpendiculaire à la première, par exemple comme illustré sur la figure 10B. De tels profilés ou poutrelles (P) ont une section de dimension réduite par rapport à celles des élément porteurs (EP) sur lesquels ils sont fixés par exemple à l’aide de sabots (18) tels qu’illustré sur la figure 8F, grâce à des tenons (19) fixés sur ces sabot (18) et aptes à coopérer avec les renfoncements (10) des éléments porteurs (EP). La figure 8F montre deux variantes de tels sabots (18) qui comportent un cadre de support avec une plaque (180) pour retenir l’extrémité d’une poutrelle verticalement, deux plaques latérales disposées perpendiculairement de part et d’autre de la plaque support (180) et une plaque de fixation muni des trous pour la fixation de tenons (19). La figure 10B illustre l’utilisation de ces sabots (18) pour l’assemblage des poutrelles (P) sur les poutres ou poteaux (EP). Les sabots (18) de fixation de poutrelle sont de préférence en métal. De tels tenons (19) sont par exemple configurés comme illustré sur la figure 8D et comportent un élément (19) parallélépipédique ouvert sur une face, formant une section en U dans laquelle est insérée une cale chanfreinée (22) dont le serrage dans le logement du tenon permet de déformer le U et obtenir une forme complémentaire des renfoncements (10) afin d’assurer une fixation fiable. De plus, diverses tailles de tenons sont prévues, pour pouvoir épouser les formes des diverses tailles de renfoncements (10) ménagés sur les éléments porteurs par exemple dans le cas où l’élément porteur est emboité dans un manchon (M) creux possédant également des renfoncements épousant ceux de l’élément porteur ou dans des renforts en coin (RC) ou encore des renforts latéraux (RL) lorsque ceux-ci possèdent des renfoncements (10) épousant ceux de l’élément porteur, comme détaillé ci- après pour les assemblages d'éléments porteurs (EP) emboités entre eux.
Certains modes de réalisation de l’invention concernent donc un élément porteur (EP), par exemple poutre ou poteau, creux et assemblable pour un système construction de bâtiment, ledit élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, caractérisé en ce qu’au moins deux desdits renfoncements (10) sont disposés symétriquement de part et d’autre de la ligne médiane longitudinale de ladite face latérale. Par la disposition symétrique des deux renfoncements (10) de part et d’autre de la ligne médiane longitudinale de l’élément porteur, des profilés peuvent donc être disposés perpendiculairement entre eux dans un plan parallèle à celui dans lequel sont assemblés deux éléments porteurs, ce qui assure un ensemble facile à assembler et peu coûteux, tout en garantissant une bonne stabilité. Un tel assemblage peut servir par exemple de plancher (horizontal) ou de paroi (verticale) pour la construction. De plus, si les profilés (P) possèdent des dimensions, dans une direction perpendiculaire au plan contenant les renfoncements (10) de deux éléments porteurs (EP) assemblés, qui sont inférieures ou égales à la moitié des dimensions des faces de ces éléments porteurs dans cette même direction, on obtient une structure formant une surface adaptée à accueillir un revêtement de sol ou de cloison, tout en laissant de la place pour le passage d’équipements techniques tels que des fils électriques, de la plomberie, etc. En plus de constituer des planchers et/ou des plafonds, les poteaux, poutres ou poutrelles, selon diverses configurations, peuvent être agencés de manière à réaliser des cloisons internes pour délimiter des espaces et des pièces, les cloisons étant orthogonales par rapport à un plancher ou un plafond. Ainsi, certains modes de réalisation concernent un système de construction comprenant au moins deux éléments porteurs comme décrit ci-dessus, associé à au moins deux poutrelles (P) assemblés sur ces éléments porteurs (EP) à l’aide de sabots (18) fixés aux éléments porteurs, par exemple par des tenons.
D’autre part, divers modes de réalisation de la présente demande concerne des assemblages d’éléments porteurs (EP) complémentaire entre eux, permettant d'emboiter certains éléments porteurs ou divers renforts (F) à l’intérieur d’autres éléments porteurs (EP) ou des manchons (M) ou encore dans des renforts extérieurs tels que des renforts latéraux (RL) ou des renforts en coin (RC). De tels renforts peuvent être dans le même matériau que les éléments porteurs mais ils sont de préférence en métal. Ainsi, certains modes de réalisation concernent un système de construction à éléments porteurs creux assemblables, comprenant une pluralité d’éléments porteurs (EP), tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, qui sont creux et assemblables, chaque élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur (EP) étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement (L) s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon (M) apte à accueillir au moins un autre élément porteur (EP, F, B, A) du système de construction.
Par exemple, les éléments porteurs (EP), tels que les poteaux creux ou poutres creuses, peuvent recevoir dans leur logement (L) en forme de manchon (M) des renforts dont la section peut avoir une forme variable, par exemple des tel que tubes en métal, en bois, en plastique, en composites protrusion, qu’ils soient creux ou pleins, mais également accueillir d’autres éléments porteurs (EP) de configuration similaire mas de dimensions réduites complémentaire des dimensions du logement (L).
D’autre part, les éléments porteurs (EP) peuvent avoir leur logement (L) renforcé par un remplissage avec de la mousse expansée, de la terre durcie, de la céramique, de l’agrégat minéral, de béton armé ou pas, ou toutes matières solidifiées permettant de renforcer l’ensemble et un emploie hybride (combiné) de ces matériaux et moyens est aussi envisageable.
La section du logement (L) formant le manchon (M) peut être circulaire, ou polygonale, par exemple hexagonale comme sur la figure 3D ou carrée comme sur les figures 1A, 1 B, 1 C, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A et 3B ou rectangulaire comme sur la figure 1 D par exemple qui présente la particularité de comporter deux logements, mais il est clair qu’il peut être prévu un seul logement rectangulaire et, comme les éléments porteurs peuvent être eux-mêmes de section rectangulaire, de nombreuses variantes sont dans la portée de la présente demande. De plus, le logement (L) formant manchon (M) peut avoir des parois possédant la même orientation que les parois périphériques des éléments porteurs, mais il est possible également que leur orientation soit tournée d’un angle déterminé par rapport à celle des parois périphériques. Par exemple, les figures 3A et 3B représente le cas d’une orientation du logement à 45° par rapport aux parois périphérique, ce qui permet que les éléments porteurs ainsi emboités les uns dans les autres possèdent une résistance accrue dans les diverses directions de l’espace.
