Titre : Module d’habitation préfabriqué Domaine technique

La présente invention concerne la construction de bâtiments à l’aide de modules préfabriqués.

Technique antérieure

Il est connu de construire des logements à partir de modules préfabriqués qui sont assemblés les uns aux autres à la fois horizontalement et verticalement. Ces modules se présentent sous la forme de caissons aux parois renforcées/structurelles sur chacun de leurs côtés pour soit reprendre les cas de charges définitifs soit pour reprendre les cas de charge provisoires (transport & mise en œuvre), et sont la plupart du temps dotés de système provisoire d’étanchéité à l’eau et l’air.

Ce type de construction modulaire ne permet pas d’obtenir facilement des logements dont les pièces communiquent directement entre elles, de type T2 ou T3 par exemple. De plus, le coût de réalisation des modules, dont toutes les parois sont structurelles et donc pleines car devant supporter le poids des modules posés dessus, est relativement élevé.

Exposé de l’invention

Il existe par conséquent un besoin pour perfectionner encore la construction de bâtiments en utilisant des modules préfabriqués qui sont assemblés sur site.

Il y a également un intérêt pour bénéficier de bâtiments privilégiant G utilisation du bois pour leur construction, si cela est souhaité.

Résumé de l’invention

L’invention vise, selon un premier de ses aspects, à répondre à tout ou partie de ces besoins et a pour objet un procédé de construction d’un bâtiment, notamment un bâtiment de logements collectifs, comportant les étapes consistant à :

Réaliser une infrastructure porteuse en béton avec un noyau abritant escalier(s) et/ou ascenseur(s), rapporter des modules d’habitation préfabriqués sur l’infrastructure, les modules étant assemblés entre eux et une partie au moins des modules adjacents au noyau étant assemblée à ce dernier. L’invention permet de simplifier la réalisation des modules puisqu’au moins certains d’entre eux peuvent être réalisés avec une moindre résistance mécanique, en profitant de la présence du noyau et des modules adjacents. En particulier, l’invention permet de réaliser les modules sans paroi pleine sur au moins l’un de leurs côtés, ce qui diminue leur coût. L’invention permet également de maximiser l’utilisation du bois pour la construction du bâtiment si on le souhaite.

Modules

Les modules d’habitation sont préfabriqués avant d’être levés et déposés sur l’infrastructure ou sur d’autres modules déjà en place sur l’infrastructure. La forme générale des modules est de préférence parallélépipédique.

Les modules comportent avantageusement des poteaux qui assurent la reprise des charges verticales. Ces poteaux peuvent être des poteaux d’angle, mais les modules peuvent aussi comporter des poteaux additionnels. De préférence, l’ossature des modules d’habitation est en bois, de préférence en lamellé collé (encore appelé BLC). Les poteaux peuvent ainsi être en lamellé collé et les modules d’habitation comportent avantageusement une ou plusieurs cloisons pleines de préférence en lamellé croisé (encore appelé CLT). Les modules d’habitation comportent également, de préférence, un plancher en lamellé croisé, supporté par des poutres en lamellé collé, notamment deux poutres longitudinales et éventuellement une poutre transversale, comme détaillé plus loin. Dans certains cas notamment, les modules peuvent comporter, du côté opposé à Tunique poutre transversale, une cloison pleine, de préférence en lamellé croisé. Les modules peuvent ne comporter qu’une cloison pleine le long d’un grand côté, voire aucune cloison pleine le long de leurs grands côtés. Les cloisons non pleines sont par exemple en plaques de plâtre sur ossature métallique non porteuse Lerrures

Les poteaux sont de préférence munis chacun à leurs extrémités inférieure et supérieure de ferrures configurées pour assurer le centrage des poteaux d’un module supérieur posé sur un module inférieur et assurer la transmission des efforts entre poutres et poteaux, ou encore entre balcon et structure poteaux-poutres, ainsi qu’entre modules adjacents. Ces ferrures peuvent avantageusement présenter un dispositif anti-soulèvement une fois que le module supérieur est posé sur un module inférieur. Les ferrures supérieures présentes à l’extrémité supérieure des poteaux conviennent également avantageusement à la fixation ou l’intégration de moyens de levage du module, comme détaillé plus loin.

Les modules sont de préférence munis de moyens de verrouillage qui s’accrochent automatiquement entre eux lorsque les modules sont descendus les uns à côté des autres. Ces moyens de verrouillage peuvent être configurés de telle sorte que les moyens de verrouillage présents à un emplacement donné du module s’accrochent sur des moyens de verrouillage complémentaires d’un module voisin, ou en variante s’accrochent sur des moyens de verrouillage complémentaires de deux autres modules voisins, réunissant ainsi les trois modules concernés.

Une ferrure supérieure est de préférence agencée pour s’accrocher avec une ferrure supérieure d’un module adjacent, l’accrochage ayant lieu automatiquement lorsqu’un nouveau module est descendu à côté d’un module adjacent déjà en place sur l’infrastructure. Chaque ferrure supérieure peut avantageusement se présenter en deux parties, avec une partie supérieure amovible et une partie inférieure servant à l’ancrage dans le poteau. Cette partie inférieure peut comporter une platine et des moyens d’ancrage de la ferrure au sein du poteau tels qu’un insert. Ce dernier présente par exemple une section transversale en forme de croix.

