Structures porteuses comportant des poutres en bois massif évidées, séchées et stabilisées La présente invention se situe dans le domaine des structures mises en oeuvre dans le bâtiment. Elle concerne plus précisément des planchers, des charpentes et/ou des structures tridimensionnelles et utilise principalement des poutres en bois massif, lesdites poutres présentant des caractéristiques mécaniques et esthétiques améliorées, particulièrement adaptées à la réalisation de structures porteuses selon la présente invention.

Dans la plupart des cas, on est amené à considérer en même temps des critères de résistance mécanique, d'esthétique et de coût pour la réalisation d'une construction et le choix des materiaux.

Depuis très longtemps, on connaît des structures dans lesquelles des poutres en bois massif forment des structures porteuses telles que des solivages pour des planchers ou des fermes de charpente, lesdites structures porteuses recevant des éléments de plancher ou de toiture.

De même, on connaît depuis toujours des techniques de construction consistant à empiler verticalement et/ou horizontalement des pièces de bois massives comme des planches, des madriers, des poutres ou des rondins.

Des toitures et des planchers en bois massif sont également réalisés à partir de planches séchées, rabotées et assemblées par clouage pour former des éléments porteurs de construction de dimensions quelconques, les panneaux formés pouvant être préfabriqués industriellement.

L'emploi du bois massif en fortes sections est freiné par les problèmes de séchage qu'il engendre, à savoir les déformations qui en résultent comme des retraits dimensionnels importants, des vrillages et des fendillements.

La présente invention privilégie l'esthétique et l'emploi du bois massif sec, présentant peu de fentes et déformations.

La présente invention prend en compte des pièces massives allongées sciées plein coeur, le centre de ces pièces coïncidant avec le coeur des arbres dans lesquels elles ont été sciées. Physiquement, de telles pièces en bois massif sciées plein coeur subissent de fortes déformations et fissurations lors du séchage. En effet, en séchant, le bois subit des retraits dimensionnels différents selon le sens tangentiel aux cernes annuels de croissance des arbres et selon le sens radial ou

perpendiculaire desdits cernes annuels de croissance. Le retrait dimensionnel dans le sens longitudinal de l'arbre est considéré comme nul.

Pour atténuer ou supprimer lesdites déformations et fissurations, la présente invention prend en compte des pièces en bois massif, sciées plein coeur, de section carrée ou rectangulaire proche du carré, pour lesquelles les tensions de séchage ont été libérées, dès le sciage, en créant mécaniquement une fente longitudinale à partir d'une de leurs faces, jusqu'aux environs du coeur. Après le séchage, les pièces obtenues présentent peu de déformations et de fentes.

Cependant, la fente longitudinale s'est ouverte pendant le séchage, plus ou moins uniformément, sous l'effet de contraintes physiques dues à la différence des retraits dimensionnels du bois. En outre, les caractéristiques mécaniques des pièces ainsi obtenues sont faibles particulièrement en flexion et commercialement insuffisantes en l'état.

La présente invention prend également en compte des pièces massives allongées de sections carrées ou rectangulaires proches du carré, qui n'ont pas été sciées plein coeur et pour lesquelles les tensions de séchage ont été libérées, dès le sciage, en créant mécaniquement un évidement longitudinal à partir d'une de leurs faces, jusqu'aux environs du coeur. Après le séchage et l'usinage, les pièces obtenues présentent peu de déformations et de fissures et se stabilisent. L'aspect esthétique est ainsi grandement amélioré.

Le sciage ne permet pas d'obtenir de telles pièces en grandes longueurs avec un rapport qualité / prix satisfaisant. Aussi, il est possible d'obtenir des pièces de grandes longueurs en joignant bout à bout des pièces allongées. Le procédé connu sous le nom d'aboutage est une manière de réaliser le jointage en longueur de deux pièces.

La présente invention a pour objet une structure porteuse telle qu'un plancher, une toiture, une charpente ou une structure tridimensionnelle, du type comprenant des poutres en bois massif, de sections carrées ou rectangulaires proches du carré, évidées mécaniquement à partir d'une de leurs faces longitudinales respectivement supérieure ou inférieure, séchées et stabilisées, certaines au moins desdites poutres étant placées longitudinalement les unes à côté des autres et reliées entre elles sur leurs faces latérales en contact, par collages et/ou par des moyens mécaniques, afin de former une structure porteuse rigide améliorant d'une manière sensible les caractéristiques mécaniques de chaque poutre seule, particulièrement en flexion.