De plus, dans certains modes de réalisation, le logement (L) peut être ouvert sur l’extérieur, par exemple sur une des faces de l’élément porteur (EP) ou à un angle (un coin) de l’élément porteur dans le cas d’un logement tourné d’un angle déterminé. Ce type de modes de réalisation permet d’assembler des éléments porteurs (EP) dont les sections sont différentes en utilisant des tenons de différentes tailles. De plus, dans le cas d’un logement d’orientation tournée par rapport aux parois périphériques, comme illustré par exemple sur la figure 3C, cet assemblage d’éléments de différentes section peut être réaliser avec des angles différents de 90°. En effet, sur la figure 3C, il est clair que la configuration illustrée permet d’assembler des éléments à 45°, mais d’autres angles sont bien entendu envisagés. Ainsi, dans certains modes de réalisation, le logement possède une orientation tournée d’un angle déterminé par rapport à l’orientation des parois périphériques de l’élément porteur. De plus, dans certains modes de réalisation, le logement de l’élément porteur est ouvert sur une face ou un angle des parois périphériques, pour accueillir un autre élément porteur de dimensions réduites et complémentaire de celles du logement (L) pour l’assemblage avec d’autres éléments porteurs. Enfin, dans certains modes de réalisation combinant les caractéristiques des deux précédents, le logement ouvert tourné d’un angle déterminé est configuré pour recevoir un élément porteur (EP) apte à être assemblé avec d’autres éléments porteurs orienté selon cet angle déterminé.
Ainsi, certains modes de réalisation de la présente invention concerne un élément porteur (EP), par exemple poutre ou poteau, creux et modulable pour un système de construction de bâtiment, ledit élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur (EP) étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement (L) s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon (M) apte à accueillir un autre élément apte à accueillir au moins un autre élément structurel (EP, F, B, A) du système de construction.
Dans certains modes de réalisation, le logement (L) forme un manchon (M) parallélépipédique, avec une section de dimensions inférieures à celles de l’élément porteur (EP), définissant une paroi intérieure de l’élément porteur (EP) reliée à ladite paroi extérieure par des traverses longitudinales (25). Par exemple figures 1A, 1 B, 1 C, 1 D, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, etc. Certaines de ces traverses longitudinales (25) forment les parois du logement (L) formant le manchon (M) tandis que d’autres servent uniquement de renfort structurel. Dans d’autres modes de réalisation, le manchon (M) est formé directement par les parois périphériques seules de l’élément porteur, par exemple comme représenté sur les figures 2A, 2B, 4B et 4E et/ou un renfort intérieur des parois périphériques, par exemple comme représenté sur les figures 2C et 2D. On notera d’ailleurs qu’avec une telle configuration, deux éléments porteurs formant manchon (M) avec seulement leurs parois périphériques et leurs renfoncements (10) peuvent être emboité l’un dans l’autre dès lors que les dimensions de leurs sections sont complémentaires, par exemple comme représenté sur la figure 3E. Dans certains modes de réalisation, le logement (L) forme un manchon (M) polyédrique dont les faces périphériques sont délimitées par des traverses longitudinales (25) reliant la surface interne d’une face de la paroi périphérique à la surface interne d’une autre face, par exemple comme illustré sur les figures 3A, 3B, 3C et 3D. Dans certains modes de réalisation du système, un manchon (M) est formé simplement par des parois périphériques d’un parallélépipède s’étendant longitudinalement entre deux extrémités ouvertes, par exemple comme représenté sur les figures 2A, 2B, 2C, 2D. Ce type de manchon peut accueillir un élément porteur et le consolider, par exemple comme dans le cas de la figure 4B où il est destiné à accueillir l’élément porteur formé par l’assemblage d’éléments (A, B) de la figure 4A, ou dans le cas de la figure 4E où il accueille un autre manchon de configuration identique mais dont la section a des dimensions réduites, complémentaires de l’intérieur du manchon extérieur ou encore dans le cas de la figure 3F où il accueille un assemblage de blocs B) pour former un élément porteur (EP) stable. Dans l’exemple de la figure 1 D, l’élément porteur (EP) comporte deux logements (L) de section rectangulaire, apte à accueillir deux renforts intérieurs par exemple tels que ceux de la figure 5B, afin d’obtenir un élément porteur renforcé comme illustré sur la figure 5E.
Dans certains modes de réalisation, par exemple représenté sur les figures 3E, 3F, et 4A-4B, le manchon (M) formé par le logement intérieur (L) est destiné à accueillir des blocs (B) complémentaires entre eux pour former un poteau. De tels blocs comportent de préférence des moyens (8A, 9A) de coopération entre eux pour être assemblables. De tels moyens de coopération peuvent par exemple être des moyens femelles (9A) d’un bloc coopérant avec des moyens mâles (8A) d’un autre bloc. De préférence, chaque bloc comporte l’un des deux moyens mâles et femelles sur l’un de ses faces, de façon à pouvoir être assemblé avec un bloc identique adjacent., par exemple comme illustré sur les figures 4D et 4E. De plus, il est possible d’utiliser un bloc ou « noyau » central (A) supplémentaire, par exemple comme illustré sur la figure 4A. Dans ce cas, le bloc central (A) comporte un corps central (7) et des protubérances (1 ) tandis que les blocs (B) d’entourage ont une surface intérieure qui épouse cet élément central (7) et des renfoncements (6) qui épousent les protubérances (1 ) du noyau central (A). Ces éléments (A, B) peuvent donc être assemblés entre eux et un manchon, comme celui de la figure 4B par exemple peut les contenir et former un élément porteur (EP) stable. On notera que le bloc (A) est optionnel grâce au maintien par le manchon (M). De plus, lorsque les blocs (B coopèrent entre eux par leurs moyens (8A, 9A) mâles et femelles, le noyau central (A) est optionnel, même en l’absence de manchon, même s’il reste préféré de contenir l’ensemble de blocs dans un manchon. Dans cet esprit, l’exemple de la figure 4C montre qu’un tel assemblage de blocs (B) coopérant avec des moyens (8A, 9A) mâles et femelles, le manchon (M) peut être remplacé par des renforts en coin (RC) qui stabilise l’assemblage des blocs (B). De même, il est possible de prévoir, à la place des renforts en coin ou du manchon, des renforts latéraux, de section en forme général de U (mais avec des renoncements épousant les renfoncements (10) présents sur les blocs, afin d’obtenir une structure stable, comme par exemple illustré sur la figure 4D.