Cette possibilité de montage amovible de la partie supérieure de la ferrure supérieure sur la platine permet de ne pas être gêné par la présence de la ferrure pendant le transport et ainsi d’avoir une hauteur de poteau plus grande compte-tenu du gabarit autorisé pendant le transport, et d’utiliser la platine pour y fixer des moyens contribuant à l’immobilisation et/ou à la protection du module pendant son transport, comme détaillé plus loin. Avantageusement, une feuille d’un isolant acoustique/vibratoire tel qu’un élastomère par exemple, est interposé entre la partie supérieure de la ferrure supérieure et la platine.

La partie supérieure de la ferrure supérieure peut comporter un socle destiné à reposer sur la platine par sa face inférieure, ce socle étant muni sur un bord, pour certaines ferrures, d’un profilé d’accrochage femelle définissant une gorge ouverte vers le bas, tandis que d’autres ferrures sont munies sur un bord correspondant d’un profilé mâle comportant une nervure agencée pour s’engager dans la gorge précitée afin d’assembler latéralement les deux ferrures. D’autres formes de moyens de verrouillage sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention. Une même ferrure peut comporter sur un côté du socle un profilé d’accrochage et sur un autre côté du socle, adjacent au premier, ou plus exceptionnellement opposé au premier, un autre profilé d’accrochage de manière à solidariser le poteau équipé de cette ferrure avec deux autres poteaux voisins appartenant à des modules respectifs. La ferrure peut notamment comporter sur un côté du socle un profilé d’accrochage mâle et sur un côté adjacent un profilé d’accrochage femelle.

Chaque ferrure supérieure comporte également, de façon avantageuse, un connecteur mâle agencé pour s’engager dans un logement correspondant d’une ferrure inférieure lorsque deux modules sont superposés.

Ce connecteur mâle comporte avantageusement deux montants définissant entre eux une gorge de réception d’un crochet de levage. Ces montants sont raccordés en partie supérieure par un élément transversal sur lequel le crochet peut s’accrocher. Cet élément transversal peut être venu de matière avec les montants.

De préférence, le connecteur mâle présente une forme générale effilée vers le haut de façon à faciliter son engagement dans la ferrure inférieure. Le connecteur mâle peut présenter une surface enveloppe généralement tronconique ou prismatique, par exemple.

La ferrure inférieure présente un logement pour recevoir un connecteur mâle présent sur un module sous-jacent ou sur l’infrastructure en béton. Ce logement peut être défini par un boîtier, notamment de forme extérieure parallélépipédique, ouvert vers le bas. Ce logement peut être de forme générale évasée vers le bas, notamment avoir une forme complémentaire de celle de la surface enveloppe du connecteur, de façon à maximiser la surface d’appui entre les ferrures.

La ferrure inférieure peut comporter un insert qui s’étend vers le haut pour la fixation dans le poteau correspondant, cet insert ayant de préférence une section transversale en forme de croix, qui peut être collé au poteau et/ou fixé autrement dans celui-ci, notamment clouté ou vissé.

La ferrure inférieure peut également comporter au moins un insert s’étendant dans une direction horizontale, pour la fixation d’une poutre longitudinale ou éventuellement transversale, s’étendant perpendiculairement au poteau vertical portant la ferrure inférieure. La ferrure inférieure peut également accueillir de manière solidaire (soudage) ou par assemblage (par exemple par boulonnage) un plat en console permettant d’y fixer la structure d’un balcon. Lorsque le poteau est disposé dans un angle, la ferrure inférieure peut comporter avantageusement deux inserts s’étendant chacun dans une direction horizontale et à angle droit l’un de l’autre, pour la fixation d’une poutre horizontale et d’une éventuelle poutre transversale du module.

Dans le cas de poteaux intermédiaires disposés entre des poteaux d’angle, la ferrure inférieure peut comporter deux inserts horizontaux disposés dans le prolongement l’un de l’autre, de part et d’autre du logement destiné à recevoir le connecteur mâle.

Les inserts horizontaux peuvent se présenter sous la forme de plats orientés verticalement. La ferrure inférieure peut comporter des semelles s’étendant le long des inserts horizontaux et se raccordant perpendiculairement à ces derniers.

Certains modules peuvent encore comporter des ferrures inférieures ayant une fonction d’assemblage avec un module de circulation définissant un couloir de circulation entre les modules d’habitation.

Ces ferrures inférieures peuvent alors comporter, outre le boîtier définissant le logement de réception du connecteur mâle, l’insert de fixation sur le poteau et un insert horizontal de fixation à une poutre horizontale, une console sur laquelle le module de circulation peut prendre appui.

Cette console peut comporter une platine de préférence supportée inférieurement par deux renforts parallèles verticaux se raccordant sur un montant du boîtier, et portant supérieurement un relief de centrage tel qu’une dent de profil triangulaire, orientée vers le haut. La ferrure peut comporter à l’arrière de la console un flanc de centrage, incliné vers le bas et vers le bord libre de la platine, contre lequel le bord du module de circulation ou un mur en ossature bois peut venir en appui. Ce flanc incliné peut être défini par une nervure verticale s’étendant vers le haut, à partir du montant du boîtier sur lequel se raccordent les renforts verticaux précités.

Chaque ferrure supérieure ou inférieure peut être réalisée entièrement d’un seul tenant, notamment en métal, par exemple par fonderie et/ou usinage voire fabrication additive, ou en variante par assemblage de composants réalisés séparément.