Les structures porteuses selon l'invention sont caractérisées en ce que les poutres en bois massif de sections carrées ou rectangulaires proches du carré,

sont évidées mécaniquement à partir d'une de leurs faces longitudinales respectivement supérieure ou inférieure, jusqu'aux environs du coeur, puis séchées et stabilisées.

Dans un autre mode de réalisation les structures porteuses selon la présente invention sont caractérisées en ce que les poutres en bois massif de sections carrées ou rectangulaires proches du carré sont évidées mécaniquement à partir d'une de leurs faces longitudinales respectivement supérieure ou inférieure, jusqu'au centre du coeur, puis séchées et stabilisées.

Comme déjà indiqué, les poutres en bois massif de sections carrées ou rectangulaires proches du carré utilisés dans le cadre de la présente invention peuvent provenir de pièces en bois massif sciées plein coeur ou non.

Les poutres évidées, séchées et stabilisées, placées longitudinalement les unes à côté des autres, peuvent être munies de perçages perpendiculaires débouchant sur leurs faces latérales en contact desdites poutres espacées longitudinalement, régulièrement ou non, de façon à permettre l'introduction d'organes de liaison transversaux en matériaux métalliques ou autres et de formes et dimensions correspondantes aux perçages, perpendiculairement et à l'intérieur de la structure formée par lesdites poutres ainsi assemblées longitudinalement.

L'introduction de ces éléments de liaison transversaux assure la cohésion de la structure formée par les poutres longitudinales et améliore les qualités mécaniques dudit ensemble.

Egalement, les poutres évidées, séchées, stabilisées et assemblées longitudinalement les unes à côté des autres, peuvent être munies de rainurages longitudinaux sur leurs faces latérales en contact desdites poutres, de façon à permettre l'introduction, à l'intérieur desdits rainurages, d'organes de liaison en bois ou dérivés du bois, métalliques ou de synthèse et de formes et dimensions correspondantes aux rainurages, sur les faces latérales en contact desdites poutres ainsi assemblées, assurant ainsi une bonne liaison mécanique entres les poutres.

Une partie des poutres évidées, séchées et stabilisées constituant la structure selon l'invention peut présenter des évidements longitudinaux, à l'intérieur des poutres, de formes variées pour des raisons esthétiques ou techniques diverses. En particulier, les évidements longitudinaux peuvent présenter des formes arrondies ou oblongues, évidements répondant efficacement aux exigences d'absorption phonique demandées pour certaines structures constructives telles que, à titre d'exemples non limitatifs, des planchers ou des murs antibruits.

Egalement selon la présente invention, au moins l'une des poutres évidées, séchées et stabilisées constituant la structure peut être munie d'au moins un élément de tension et renfort métallique ou de synthèse, placé à l'intérieur de l'évidement et tendu mécaniquement aux extrémités de ladite poutre, de manière à sous-tendre ladite poutre et renforcer fortement les caractéristiques mécaniques en flexion de l'ensemble de la structure. Pour créer cette sous-tension, une cale, située à un niveau horizontal inférieur à celui des extrémités de l'élément de tension et renfort, est placée à l'intérieur de l'évidement de la poutre en son milieu, l'élément de tension et renfort métallique, placé à l'intérieur et tendu aux extrémités de la poutre exerçant sur la partie inférieure de la cale une force verticale orientée vers la partie supérieure de la structure. L'évidement longitudinal de la poutre peut être orienté vers la partie supérieure ou inférieure de la structure, les extrémités de l'élément de tension et renfort métallique restant toujours situées à un niveau supérieur horizontal de la cale placée à l'intérieur dudit évidement longitudinal.

Dans une structure porteuse selon la présente invention associant au moins deux plans différents, horizontaux ou verticaux ou en pente, des éléments d'assemblages sont mis en oeuvre pour permettre la liaison entre lesdits plans différents. Ainsi par exemple, au moins deux poutres évidées, séchées, stabilisées et alignées dans le même sens longitudinal dans au moins deux desdits plans différents constituant une structure selon la présente invention, sont reliées entre elles par collages et/ou par des moyens mécaniques, par l'intermédiaire de pièces en bois massif ou matériaux dérivés du bois, métalliques ou de synthèse, telles que des clavettes ou goussets, introduites dans les évidements au niveau du ou des points d'assemblages desdites poutres évidées.