Dans certains modes de réalisation, la fonction de support de charge des éléments porteurs du système de construction de bâtiment est améliorée par l’ajout de profilés de renfort (D). De tels profilés sont configurés sou forme de parallélépipèdes dont la section possèdent des dimensions inférieures à celles des éléments porteurs dans une direction, mais de préférence des dimensions identiques dans les autres directions. Ainsi, ces profilés de renfort (D) épousent les éléments porteurs et fournissent un soutien supplémentaire, particulièrement utile lors de montage verticaux. De préférence, ces profilés de renforts comportent également des renfoncements (10) et des protubérances de formes complémentaires aux renfoncements (donc des rails mâles et femelles) pour épouser ceux des éléments porteurs. Ainsi, on les assemble par coulissement selon l’axe de ces renfoncements et protubérances et la structure se trouve consolidée. Des exemples de tels profilés de renforts (D) sont illustrés sur les figures 5A, 5C et 5D, parmi lesquelles les figures 5C et 5D illustrent le fait qu’ils peuvent également comporter un logement dans lequel peuvent être emboités des renforts intérieurs (F), par exemple du type de ceux utilisables dans des éléments porteurs (EP) de la figure 1 D, comme le montre la figure 5E. De plus les figures 10A et 10B montrent des exemples d’utilisation de tels profilés de renfort (D) pour le soutènement vertical et l’utilisation éventuelle des renforts intérieurs (F) comme structure de renforcement d’un cadre formé par plusieurs éléments porteurs (EP) assemblés entre eux. Dans l’exemple des figures 10A et 10B, les renforts intérieurs (F) disposés entre les éléments porteurs sont assemblés sur ces derniers grâce au fait que ces renforts intérieurs (F) sont également creux et comportent des traverses longitudinales (25) délimitant des compartiments aptes à recevoir des protubérances (PF) d’un sabot (SP) de fixation de renfort intérieur, par exemple comme illustré sur la figure 8E montrant l’utilisation d’un tenon sur un tel sabot pour la fixation dans les renfoncements ou rainures ou rails (10) des éléments porteurs.
Divers aspects intéressants de la présente demande concernent non seulement l’emboitement de divers éléments structurels ou de renfort les uns dans les autres, mais également l’assemblage de ces éléments avec d’autres. Ainsi, des accessoires d’assemblage spécifiques ont été également développés pour être utilisés dans un tel système de construction. Certains modes de réalisation concernent donc également de tels accessoires (21 , 26, 28, 12, SP, 18) pour des éléments porteurs (EP) et/ou un système selon l’invention. Ces accessoires sont donc dans la portée de l’invention mais peuvent être considérés seuls, indépendamment des caractéristiques techniques des éléments structurels qu’ils fixent, dans la mesure où certaines caractéristiques ne sont pas spécifiques pour ces accessoires. Les figures 7A, 7B, 7C illustrent des exemples de socle (21 ) pour élément porteur (EP). De tels socles permettent de former une base pour emboiter un élément porteur dessus pour démarrer une construction ou pour connecter bout à bout deux éléments porteurs entre eux. Les figures ne représentent pas les moyens de fixation possible de tels socles, mais on comprend qu’ils peuvent comporter par exemple des trous ou tout autre moyen connu. En revanche, ces figures illustrent le fait que ces socles (21 ) comportent des lames (211 ) aptes à être enfilés dans des ouvertures (11 ) pour stabiliser l’assemblage. De plus, ces socles peuvent comporter un renfort (210) central, par exemple cylindrique comme sur la figure 7A ou de sections carrées comme sur la figure 7B ou toute autre forme. Ce renfort central peut être creux ou plein et il est destiné à coopérer avec un évidement dans un élément porteur (EP), comme par exemple le trou de l’élément central d’un noyau (A) e la figure 4A, pour l’exemple de la figure 7A ou comme par exemple dans le logement (L) carré d’un élément porteur (EP) comme sur les figures 1A, 1 C, 2C, etc. voire même les figures 3A, 3B, 3C si le renfort est tourné d’un angle approprié. En variante, le socle peut comporter plutôt une ouverture, par exemple comme illustré sur la figure 7C, au lieu de ce renfort, de façon à accueillir des renforts ou des éléments porteurs (EP) à l’intérieur de ce socle (21 ). Les figures 8A et 8B illustrent des exemples d’embouts (28) de profils pour élément porteur (EP) ou équerres (27) de renfort. Ces embouts de profils (28) sont utilisés pour l’assemblage, grâce à des lames (281 ) configurées pour épouser les contours des parois périphériques des éléments porteurs (EP), en épousant les bords des renfoncements (10). De plus, ces embouts (28) peuvent comporter des moyens de fixation, comme par exemple des trous pour leur vissage sur d’autres éléments ou accessoires. En particulier, ces embouts de profils (28) insérés sur les extrémités ouvertes des éléments porteurs peuvent être vissés sur des supports d’assemblage (26) par exemple comme ceux illustrés sur les figures 6A, 6B et 6C, parfois assemblés par paire comme illustré sur la figure 6D. Ces supports (26) sont utilisés pour assembler des éléments porteurs entre eux grâce aux embouts de profils (28), aux tenons (19) et aux équerres de renfort (27), par exemple comme