Les ferrures peuvent être réalisées en aluminium, alliage d’aluminium, ou en d’autres métaux, notamment en acier. Ossature

L’ossature des modules comporte de préférence, outre les poteaux précités, des poutres pleines en bois, notamment en lamellé collé.

En particulier, chaque module d’habitation peut comporter au niveau du plancher du module deux poutres longitudinales, éventuellement reliées à une extrémité par une seule poutre transversale, ces poutres étant avantageusement assemblées entre elles et aux poteaux d’angles par des ferrures telles que les ferrures inférieures précitées. Le plancher s’étend entre les poutres longitudinales.

L’une au moins des poutres longitudinales de certains modules peut être interrompue pour la fixation d’un poteau supplémentaire.

Cloisons

Chaque module d’habitation comporte de préférence au moins une cloison pleine s’étendant entre deux poteaux verticaux, notamment du côté du plancher dépourvu de poutre transversale si le module en présente une, participant alors au contreventement du module de ce côté.

Une partie au moins des modules peut comporter une cloison, pleine ou non, le long d’une poutre longitudinale, voire deux cloisons lorsque cette dernière est interrompue pour la fixation d’un poteau intermédiaire. Dans ce cas, ces cloisons s’étendent respectivement entre ce poteau intermédiaire et les poteaux d’angle correspondants.

Lorsqu’elles sont pleines, les cloisons sont de préférence en lamellé croisé.

Assemblage des modules d’habitation Les modules d’habitation peuvent être assemblés par séquences de deux, trois, quatre ou plus, selon le nombre de pièces des logements à réaliser. En particulier, on peut avantageusement finir d’assembler les modules d’un même logement avant de passer à la pose des modules du logement suivant. Cela permet de consolider au mieux la résistance mécanique de l’ensemble, les modules d’un même logement étant réalisés de manière à conférer au logement en question, lorsqu’ assemblés, la stabilité structurelle nécessaire, ce que ne permettent pas nécessairement les modules déjà en place d’un logement tant que les modules restants complétant le logement ne sont pas posés, lors de l’absence de parois pleines sur certains côtés des modules. Ainsi, lorsque le chantier est interrompu, par exemple en fin de journée, tous les modules correspondant à un même logement sont de préférence en place. On peut poser en premier lieu les modules des logements attenants au noyau, sur plusieurs étages. Une fois les modules attenants au noyau posé, on peut poser ceux des logements situés du même côté que ces modules, relativement aux espaces de circulation, puis poser les modules d’habitation situés en face de ces modules et mettre en place les modules de circulation pour relier structurellement les modules entre eux.

Avantageusement, les modules sont assemblés en les disposant de telle manière à ce que, s’ils sont pourvus de poutres transversales comme précité, elles se situent dans le prolongement les unes des autres. Ces éventuelles poutres transversales peuvent être disposées sur le côté extérieur du bâtiment, de façon à supporter si nécessaire la structure d’un balcon. Comme précité, une alternative consiste à venir fixer directement la structure du balcon aux ferrures inférieures du module. Dans ce cas, ces ferrures inférieures sont dotées d’un plat en console permettant d’y fixer la structure d’un balcon.

De préférence, les modules sont agencés pour se positionner les uns sur les autres et se maintenir en place sous l’effet de leur propre poids, sans qu’il ne soit nécessaire de prévoir une fixation par soudage, boulonnage, cloutage ou vissage d’un module sur l’autre.

Ainsi, l’assemblage vertical des modules s’effectue avantageusement par simple engagement des connecteurs mâles précités dans les logements correspondants des modules prévus en partie inférieure de ceux-ci, sans verrouillage supplémentaire des modules entre eux à l’aide d’éléments rapportés tels que des vis ou clous, par exemple. Pour certaines configurations, un dispositif anti-soulèvement peut être intégré au système de ferrures supérieure et inférieure.

Cela simplifie la construction car il suffit de poser les modules les uns sur les autres. En outre, il n’est pas nécessaire de préserver des accès pour intervenir sur les ferrures, ce qui autrement pourrait constituer une contrainte importante sur le plan architectural et augmenter les coûts de main d’œuvre.

L’infrastructure en béton comporte avantageusement des connecteurs mâles en attente pour recevoir le premier étage de modules. Ces connecteurs s’engagent dans des logements correspondant de ces modules, notamment définis par les ferrures inférieures précitées.

Le noyau comporte avantageusement sur sa hauteur des éléments disposés de manière à s’engager automatiquement sur des éléments complémentaires des modules adjacents au noyau pour les accrocher sur celui-ci, lors de leur pose. En particulier, ces éléments peuvent venir s’accrocher sur les mêmes éléments que ceux qui assurent le verrouillage des modules entre eux. On peut utiliser des ferrures de forme adaptée, préalablement fixées au noyau, configurées pour s’accrocher sur les profilés des ferrures supérieures. Le noyau peut ainsi être muni de profilés d’accrochage mâles ou femelles tels que définis plus haut, avec ou sans dispositif anti- soulèvement

Les modules d’habitation sont préfabriqués en usine puis amenés sur le site. De préférence, on commence par poser les modules d’habitation les plus proches du noyau, en les solidarisant à ce dernier, comme mentionné ci-dessus.