De même, au moins une poutre évidée longitudinalement, séchée et stabilisée dans au moins un plan horizontal ou vertical ou en pente constituant une structure selon la présente invention est renforcée par une âme en bois massif ou matériaux dérivés du bois, métalliques ou de synthèse, l'âme et la poutre étant rendues indissociables dans la zone du fond et sur les côtés de l'évidement de ladite poutre, par collage et/ou par des moyens mécaniques, pour renforcer fortement les caractéristiques de la structure. De telles poutres sont également envisagées dans la demande de brevet français n" 97 03773.

Une structure porteuse selon l'invention est également caractérisée en ce qu'un isolant thermique et/ou phonique mince multicouche, à base de films réfléchissants et de films isolants, est étendu sur au moins l'un des plans horizontaux ou verticaux ou en pente, à l'intérieur ou à l'extérieur de ladite

structure, de façon à renforcer considérablement les qualités d'isolation thermique et/ou phonique de ladite structure porteuse.

Les structures ainsi envisagées sont particulièrement adaptées pour des constructions nécessitant des qualités renforcées d'isolation thermique et/ou phonique, ainsi qu'une épaisseur réduite desdites structures.

Les structures envisagées selon la présente invention s'inscrivent dans le cadre d'une utilisation maximale des bois de pays et particulièrement des petits bois.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description donnée ci-après à titre d'exemple illustratif et non limitatif ainsi que du dessin dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un plancher réalisé conformément à la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une structure porteuse réalisée conformément à la présente invention, et; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une poutre utilisée dans une structure réalisée conformément à la présente invention.

La figure 1 montre un plancher 10 formé de plusieurs poutres massives 11, 1 la pour lesquelles les tensions de séchage ont été libérées, dès le sciage, en créant mécaniquement une fente longitudinale 12, 1 2a à partir d'une de leurs faces, jusqu'aux environs du coeur, lesdites poutres massives 11, 1 la séchées et stabilisées étant disposées longitudinalement les unes à côté des autres. Les poutres massives 11, 1 la utilisées dans le cadre de la présente invention peuvent provenir de pièces en bois massif sciées plein coeur ou non.

Comme le montre la figure 1, le plancher 10 peut être formé de poutres massives, évidées, séchées et stabilisées 11, 1 la de sections différentes.

De même, les évidements longitudinaux créés à partir d'une des faces des dites poutres peuvent être orientés vers la partie supérieure 13 ou la partie inférieure 14 du plancher ainsi constitué.

L'utilisation de poutres de sections différentes 11, 1 la et les possibilités d'orientation des évidements longitudinaux vers la partie supérieure et/ou la partie inférieure du plancher apportent aux concepteurs de nombreux choix esthétiques en matière de décoration.

La figure 1 montre également des perçages perpendiculaires 15 débouchant sur les faces latérales en contact 16 des poutres évidées 11, 1 la formant le plancher 10. Ces perçages 15 permettent l'introduction d'organes de liaisons transversaux, en bois ou matériaux dérivés du bois, métalliques ou de

synthèse, de formes et de dimensions correspondantes aux perçages 15, à l'intérieur du plancher 10 formé par les poutres évidées 11, 1 la, lesdits organes de liaisons transversaux n'étant pas représentés sur la figure 1.

La figure 2 montre une structure porteuse 10a selon la présente invention comportant des poutres massives 1 lb évidées, séchées et stabilisées dont les évidements longitudinaux 17 sont de formes arrondies, améliorant ainsi les qualités d'absorption phonique de ladite structure lOa.

La figure 3 montre, en coupe longitudinale, une des poutres 1 lc évidées, séchées et stabilisées d'une structure porteuse selon la présente invention.

Ladite poutre 1 lc est munie d'un élément de tension et renfort métallique 18 tel qu'un câble ou un acier rond, placé à l'intérieur et tendu aux extrémités 20 de la poutre 1 lc à l'aide d'un système mécanique de tension non représenté sur la figure 3, de manière à sous-tendre ladite poutre 1 lc. Pour créer cette sous-tension, une cale 19, située à un niveau inférieur horizontal de celui des extrémités 20 de l'élément de tension et renfort 18, est placée à l'intérieur de l'évidement de la poutre lic en son milieu, l'élément de tension et renfort métallique 18 exerçant sur la partie inférieure de la cale 19 une force orientée verticalement vers la partie supérieure de la poutre il c renforçant ainsi les caractéristiques mécaniques en flexion de l'ensemble de la structure. Sur cette figure 3, l'évidement longitudinal créé à partir d'une des faces longitudinales de la poutre 1 lc est orienté vers la partie inférieure de la structure porteuse.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.