illustré sur la figure 9B. De même que les socles (21 ), ces supports (26) peuvent comporter des ouvertures de forme complémentaires aux éléments structurels du système de construction. Par exemple, sur la figure 6A, le support comporte un logement (260) épousant la forme du noyau (A) de la figure 4A. Dans l’exemple de la figure 6B, le support est plein et forme donc une surface d’appui, tandis que sur la figure 6C, les supports ont un logement (260) carré apte à accueillir des éléments porteurs (EP) de même section. L’homme de métier comprend de la présente la multitude de variantes possibles qui sont dans la portée de l’invention. En général, les éléments structurels ou de renfort, tels que les éléments porteurs (EP) et/ou les poutrelles (P) et/ou les renforts intérieurs (F) et/ou les profilés de renfort (D) comportent (en plus de leur logement) des ouvertures (11 ) aux extrémités ouvertes des parallélépipèdes, non confondues avec les logements (L). Ces ouvertures (11 ) sont configurées pour accueillir des lames (211 ) des socles de renfort (21 ) (par exemple comme représenté sur les figures 7A, 7B et 7C) et/ou des lames (281 ) des embouts de profil (28) (par exemple comme représenté sur les figures 8A et 8B) et/ou à accueillir des inserts (12) permettant d’assembler ces éléments structurels ou de renfort bout à bout (i.e., co-axialement alignés : avec leurs axes longitudinaux colinéaires). De tels inserts, par exemple comme représenté sur la figure 8C comportent au moins une butée permettant d’empêcher que I’ insert ne pénètre totalement dans les ouvertures (11 ) des éléments qu’ils joignent bout à bout, ces derniers comportant de préférence à l’entrée de leur ouverture (11 ) au moins une encoche accueillant cette butée (13), généralement formé par une simple nervure.
Les supports d’assemblage (26) sont généralement utilisés en deux exemplaires comme illustré en figure 6C et assemblés comme montré en figures 6D pour permettre l’assemblage de divers éléments dans les trois dimensions de l’espace, notamment grâce aux socles (21 ), embouts de profil (28), à l’aide des tenons (19) et cales chanfreinées (22).
En général, les embouts de profils (28) se fixent, via leurs attaches (par exemple telles que les tenons (19) et cales (22) chanfreinées) sur les supports d’assemblage (26) qui forment des pièces de jonction entre divers éléments porteurs (EP) et possèdent chacun une forme en H (vu de face ou de profil). Cette pièce de jonction (26) en H permet de fixer divers embouts de profils (28) adaptés, de diverses section et/ou de diverses configurations, notamment en ce qui concerne les logements (L) internes des éléments porteurs (EP) (comme illustré par exemple en figures 6A, 6B, 6C, 6D, 7A, 7B, 7C, 8A et 8B), mais elle permet aussi de fixer des poteaux et des poutres en métal ou en bois en adaptant l’embout à fixer sur la pièce de jonction (26) en H.
Certains éléments porteurs (EP) sont composés de blocs ou éléments d’entourage (B) assemblés entre par des moyens de coopération (8A, 8B), comme par exemple illustré sur les figures 3E, 3F, 4A, 4C et 4D. Dans ces exemple, l’utilisation d’un manchon (M) ou d’un renfort en coin (RC ou d’un renfort latéral (RL) est particulièrement avantageux pour former un élément porteur (EP) stable.
Dans l’exemple de la figure 4A, la poutre ou le poteau comporte un élément noyau A formé d’un élément central creux (7) rectiligne pourvu en coupe de quatre protubérances creuses externes (1 ) diamétralement opposées en forme de queue d’aronde évasées vers l’extérieur et disposées en croix, ces quatre protubérances creuse externes (1 ) ayant des extrémités internes rapprochées qui sont espacées des extrémités internes rapprochées des protubérances creuse externes adjacentes et sont reliées par des segments de l’élément central creux.
La poutre ou le poteau comporte quatre éléments d’entourage creux rectiligne B qui viennent s’assembler autour de l’élément noyau A formant un carré qui entoure l’élément noyau A, les quatre éléments d’entourage B ayant en coupe une forme interne complémentaire aux quatre protubérances externes 1 diamétralement opposées de l’élément noyau A. Le manchon (M) de la figure 4B permet avantageusement de stabiliser cet élément, même en l’absence du noyau (A). De plus, en l’absence du noyau (A), les moyens de coopération (8A, 9A) des entourages (B) permettent de les maintenir ensemble, sans autre élément complémentaire. Néanmoins, les figures 4C et 4D illustrent que des renforts (RC) en coin ou des renforts latéraux (RL) en forme de U permettent de stabiliser la structure. Les figures 3E et 3F montrent des alternatives d’élément d’entourage B qui peuvent s’assembler entre eux et peuvent être insérés dans un manchon (M) pour former un élément porteur (EP).
Les figures 5A, 5B, 5C, 5D montrent des exemples de profilés de renfort (D) qui peuvent être assemblés aux éléments porteurs (EP) pour renforcer la structure, comme illustré sur la figure 10. De tels profilés de renfort (D) peuvent eux-mêmes être renforcés par l’insertion d’un renfort (F) à l’intérieur, comme illustré en figures 5C et 5D. Le profilé de renfort D, de forme, en coupe, essentiellement rectangulaire est pourvu de projections et renfoncements sur leurs faces opposées, pour s’assembler avec les renfoncements 10A, 10B des éléments porteurs (EP).