Pour poser un module, celui-ci est levé à l’aide d’un moyen de levage tel qu’une grue, munie d’un cadre de levage pouvant être réglable afin de s’adapter à la taille du module, équipé de crochets à verrouillage/déverrouillage automatique, de préférence agencés pour s’accrocher sur des connecteurs présents sur les modules, notamment sur ceux présents sur les poteaux d’angle.

Ces crochets sont ainsi avantageusement agencés pour s’encliqueter automatiquement sur les connecteurs mâles des poteaux d’angle, lorsque le cadre est descendu à leur contact une première fois. Le déverrouillage des crochets s’effectue par exemple en relâchant la tension et en descendant les crochets sur les connecteurs. Les opérations de verrouillage/déverrouillage peuvent être assistées manuellement par un opérateur présent au point de levage et par un autre présent au-dessus du bâtiment, sur une nacelle par exemple. Lorsqu’un module est posé près d’un autre déjà en place, les ferrures supérieures des poteaux adjacents peuvent se verrouiller, par engagement des profilés d’accrochage correspondants, comme mentionné plus haut. Un tel verrouillage assure la reprise des efforts transversaux. Des modules de circulation préfabriqués peuvent être mis en place entre les modules d’habitation. De préférence, ces modules de circulation sont également simplement posés sur les modules en place et ne nécessitent après la pose que tout au plus des moyens de fixation additionnels légers tels que des vis ou clous. Au même titre que la dépose verticale des modules d’habitation, ces modules de circulation peuvent bénéficier avantageusement de dispositif anti-soulèvement.

De préférence, des modules de toit sont déposés temporairement sur les modules d’habitation en attente d’être recouverts par un autre étage de modules d’habitation, lorsque le chantier doit être interrompu et qu’il existe un risque d’intempéries. Modules de circulation

Les modules de circulation précités comportent avantageusement un plancher structurel en lamellé croisé, et un sous-plafond définissant avec le plancher structurel un plénum pour le passage de câbles et/ou de tuyaux et pour être en mesure de recevoir une isolation phonique et/ou thermique si nécessaire.

Modules de toiture

Les modules de toitures précités comportent de préférence une cadre structurel formé de poutres en bois assemblées, notamment en lamellé collé, et un élément de couverture tel qu’un panneau métallique ou un revêtement en tout autre matériau adapté. Les modules de toiture présentent avantageusement des logements agencés pour s’engager sur les connecteurs mâles des modules d’habitation sous-jacents, ces logements étant de préférence définis par des ferrures reliant les poutres du cadre précité. Au même titre les modules d’habitation courants, les ferrures de ces modules de toiture peuvent bénéficier avantageusement de dispositif anti-soulèvement.

Les modules d’habitation comportent avantageusement une isolation thermique et/ou phonique, notamment sur leur côté tourné vers l’extérieur, sur le plafond, et sur leurs côtés tournés vers les logements adjacents et/ou les espaces de circulation.

En particulier, chaque module d’habitation comporte de préférence au moins une couche d’un isolant thermique ou phonique, tel que de la laine minérale par exemple, rapporté sur une cloison, un plancher ou un plafond, structurel ou non.

Les cloisons des modules sont de préférence prépeintes, pré-carrelées ou autrement finies, et le côté des modules ouvert vers l’extérieur est de préférence muni d’un parement de façade tel qu’un bardage par exemple.

Les modules peuvent être déjà munis de leurs ouvrants et autres menuiseries intérieures ou extérieures, notamment fenêtres ou portes.

Les modules peuvent être déjà munis d’un revêtement de sol.

Les modules peuvent être prééquipés de sanitaires, salle de bains et cuisine.

Les modules peuvent être précâblés électriquement, courants forts et/ou courants faibles. Les modules peuvent comporter un ou plusieurs passages en attente pour le raccordement à des arrivées en eau et en courants forts et/ou faibles. Transport des modules

Les modules sont de préférence transportés jusqu’au chantier de construction du bâtiment sur des racks, de préférence métalliques. Ils sont de préférence assemblés au moins partiellement sur des racks individuels qui sont utilisés ensuite pour le transport des modules jusqu’au site de construction. En particulier, le montage des cloisons peut s’effectuer en usine alors que les poteaux sont déjà présents sur le rack, et le rack peut être déplacé d’un poste à l’autre lors du montage du module.

Le transport jusqu’au chantier peut s’effectuer par camion, notamment avec une remorque. Il est avantageux que les racks comportent des pieds escamotables ou rétractables permettant à la remorque de s’engager sous le rack ; cela évite une opération de levage du rack pour sa mise en place sur le camion.

De préférence, au moins un cadre de contreventement amovible, notamment métallique, est fixé sur le rack pour le transport du module. Ce cadre est de préférence fixé inférieurement au rack, par exemple par boulonnage, et supérieurement aux poteaux d’angle précités des modules, par exemple par boulonnage également. Cette fixation en partie supérieure s’effectue avantageusement en utilisant les mêmes éléments des modules que ceux qui servent à la connexion des connecteurs utilisés pour l’assemblage vertical des modules entre eux. On peut ainsi avantageusement mettre en place sur les côtés longitudinaux du rack deux cadres de contreventement opposés. Chaque cadre est enlevé à l’arrivée sur le chantier. Les connecteurs peuvent alors être mis en place sur les modules d’habitation. L’absence de ces connecteurs pendant le transport permet de respecter plus facilement le gabarit maximal autorisé en hauteur.