Les renfoncements 10 sont de préférence en queue d’aronde pour optimiser l’assemblage. Les figures présentées sur les planches 1 à 10 démontrent que l’invention permet une grande variété de configurations avec des éléments porteurs stables, complémentaires entre eux ou composés d’éléments complémentaires tels que des renforts. Bien entendu, l’ensemble des figures sont purement illustratives et non limitatives. La référence faite aux figures dans la présente description concerne donc en général des moyens fonctionnels et l’invention n’est pas limité aux exemples particuliers fournis. D’une manière générale, le système de construction utilise les éléments de la présente demande pour obtenir un bâtiment et donc utilise un ensemble de plusieurs poutres ou poteaux creux toutes de la même longueur et une pluralité de poteaux tous de la même longueur, avec différentes longueurs standardisées pour plus de facilité. Cependant, les éléments peuvent être redimensionné à volonté. Par exemple dans le cadre de l’utilisation des poutres ou poteaux pour une habitation, il est important de tenir compte du fait que l’écartement standard entre deux poteaux est de 325 cm, et l’écartement standard entre les poutres, définissant ainsi la hauteur est de 280 cm. Ainsi, par exemple un module construit peut être est un carré de 740 cm auquel il convient d’ajouter 15 cm d’isolation externe soit 755 cm de côté avec un poteau intermédiaire central sous les poutres à 325 cm des poteaux en coins, cette configuration dégage une surface habitable de 50,4 m2 avec un seul poteau central à l’espace, les autres poteaux et poutres étant dans les parois. Cependant, avec les diverses configurations d’emboitement des éléments du système, un dimensionnement spécifique des emboitements et des assemblages nécessaires de prendre en compte les diverses dimensions de tous les éléments, mais permet une grande flexibilité sur les éléments employés, selon les contraintes de charge aux différents endroits de la construction. Dans un exemple, le module standard est construit avec dix poutres de 680 cm et neuf poteaux (cinq poteaux intermédiaires de 280 cm et quatre poteaux de 340cm) ce qui représente au total 95,6 mètres de profils A,
382.4 mètres de profils B (ou de profils EP avec ou sans blocs (B) à l’intérieur et 22,4 mètres de profils D (et/ou de poutrelles P). Ainsi, un module standard voisin partageant une face représente 77,8 mètres de profils A, 311 ,2 mètres de profils B et 16,8 mètres de profils D. De la même manière, le ratio s’améliore au fur et à mesure que l’on partage des surfaces, si bien qu’un module standard en étage partageant un plafond/plancher représente 61 ,6 mètres de profils A,
246.4 mètres de profils B et 22,4 mètres de profils D. Sur la base des informations précédentes, une construction, par exemple une maison de 151 ,2 m2 constituée de trois modules standards, deux côtes à côte et le troisième en étage représente : 235 mètres de profils A, 940 mètres de profils B et 61 ,6 mètres de profils D, ce qui représente un total de 1236,6 mètres linéaire de profils. Cette configuration standard n’est donnée qu’à titre d’exemple et les dimensions peuvent varier sans poser de problème structurel.
Dans les diverses variantes, la construction peut être autoporteuse sur pieux, piliers ou radier, par exemple avec des socles (21 ) ou non. Le système constructif induit des longueurs de profils A, B et D standards permettant un pré assemblage en unité poteaux, poteaux intermédiaires, poutres, poutres pour un assemblage plus rapide, mais ce prémontage convient essentiellement aux structures à deux paliers (Rez de chaussé + un étage).
Pour des configurations plus hautes, ou nécessitant des poteaux et/ou des poutres plus longue qu’une poutre de 340 cm, l’assemblage eut être conçu avec diverses combinaisons des divers modes de réalisation détaillés dans la présente demande.
Dans toutes les exécutions, il faut comprendre par matière plastique tout matériau qui peut être recyclé (PEHD, PEBD, PP, PET, PEF, PS, ABS... ). De préférence, les pièces plastiques récupérées peuvent être broyées et déchiquetées. Une fois déchiqueté, le plastique est lavé puis séché avant d’être préparé pour une opération d’extrusion. Les polymères sont fondus par la chaleur et une pâte uniforme est alors obtenue. Après une succession d’étapes conventionnelles, un grain est obtenu. Les granulés sont ensuite extraits de l’extrudeuse. Enfin, les grains pourront servir pour la fabrication des éléments de construction selon la présente invention. De même on peut utiliser du bois déchiqueté, broyé et recyclé ou des matériaux composites plastique/bois recyclé.
Les éléments de construction peuvent être fabriqués par extrusion, impression 3D ou moulage par injection ou autre. Les éléments de construction peuvent également être en matériaux composites.
Dans certains modes de réalisation, le système comporte au moins un profilé de renfort (D) de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins une des quatre faces latérales possédant des protubérances longitudinales de formes et dimensions complémentaires à celles des renfoncements (10) des éléments porteurs (EP), de sorte que le profilé de renfort (D) soit apte à être juxtaposé à au moins de ces derniers, par coulissement selon l’axe longitudinal, afin de renforcer le système dans au moins une direction de l’espace. Dans certains de ces modes de réalisation, le profilé de renfort (D) comporte, sur la face opposée à celle comportant les protubérances, au moins un renfoncement longitudinal de formes et dimensions similaires ou identiques aux renfoncements (10) des éléments porteurs (EP).
Dans certains modes de réalisation, le système comporte au moins un renfort intérieur (F) de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes.
Dans certains de ces modes de réalisation, les formes et dimensions du renfort intérieur (F) sont complémentaires d’au moins un logement (L) d’au moins un élément porteur (EP) ou d’un espace intérieur présent dans le polyèdre d’au moins un profilé de renfort (D) du système. Dans certains modes de réalisation non exclusifs des précédents, le renfort intérieur (F) comporte des travers (25) longitudinales définissant des logements de fixation (LF) à chacune des deux extrémités ouvertes du renfort intérieur (F) aptes à recevoir des pattes de fixation (PF) d’une sabot de fixation (SP) de renfort intérieur configuré pour recevoir des tenons (19, 22) aptes à fixer ce sabot (SP) et le renfort intérieur (F) dans au moins un renfoncement (10) d’au moins un élément porteur (EP).