Le ou les cadres de contreventement sont utiles pour compenser la relative fragilité de certains modules pris isolément, en particulier lorsque les cloisons présentes sur leurs grands côtés sont non pleines.

Structure de transport

L’invention a encore pour objet une structure de transport pour le transport d’un module d’habitation du lieu de fabrication du module au chantier de construction du bâtiment, comportant : un rack de transport sur lequel le module est posé, au moins un cadre de contreventement amovible, configuré pour être fixé sur le rack et le module durant le transport de celui-ci. Palonnier manutention

L’invention a encore pour objet un palonnier de levage, pouvant être réglable afin de s’adapter à la taille du module, permettant de lever, manutentionner et poser les modules grâce à un moyen de levage tel qu’une grue. Ce palonnier est muni d’un cadre de levage pouvant être équipé de crochets à verrouillage/déverrouillage automatique, de préférence agencés pour s’accrocher sur des connecteurs présents sur les modules, notamment sur ceux présents sur les poteaux d’angle. Ce palonnier est d’une résistance mécanique et rigidité telles qu’il permet d’assurer le maintien et la stabilité structurelle du module lors des différentes charges provisoires correspondantes à toutes les opérations de manutention. Infrastructure

L’invention a encore pour objet une infrastructure porteuse en béton avec noyau, pour la mise en œuvre du procédé de construction tel que défini plus haut, comportant des connecteurs mâles en attente, destinés à coopérer avec les modules d’habitation du premier étage de modules d’habitation posés sur l’infrastructure, et de préférence, sur le noyau, des moyens de verrouillage permettant l’accrochage automatique des modules au noyau lors de leur pose.

Bâtiment

L’invention a encore pour objet un bâtiment obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’invention, comportant : une infrastructure porteuse en béton avec un noyau abritant escalier(s) et/ou ascenseur(s), des modules d’habitation préfabriqués rapportés sur l’infrastructure, les modules étant assemblés entre eux et une partie au moins des modules adjacents au noyau étant assemblés à ce dernier.

Le procédé de construction selon l’invention peut être mis en œuvre avec des modules d’habitation autres que les modules d’habitation à ossature bois définis plus haut, notamment des modules d’habitation à ossature métallique.

Toutefois, de préférence, ce procédé est mis en œuvre avec les modules d’habitation à ossature bois, présentant les caractéristiques énoncées plus haut.

L’invention a encore pour objet, indépendamment du procédé de construction défini plus haut, faisant intervenir une infrastructure en béton avec un noyau, un module d’habitation en tant que tel, reprenant tout ou partie des caractéristiques présentées ci-dessus, susceptible d’être utilisé différemment, notamment en étant posé sur une infrastructure sans noyau béton ou avec un noyau en bois ou en métal ou autrement réalisé, et/ou en réalisant l’assemblage des modules autrement, notamment à l’aide d’éléments rapportés après la mise en place des modules.

Ce module d’habitation préfabriqué comporte une ossature en bois comportant : au moins quatre poteaux d’angle, deux poutres longitudinales et éventuellement une poutre transversale, de préférence unique, reliant les poteaux d’angle, au moins un plancher structurel, au moins une cloison pleine ou de contreventement, du côté opposé à la poutre transversale, si le module en présente une.

Un tel module peut reprendre tout ou partie des caractéristiques présentées plus haut. L’invention a encore pour objet un ensemble comportant plusieurs modules d’habitation selon l’invention, assemblés entre eux pour former un logement, notamment de type T2, T3 ou T4. Ces modules sont avantageusement munis de moyens de verrouillage qui s’accrochent automatiquement entre eux lorsque les modules sont descendus les uns à côté des autres.

L’invention a encore pour objet un ensemble comportant un module d’habitation selon l’invention et un module de toiture posé sur le module d’habitation.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’un exemple de mise en œuvre non limitatif de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

Brève description des dessins

[Fig 1] la figure 1 représente de façon schématique et partielle un bâtiment réalisé conformément à l’invention,

[Fig 2] la figure 2 représente l’infrastructure seule, avant la pose des modules d’habitation,

[Fig 3] la figure 3 représente de manière partielle et schématique, en perspective, l’ossature d’un exemple de module d’habitation,

[Fig 4] la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 d’un autre exemple de module d’habitation, [Fig 5] la figure 5 illustre l’assemblage de trois modules d’habitation pour former un logement,

[Fig 6] la figure 6 illustre l’assemblage vertical de modules d’habitation,

[Fig 7] la figure 7 représente isolément un ensemble de ferrures des modules d’habitation,

[Fig 8] la figure 8 est une vue analogue à la figure 7 d’une variante de ferrures, [Fig 9] la figure 9 est une vue analogue à la figure 7 d’une autre variante de ferrures,

[Fig 10] la figure 10 illustre l’assemblage de ferrures supérieures appartenant à des modules d’habitation adjacents,

[Fig 11] la figure 11 illustre l’assemblage de trois modules d’habitation à l’aide d’une autre variante de ferrure supérieure,

[Fig 12] la figure 12 illustre l’utilisation des ferrures de la figure 9 pour supporter les modules de circulation,

[Fig 13] la figure 13 illustre l’assemblage des modules d’habitation sur des racks de transport,

[Fig 14] la figure 14 illustre la mise en place, préalablement au transport, de cadres de contreventement sur les racks de la figure 13,

[Fig 15] la figure 15 illustre le transport des modules par camion,

[Fig 16] la figure 16 représente un détail de réalisation d’un rack de transport, [Fig 17] la figure 17 représente un détail de la fixation du cadre de contreventement sur le module d’habitation,

[Fig 18] la figure 18 illustre la pose des ferrures supérieures avant levage des modules,

[Fig 19] la figure 19 illustre le levage d’un module,

[Fig 20] la figure 20 illustre le verrouillage automatique des crochets,

[Fig 21] la figure 21 illustre la pose des modules d’habitation,

[Fig 22] la figure 22 illustre la pose provisoire des modules de toit,

[Fig 23] la figure 23 illustre la construction du bâtiment,

[Fig 24] la figure 24 représente un exemple de disposition relative des ossatures des modules d’un même logement, [Fig 25] la figure 25 représente le plancher équipé d’un sous-plafond, des modules de circulation,

[Fig 26] la figure 26 illustre un exemple d’agencement intérieur d’un logement formé de trois modules d’habitation, et

[Fig 27] la figure 27 illustre un exemple d’aménagement d’un étage du bâtiment.

Description détaillée

On a représenté à la figure 1 un exemple de bâtiment 1 réalisé conformément à un aspect de l’invention, comportant une infrastructure en béton armé 2 pourvue d’un noyau 3 en béton, logeant les escalier(s) et/ou ascenseur(s).

Dans l’exemple considéré, il s’agit d’un bâtiment de logements collectifs à plusieurs étages, formé par l’assemblage de modules d’habitation 10 préfabriqués.

L’infrastructure 2 est représentée isolément à la figure 2. Elle peut comporter un sous-sol 5 et une dalle 4 sur laquelle sont posés les modules d’habitation du premier étage de logements.

Chaque module d’habitation 10 comporte, selon un aspect de l’invention, une ossature bois 11, représentée isolément sur la figure 3.

Dans le cas du module représenté sur cette figure, l’ossature 11 comporte quatre poteaux d’angle 12, de préférence en bois lamellé collé, deux poutres longitudinales 13, parallèles entre elles et s’étendant comme les grands côtés du module et éventuellement une poutre transversale unique 14 reliant les deux poutres longitudinales 13 à une extrémité. Les poutres 13 et 14 sont de préférence également en bois lamellé collé.

L’ossature 11 est complétée par un plancher structurel 15 en bois lamellé croisé et par une cloison 16 également en bois lamellé croisé, à l’opposé de la poutre 14 et participant au contreventement du module.

Les poteaux 12 sont assemblés aux poutres par des ferrures inférieures 20 qui sont décrites par la suite et portent à leur extrémité supérieure des ferrures supérieures 30 servant à l’assemblage des modules entre eux.

La figure 4 représente un autre exemple d’ossature 11 pour un module d’habitation qui diffère de celui de la figure 3 par la présence d’un poteau intermédiaire 17 sur l’un des grands côtés. La poutre longitudinale peut alors être coupée en deux parties 13a et 13b reliées par une ferrure inférieure 21 fixée dans le poteau 17.

Des cloisons pleines 16a et 16b en bois lamellé croisé s’étendent respectivement entre l’un des poteaux d’angle 12 et le poteau intermédiaire 17 et entre ce dernier et le poteau d’angle opposé 12.

Le modules d’habitation 10 sont regroupés par deux, trois, quatre ou plus afin de former des logements de deux, trois, quatre pièces ou plus.

Sur la figure 5, on a représenté les ossatures de trois modules d’habitation 10 assemblés pour former un logement de type T3.

Les modules d’habitation 10 d’un même étage sont assemblés entre eux au niveau des ferrures supérieures 30, comme cela est décrit plus loin.

Les modules 10 s’assemblent verticalement, comme illustré sur la figure 6, en fonction du nombre d’étages à réaliser. Les ferrures supérieures 30 sont configurées pour s’ajuster dans les ferrures inférieures 20, le poids des modules de l’étage supérieur étant repris par les poteaux 12 et 17 de l’étage inférieur.

On va maintenir décrire en référence aux figures 7 à 11 plus précisément les ferrures 20, 21 et 30.

La ferrure inférieure 20 qui sert à l’assemblage des poutres 13 et 14 avec un poteau d’angle 12 peut comporter, comme illustré, un boîtier 22 ouvert vers le bas, définissant un logement de réception de la ferrure supérieure 30, et des inserts 23, 24 et 25 destinés à la solidarisation de la ferrure avec les poutres horizontales et le poteau d’angle vertical. Les inserts horizontaux 23 et 24 se présentent dans l’exemple illustré sous la forme de plats destinés à se loger chacun dans une fente correspondante de la poutre en regard. L’insert vertical 25 présente une section transversale en croix. Les plats 23 et 24 sont rigidifiés à leur base par des semelles respectives 27 et 28.

Les ferrures supérieures 30 sont réalisées dans l’exemple considéré en deux parties 30a et 30b qui sont assemblées par boulonnage, avec interposition d’un isolant acoustique/vibratoire 31.

La partie supérieure 30a comporte un socle 32 surmonté d’un connecteur mâle 33 formé par deux montants 34 reliés supérieurement par un élément de liaison 35. La partie inférieure 30b sert à G ancrage au sein du poteau et comporte une platine 38 prolongée inférieurement par un insert 39, par exemple de section transversale en forme de croix, comme illustré.