Dans certains de ces modes de réalisation, au moins certains des éléments structurels ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction sont remplis (de préférence uniquement dans leur portion creuse principale), pendant leur assemblage entre eux et l’édification du bâtiment, avec de la mousse expansée, de la terre durcie, de la céramique, de l’agrégat minéral, du béton (armé ou non), ou toute matière ou combinaison de matières, qui se solidifie dans l’élément pour renforcer l’ensemble. Certains modes de réalisation concernent également un procédé d’assemblage des éléments structurels ou de renfort (EP, F, B, A, D) tels que ceux décrits dans la présente, pour obtenir divers modes de réalisation de systèmes de construction tels que détaillés ici. Un tel procédé d’assemblage correspond donc en fait à un procédé de fabrication de tels systèmes de construction et l’homme de métier appréciera les diverses variantes possibles pour une telle fabrication grâce aux détails fournis ici sur le système et les éléments structurels ou de renfort (EP, F, B, A, D) qu’il comporte.
D’autre part, certains modes de réalisation concernent également un procédé de fabrication des éléments structurels ou de renfort (EP, F, B, A, D) et notamment des éléments porteurs (EP), comme mentionné au début de la présente demande. Le procédé est décrit ci-après en ce qui concerne les éléments porteurs (EP) seulement car ce sont ceux pour lesquels les contraintes techniques sont les plus importantes, mais la portée n’est pas limitée à ces seuls éléments et s’étend en fait également à tous les éléments structurels (EP, D, F, P, A, B). Divers modes de réalisation du procédé de fabrication concerne une technique particulière de compoundage-extrusion (ou compounding-extrusion en anglais) utilisant du PET (ou du PEF, comme déjà expliqué plus haut dans la présente demande) pour produire ces éléments porteurs (et/ou structurels). De préférence, ces éléments porteurs (EP) sont creux et sous forme de profilés dont chaque mètre linéaire possède un poids inférieur à 15 kg, de préférence inférieur à 10 kg (mais de préférence supérieur à 5 kg). On peut ainsi parler par abus de langage de poids ou de densité inférieure à 10 kg/m par mètre linéaire. En effet, au-delà de ces valeurs, l’extrusion de PET (ou de PEF) ne permet pas d’obtenir les éléments porteurs de la présente invention et l’obtention de ces éléments, même avec ces valeurs nécessite un procédé particulier dans la portée de la présente demande. Ce procédé repose sur une maîtrise de la viscosité du compound lors de la fabrication, par exemple avec les composés détaillés au début de la présente demande. Le terme "viscosité » est utilisé ici pour désigner en fait la fluidité à chaud (MFI), comme connu dans le domaine de l’extrusion. Le « Melt flow index » (MFI en anglais) ou indice de fluidité à chaud (IFC) ou indice de fluidité (IF), également connu sous les noms Melt flow rate (MFR) ou Melt index (Ml), est une méthode communément utilisée dans l'industrie des plastiques pour la caractérisation des matériaux thermoplastiques, surtout les polyoléfines. Elle permet d'estimer leur extrudabilité. Le MFI est généralement mesuré à l'aide d'une machine d'essai appelée indexeur de fluidité ou extrusion pdernier mètre. Le dispositif possède un baril chauffé avec une matrice à une extrémité et un piston pour agir sur le matériau de l'échantillon. Une masse connue de plastique est placée dans le baril et chauffée à une température spécifiée. Ensuite, une charge constante est appliquée au piston pour forcer le plastique fondu à travers la filière. La quantité de plastique qui s'écoule de la matrice en 10 minutes est enregistrée comme valeur MFI. Les conditions de test (température, charge et diamètre de matrice) varient en fonction du type et de la qualité du plastique. Le MFI peut être obtenu en mesurant le MFR ou le MVR. Les normes les plus couramment utilisées sont ISO 1133 et ASTM D1238 décrivant cette méthode traditionnelle et relativement simple, qui est facilement utilisable pour le contrôle qualité de lots en production et en réception. Le MFR est généralement exprimé en grammes par 10 minutes (g/10 min), et le MVR est généralement exprimé en centimètres cubes par 10 minutes (cm3/10 minutes). Plus la valeur MFI est élevée, plus la viscosité et le poids moléculaire du polymère sont faibles. Il s'agit d'une méthode thermomécanique en sollicitation statique puisqu’une perturbation (pour ce test, une pression) constante est appliquée à la matière, à une température donnée. L'indice de fluidité à chaud mesure, en unités arbitraires, la masse écoulée à travers une filière (généralement) cylindrique d'une matière thermoplastique à l'état « fondu » (état fluide ou déformable), dans des conditions définies de température et de pression pendant un temps donné. Ce critère fournit des informations sur les possibilités de transformation de la matière. L'appareil est essentiellement un plastomètre à extrusion à poids (rhéomètre capillaire simplifié). L'échantillon (en granulés ou en poudre) est fondu à une température régulée (essais réalisés à 190 et 230 ± 0,5 °C pour respectivement le polyéthylène et le polypropylène, par exemple). On mesure ensuite la masse écoulée (extrudat) à travers une filière (capillaire) normalisée (longueur 8,0 mm ; diamètre intérieur 2,096 mm) en carbure de tungstène, au moyen d'un piston chargé (masse standard de 2 160 g, par exemple), pendant un temps donné (valeur du débit massique exprimée en g/10 min). La fluidité à chaud des hauts polymères dépend de la vitesse de cisaillement. L'appareil fonctionne dans des conditions de faible cisaillement (les contraintes et vitesses de cisaillement sont plus faibles que celles rencontrées dans la plupart des processus de transformation des matières plastiques). Cependant, cette méthode donne une indication de la fluidité des différents types d'échantillons lors de leur transformation. Un polymère avec un indice de fluidité élevé doit être choisi pour le moulage par injection (par exemple), car ce processus implique des vitesses de cisaillement élevées. Cette mesure renseigne par ailleurs sur la masse molaire moyenne de l'échantillon, qui est reliée à la résistance mécanique de la matière. L'indice de fluidité est inversement relié à la masse moléculaire. Un échantillon de MFI élevé (40, par exemple) sera facile à mettre en forme, mais aura une résistance mécanique relativement faible.
Pour obtenir les éléments porteurs et/ou structurels de la présente demande, notamment avec les valeurs de poids ou densité de 5 à 15, de préférence inférieur à 10kg/m mentionnés ci-dessus, le procédé comporte un ajustement du MFI à une valeur inférieure à 10, de préférence inférieure à 8. Pour cela, le procédé de com poundage-extrusion utilise une pompe à vide dans l’installation (la machine de fabrication) pour appliquer un vide compris entre - 0,3 et -0,9 bar (donc -30 et -90 kPa), de préférence entre -0,4 et -0,8 bar (donc -40 et -80 kPa) et généralement de l’ordre de -0,6 bar (donc -60kPa). En effet, il a été observé que l’utilisation de vide permet de maîtriser la viscosité, notamment en réduisant l’humidité et divers modes de réalisation du procédé de fabrication proposent d’utiliser un vide dans les valeurs ci-dessus pour obtenir une viscosité dans les valeurs de MFI ci-dessus, ce qui permet l’obtention des éléments du système lors de l’extrusion. En effet, grâce au refroidissement en sortie de l’extrudeuse, une telle matière est capable de se solidifier de façon pérenne sous la forme de profilés tels que ceux décrits dans la présente demande. En revanche, même avec une composition initiale identique du compound, une matière produite avec un poids (par mètre linéaire) et un MFI en-dehors de des valeurs ci-dessus s’avère trop liquide (ne se tient pas) ou, inversement, trop cassante en sortie de l’extrudeuse. On notera que le présent procédé n’est donc pas limité à la forme exacte des éléments structurels décrits dans la présente demande (avec des rainures longitudinales etc.) mais s’applique à de nombreuses autres formes d’éléments structurels du moment qu’ils sont creux et possèdent des dimensions extérieures similaires, comme par exemple les éléments de système de construction tels que ceux décrits par exemple (de façon non limitative) dans les demandes WO2018/146533, WO20 19/063828, WO2019/202498, WO2023/067438 ou toute autre invention concernant des systèmes similaires (e.g., utilisant des éléments assemblables aux dimensions et poids similaires).
Les modes de réalisation préférés du procédé de fabrication d’éléments structurels d’un système de construction en matière plastique comportent donc en général :
- au moins une étape de préparation de matière par un mélange de PET
(ou PEF) avec au moins une « charge », de préférence fibreuse, et généralement au moins un additif,
- au moins une étape de sélection d’au moins un profilé dont la forme est déterminée d’une part en fonction des caractéristiques des éléments structurels et de la densité de ladite matière de façon à obtenir un poids inférieur à 15kg par mètre linéaire de profilé,
- au moins une étape de compoundage à partir de ce mélange avec application d’un vide compris entre -30 et -90 kPa de façon à obtenir un MFI inférieur à 10,
- au moins une étape d’extrusion du compound et de refroidissement pour obtenir lesdits éléments.
Dans certains de ces modes de réalisation, le vide appliqué est compris entre -40 et -80 kPa et de préférence de l’ordre de -60kPa et le MFI est inférieur à 8.
Dans certains de ces modes de réalisation, ladite charge minérale comporte de la fibre de verre ou de carbone.
Dans certains de ces modes de réalisation, ladite sélection de la forme du profil est réalisée pour obtenir un poids inférieur à 10 kg par mètre linéaire de matière. Divers modes de réalisation utilisent divers additifs relevant du savoir- faire et peuvent par exemple être du type de ceux décrits dans la présente demande.
D’autre part, divers modes de réalisation du procédé concernent également les paramètres utilisés lors de l’étape l’extrusion elle-même, après ceux d’ajustement du poids et du MFI. En effet, la difficulté d’obtenir de tels éléments de construction en PET (ou PEF) a été surmontée efficacement avec des tels paramètres de poids et de MFI, en utilisant certaines valeurs des paramètres de débit et de vitesse de l’extrudeuse. De bons résultats d’éléments structurels stables et fiables ont été obtenus notamment avec des débits (« throughput » en anglais) compris entre 500 et 1600 kg/h (kilogrammes par heure), de préférence entre 800 et 1000 kg/h, généralement de l’ordre de 900 kg/h et des vitesses d’extrusion (en tr/min : tours/minutes ou « RPM » en anglais) entre 200 et 600 tr/min, de préférence 300 à 400 tr/min et généralement de l’ordre de 350 tr/min. Ainsi, les modes de réalisation préférés du procédé utilisent un vide de -60kPA, un débit de 900 kg/h et 350 tr/min. Ainsi, dans divers modes de réalisation préférés, l’étape d’extrusion du compound est réalisée avec un débit compris entre 800 et 1000 kg/h et une vitesse comprise entre 300 et 400 tr/min.
On comprend de la présente demande que les figures illustratives ne sont pas limitatives et servent à fournir des exemples aux explications fonctionnelles des divers modes de réalisation décrit dans la présente demande. De même, on comprend que les divers modes de réalisation ne sont pas exclusifs les uns des autres, sauf lorsqu’il apparaît à l’évidence qu’ils ne sont pas compatibles. Les divers modes de de réalisation peuvent donc être combinés entre eux, notamment sur des caractéristiques techniques différentes et, de plus, ces caractéristiques peuvent être isolées des autres caractéristiques présentées sur une même figure, au moins si leurs fonctions sont différentes.
Liste des références dans les figures : EP élément porteur
L Logement
M Manchon
25 Traverse de renforcement
10 renfoncement longitudinal
A noyau
B bloc porteur
8A protubérance
9A renfoncement
RL renfort latéral
RC renfort en coin
D profilé de renfort
F renfort intérieur
27 équerre de renfort
26 support d’assemblage
260 logement de support
21 socle pour élément porteur
210 renfort central de socle
211 lame de socle
28 embout de profils pour élément porteur ou équerre
281 lame d’embout de profil
6 projections creuses
11 ouvertures d’assemblage
12 insert d’assemblage
13 butée d’ insert
18 sabot de fixation de poutrelles
19 tenon
22 cale chanfreinée
SP sabot de fixation de renfort intérieur

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de construction de bâtiments, à éléments porteurs creux assemblables, comprenant une pluralité d’éléments porteurs (EP), tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, qui sont creux et assemblables, chaque élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur (EP) étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement (L) s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon (M) apte à accueillir au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le logement (L) forme un manchon (M) parallélépipédique, avec une section de dimensions inférieures à celles de l’élément porteur (EP), définissant une paroi intérieure de l’élément porteur (EP) reliée à ladite paroi extérieure par des traverses longitudinales (25).
3. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le logement (L) forme un manchon (M) polyédrique dont les faces périphériques sont délimitées par des traverses longitudinales (25) reliant la surface interne d’une face de la paroi périphérique à la surface interne d’une autre face.
4. Système selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le logement (L) possède une orientation tournée d’un angle déterminé par rapport à l’orientation des parois périphériques de l’élément porteur (EP).
5. Système selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le logement de l’élément porteur (EP) est ouvert sur une face ou un angle des parois périphériques, pour accueillir un autre élément porteur (EP) de dimensions réduites et complémentaire de celles du logement (L) pour l’assemblage avec au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction.
6. Système selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le logement (L) ouvert tourné d’un angle déterminé est configuré pour recevoir un élément porteur (EP) apte à être assemblé avec au moins un autre élément structurel ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction, orienté selon cet angle déterminé.
7. Système selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un profilé de renfort (D) de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins une des quatre faces latérales possédant des protubérances longitudinales de formes et dimensions complémentaires à celles des renfoncements (10) des éléments porteurs (EP), de sorte que le profilé de renfort (D) soit apte à être juxtaposé à au moins de ces derniers, par coulissement selon l’axe longitudinal, afin de renforcer le système dans au moins une direction de l’espace.
8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le profilé de renfort (D) comporte, sur la face opposée à celle comportant les protubérances, au moins un renfoncement longitudinal de formes et dimensions similaires ou identiques aux renfoncements (10) des éléments porteurs (EP).
9. Système selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un renfort intérieur (F) de forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que les formes et dimensions du renfort intérieur (F) sont complémentaires d’au moins un logement (L) d’au moins un élément porteur (EP) ou d’un espace intérieur présent dans le polyèdre d’au moins un profilé de renfort (D) du système.
11 . Système selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le renfort intérieur (F) comporte des travers (25) longitudinales définissant des logements de fixation (LF) à chacune des deux extrémités ouvertes du renfort intérieur (F) aptes à recevoir des pattes de fixation (PF) d’un sabot de fixation (SP) de renfort intérieur configuré pour recevoir des tenons (19, 22) aptes à fixer ce sabot (SP) et le renfort intérieur (F) dans au moins un renfoncement (10) d’au moins un élément porteur (EP).
12. Système selon l’une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce qu’au moins certains des éléments structurels ou de renfort (EP, F, B, A, D) du système de construction sont remplis, pendant leur assemblage entre eux et l’édification du bâtiment, avec de la mousse expansée, de la terre durcie, de la céramique, de l’agrégat minéral, de béton armé ou pas, ou toute matière ou combinaison de matières, solidifiée permettant de renforcer l’ensemble.
13. Elément porteur (EP), par exemple poutre ou poteau, creux et modulable pour système de construction de bâtiment selon l’une des revendications 1 à 10, ledit élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, ledit élément porteur (EP) étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un logement (L) s’étendant de l’une desdites extrémités ouvertes à l’autre pour former un manchon (M) apte à accueillir un autre élément apte à accueillir au moins un autre élément structurel (EP, F, B, A) du système de construction.
14. Elément porteur (EP), par exemple poutre ou poteau, creux et assemblable pour système construction, ledit élément porteur (EP) possédant une forme polyédrique, de préférence parallélépipédique, s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités ouvertes en définissant une paroi périphérique comprenant au moins quatre faces latérales en forme de parallélogrammes, au moins deux des quatre faces latérales comportent au moins deux renfoncements (10) longitudinaux sous forme de rainures s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal entre les entre deux extrémités ouvertes, lesdits renfoncements (10) possédant des dimensions à l’extérieur de ladite paroi périphériques qui sont inférieures à leurs dimensions à l’intérieur de la paroi périphérique, pour former des moyens femelles aptes à accueillir des moyens mâles d’un autre élément d’un système de construction, caractérisé en ce qu’au moins deux desdits renfoncements (10) sont disposés symétriquement de part et d’autre de la ligne médiane longitudinale de ladite face latérale.
15. Procédé de fabrication d’éléments structurels pour système de construction de bâtiments comprenant une pluralité d’éléments porteurs (EP), tels que des poutres, des poteaux, des poutrelles, qui sont creux et assemblables entre eux à partir d’une matière plastique, caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins une étape de préparation de matière par un mélange de PET et/ou de PEF avec au moins une charge, de préférence fibreuse, et généralement au moins un additif,
- au moins une étape de sélection d’au moins un profilé dont la forme est déterminée d’une part en fonction des caractéristiques des éléments structurels et de la densité de ladite matière de façon à obtenir un poids inférieur à 15kg par mètre linéaire de profilé,
- au moins une étape de compoundage à partir de ce mélange avec application d’un vide compris entre -30 et -90 kPa de façon à obtenir un MFI inférieur à 10,
- au moins une étape d’extrusion du compound et de refroidissement pour obtenir lesdits éléments.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le vide appliqué est compris entre -40 et -80 kPa et de préférence de l’ordre de -60kPa et le MFI est inférieur à 8.
17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite charge est minérale et comporte du verre et/ou du carbone et/ou du basalte.
18. Procédé selon l’une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que ladite sélection de la forme du profil est réalisée pour obtenir un poids inférieur à 10 kg par mètre linéaire de matière.
19. Procédé selon l’une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que l’étape d’extrusion du compound est réalisée avec un débit compris entre 800 et 1000 kg/h et une vitesse comprise entre 300 et 400 tr/min.
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