Les ferrures supérieures 30 sont réalisées avec des moyens de verrouillage qui permettent de solidariser deux ferrures 30 adjacentes vis-à-vis des efforts latéraux.

A cet effet, certaines ferrures 30 sont réalisées avec des reliefs agencés pour s’emboîter dans des reliefs de forme complémentaire d’autres ferrures 30 lorsque les modules d’habitation sont posés les uns à côté des autres.

Dans l’exemple illustré, certaines ferrures supérieures 30 sont ainsi réalisées avec en débord du socle 32 sur un côté un profilé de verrouillage 40 définissant une gorge 41 ouverte vers le bas, tandis que d’autres ferrures supérieures 30 sont réalisées de manière similaire avec un profilé de verrouillage 43 de forme complémentaire, dirigé vers le haut, agencé pour s’engager dans la gorge 41 lors de l’assemblage des ferrures 30, comme illustré à la figure 10.

Sur cette figure, on voit que les montants 34 présentent une section transversale aplatie selon un plan médian pour le connecteur 33. L’élément de liaison 35 s’étend perpendiculairement à ce plan.

Les flancs extérieurs 34a des montants 34 sont inclinés vers le haut en rapprochement de ce plan médian, de même que les flancs 34b perpendiculaires à ce plan médian, de sorte à donner au connecteur 33 une forme générale effilée vers le haut, conduisant à un auto-centrage du connecteur 33 dans le logement correspondant de la ferrure inférieure 20.

Dans l’exemple considéré, la partie supérieure 30a de la ferrure supérieure 30 est réalisée d’une seule pièce par usinage de matière, de même que la partie inférieure 30b, par exemple en aluminium ou en alliage d’aluminium.

Sur la figure 8, on a représenté la ferrure inférieure 21 qui sert à la fixation du poteau intermédiaire 17 ainsi qu’aux deux parties 13a et 13b de la poutre longitudinale associée.

Cette ferrure 21 comporte deux inserts horizontaux 23 situés dans le prolongement l’un de l’autre, de part et d’autre du boîtier 22, formés de plats verticaux agencés pour se fixer au sein des parties 13a et 13b de la poutre longitudinale associée.

Le bâtiment comporte des couloirs permettant l’accès aux logements. Ces couloirs sont ménagés par des modules de circulation 50 mis en place entre les modules d’habitation, comme illustré à la figure 12.

Ces modules de circulation sont agencés de façon à reprendre les efforts transversaux et permettre la solidarisation des modules d’habitation entre eux jusqu’au noyau 3 en béton.

Sur la figure 12 on n’a représenté que le plancher structurel 51 de ces modules de circulation 50.

Certaines ferrures inférieures 20 sont munies sur un côté d’une console 52 destinée à supporter le plancher 51, comme représenté plus particulièrement sur la figure 9.

La console 52 s’étend horizontalement à proximité de l’extrémité supérieure du boîtier 22, étant supportée par des nervures de renfort 54 raccordées au boîtier 22.

La ferrure 20 comporte également une butée verticale 55 présentant un flanc incliné 56, contre lequel vient en appui le bord du module de circulation, comme on peut le voir sur la figure 12.

Un relief de blocage 58, par exemple sous la forme d’une dent de profil triangulaire lorsqu’observée de face dans une direction horizontale perpendiculaire à la butée 55, coopère avec un relief correspondant du plancher 51, et contribue à l’immobilisation de celui-ci ainsi qu’à la reprise des efforts transversaux.

Les consoles 52 peuvent être prévues notamment sur les ferrures inférieures 20 situées à l’opposé de la poutre transversale 14, si le module en présente une.

Certaines ferrures supérieures 30 peuvent être munies de moyens de verrouillage permettant de verrouiller les modules d’habitation par trois, comme illustré à la figure 11.

On peut ainsi réaliser certaines ferrures supérieures 30 avec deux moyens de verrouillage sur deux côtés adjacents du socle 32, par exemple l’un constitué par un profilé de verrouillage mâle 43 et l’autre par un profilé de verrouillage femelle 40.

Les modules d’habitation 10 sont préfabriqués en usine, et sont livrés sur le chantier prêts à être posés, étant équipés d’une isolation thermique et phonique, et précâblés avec les réseaux électriques et fluidiques.

Les modules sont avantageusement assemblés sur des racks 100 qui servent également à leur transport, comme illustré à la figure 13.

Les racks 100 sont munis de pieds 101 rétractables. Sur la figure 13, on voit l’isolation thermique et phonique qui habille le plafond des modules 10 ainsi qu’au moins une cloison non pleine 60 sur un grand côté du module. On peut voir également que les modules d’habitation 10 sont munis d’un parement de façade 62.

Des cadres de contreventement 110 sont rapportés sur les racks 100 pour le transport, pour couvrir les grands côtés des modules 10, tels que représentés figure 14.

Ces cadres 110 présentent des montants 111 qui sont immobilisés inférieurement par boulonnage dans des sabots prévus à cet effet sur les racks 100 et supérieurement à l’aide de pattes de liaison 103 boulonnées sur les platines 38 de la partie inférieure 30b des ferrures supérieures 30, la partie supérieure de celles-ci, comportant le connecteur 33, étant alors non présente, comme illustré sur la figure 17.

Chaque rack 100 comporte avantageusement, comme illustré sur la figure 16, des connecteurs 33 fixés sur les longerons du rack de manière à s’engager dans les logements correspondants des ferrures inférieures du module et ainsi le maintenir en place.

La hauteur des pieds 101 des racks permet de positionner un véhicule de transport sous les racks 100, et de poser les racks sur ce véhicule en rétractant les pieds, comme illustré sur la figure 15. On voit sur cette figure que les modules d’habitation peuvent être recouverts d’une bâche pour le transport.

A l’arrivée sur le site, comme illustré sur la figure 18, les bâches sont retirées, de même que les cadres de contreventement 110 et les parties supérieures 30a des ferrures 30 sont installées.

On peut ensuite procéder au levage de chaque module 10 à l’aide d’un cadre de levage 200 équipé de crochets 201 agencés pour s’accrocher sur les connecteurs 33, comme illustré sur la figure 19.

Les crochets 201 sont de préférence à verrouillage et déverrouillage automatique, étant par exemple du type ELEBIA NEO50, se verrouillant automatiquement sur les connecteurs 33 lorsqu’ils sont descendus sur ceux-ci, et pouvant se déverrouiller automatiquement lorsque le module est déposé, comme partiellement illustré par la séquence représentée sur la figure 20.

Le cas échéant, l’opération de pose des modules 10 est assisté par un opérateur humain présent sur une nacelle 210, comme illustré à la figure 21.

La pose des modules d’habitation 10 s’effectue en commençant par les modules les plus proches du noyau 3. Ce dernier est muni de ferrures 300 munies de profilés de verrouillage 43 permettant l’accrochage des profilés de verrouillage 40 des ferrures supérieures 30 lors de la descente des modules, comme illustré à la figure 24.

La pose des modules s’effectue de préférence logement par logement. Ainsi, dans l’exemple de la figure 21, on commence par poser tous les modules d’un premier logement, au nombre de trois, avant de poser les modules de l’étage supérieur, toujours en commençant par les modules 10 les plus proches du noyau 3.

En cas d’intempéries, ou en fin de journée, des modules de toit 70 peuvent être posés provisoirement, afin de protéger les modules d’habitation sous-jacents, comme illustré sur la figure 22.

Les modules de toit 70 sont installés définitivement sur les modules d’habitation du dernier étage, comme illustré à la figure 23.

Le fait de procéder à la pose des modules logement par logement permet d’utiliser la résistance structurelle de certains modules pour consolider les modules adjacents.

Si l’on se reporte à la figure 24, on voit que le logement peut comporter un module d’habitation intermédiaire 10b disposé entre deux modules d’extrémité 10a et 10c pourvus de cloisons pleines 16 dans la direction longitudinale des modules alors que le module intermédiaire ne dispose que d’une cloison pleine 16 dans la direction perpendiculaire. Les modules d’extrémité 10a et 10c participent ainsi au contreventement du module intermédiaire 10b dans la direction longitudinale des modules.

Sur la figure 25, on a illustré la pose des modules de circulation entre deux rangées de modules d’habitation 10.

On voit que le plancher structurel du module de circulation peut être doublé d’un faux-plafond 56 ménageant un plénum pour le passage de câbles ou de conduites et pour recevoir une isolation phonique et/ou thermique.

Les planchers de modules de circulation viennent en appui sur les consoles des modules d’habitation au terme de leur mise en place.

Les logements peuvent être aménagés de diverses manières.

A titre d’exemple, on a représenté à la figure 26 un exemple d’aménagement d’un appartement formé de trois modules d’habitation 10. On remarque que l’on évite, de par l’agencement des modules et de leurs cloisons pleines, d’avoir des doublons de cloisons pleines en lamellé croisé entre logements. Ainsi, la cloison 80 à une extrémité du logement est non pleine, étant par exemple de type ½ Styl, tandis qu’elle est pleine, en bois lamellé croisé, du côté opposé.

Au sein d’un étage, on peut assembler les modules d’habitation de façon à constituer des logements plus ou moins grands. A titre d’exemple, on a représenté sur la figure 27 un agencement possible, parmi d’autres, des modules d’habitation 10.

On voit que les logements disposés de part et d’autre du noyau béton 3 peuvent ne pas comporter de cloison pleine 16 en bois lamellé croisé, en profitant de la présence du noyau béton pour assurer le contreventement. Seules les cloisons situées à l’opposé du noyau 3 et le long des couloirs de circulation peuvent être pleines. Par exemple, la cloison 16 disposée à l’opposé du noyau est une cloison en bois lamellé croisé de 12 cm d’épaisseur, tandis que les cloisons disposées le long du couloir sont en bois lamellé croisé de 10 cm d’épaisseur.

On a indiqué à titre indicatif la dimension des modules sur cette figure, étant entendu que l’invention n’est pas limitée à des dimensions particulières.

On voit sur la figure 27 que le contreventement des modules en façade est assuré par la présence des planchers des modules qui se superposent.

Les efforts transversaux qui s’appliquent sur le bâtiment sur la rangée de modules située du côté opposé au noyau 3 peuvent être transmis à ce dernier par les planchers structurels des modules de circulation.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit.

En fonction des aspects de l’invention qui sont considérés, de nombreuses variantes sont possibles, quant à l’assemblage des modules ou leur réalisation.