CA1285369C - Element autoportant pour la realisation d'une toiture de batiment, comprenant une ossature metallique associee a une couverture isolante monobloc, ossature metallique et couverture isolante le composant et toiture en resultant - Google Patents

Abstract

ABREGE DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Pour: Elément autoportant pour la réalisation d'une toiture de bâtiment, comprenant une ossature métallique associée à une couverture isolante monobloc, ossature métallique et couverture isolante le composant et toiture en résultant. L'invention concerne un élément autoportant I et de grande longueur du type formé d'une ossature en profils métalliques 7-9-10-11-14-15 etd'une couverture isolante soutenue par ladite ossature. L'élément est caractérisé en que sa couverture est mono-bloc et formée d'un composite constitué d'une peau extérieure 17, d'une peau intérieure 18, et d'un matelas d'isolation 19 constitué par des fibres de laine minérale qui s'étendent perpendiculairement aux plans parallèles des peaux. La couverture 16 est soutenue exclusivement par les deux poutres latérales 9, 10 de l'ossature.

Description

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DESCRIPTION

ELEMENT AUTOPORT~NT POUR LA REALISATION D'UNE T(~ITURE
DE B~TIMENT, COMPRENANT UNE OSS~TURE METALLIQUE ASSOCIEE ~\
UNE COUVERTURE ISOL~NTE MONO13LOC, OSS~TURE MET~L3 IQUE
ET COUVEI~TURE ISOLANTE LE COMPOSANT ET TOITURE EN ~ESULTANr La présente invention concerne un élément autoportant et de grande longueur, pour la réalisation d'une toiture de bâtiment -notamment d'un bâtiment inclustriel (ateiier, entrepôt. hall), commercial (Inarché couvert), scolaire, sportif, administratif, ou à usage d'habitation- ainsi que la toiture 5 formée par la réunion de plusieurs de ces éléments disposés parallèlemer1t les uns aux autres et assemblés le long de le~lrs bords longitudinaux.
Subsidiairement, I'invention se rapporte à un élérnent autoportant et de grande longueur intégrant les multiples fonctions techniques que, conventionnellement, doit comprendre le bâtiment à recouvrir.
ll est déjà connu de recouvrir les bâtiments à l'aide d'éléments autoportants de grande longueur qui sont assemblés deux à deux le long de leurs bords longitudinaux, de manière à former dans ce cas une toiture àune rangée, et qui, parfois, sont également assemblés deux à deux par aboutement de leurs extrêmités transversales appelées chants, de manière à
15 former dans ce cas une toiture à deux rangées ou plus d'éléments juxtaposés.
Ces éléments autoportants sont très souvent equipés en atelier de dispositifs assurant les fonctions techniques futures du bâtiment, telles que l'isolation, I'éclairage, le chauffage, I'aération, la protection contre I'incendie, I'évacuation des fumées, de telle sorte que les prestations à assurer 20 sur le chantier de la construction se trouvent réduites au minimum.
Il suffit en effet d'amener sur le chantier les éléments fabriqués selon une telle conception, de les lever et de les poser sur la structure porteuse existante (charpente métallique ou bétonl, de les assernbler deux à deux, par leurs bords longitudinaux et le cas échéant par leurs chants transversaux, et 25 enfin de raccorder les dispositifs techniques de chaque élément aux arrivées d'électricité, d'eau chaude ou de vapeur par exemple, pour que le bâtiment soi-tfonctionnellement équipé en totalité en même temps qu'il est isolé et protégé des intempéries.
Les éléments autoportants que l'on trouve actuellement dans 30 le domaine des toitures de bâtiments sont soit en béton, soit en tôles d'acier proté~é qui recouvre un rnatelas de laine de verre supporté par des sous-faces rendues solidaires des tôles extérieures par des dispositifs de liaison auxquels,` le plus souvent, on associe simultanément les dispositifs techniques qui, de la sorte participent au soutien des sous-faces et du matelas d'isolation.
Les eléments en beton présentent l'inconvénient evident d'e~tre particulierement lourds; les élements en tôles d'acier protégé, tels ceux decrits dans les brevets franc~ais 1,558,925 et 71.28624/2.147.866, présentent l'inconvenient d'étre d'une fabrication relativement complexe, donc onéreuse. Dans ces derniers éléments, les matelas de laine de verre qui assurent l'isolation des b~timents sont réalises par la technique la plus conventionnelle, les fibres de laine de verre s'étendant selon des plans sensiblement paralleles aux grandes surfaces des matelas.
De facon à simplifier la fabrication de tels éléments autoportants et de fac~on à simplifier egalement leur transport entre le lieu de fabrication et le lieu de leur montage, il a été envisage de réaliser les éléments autoportants par l'association de deux constituants principaux, d'une part une ossature en profils métalliques s'étendant de fagon continue entre les deux bords longitudinaux de l'élément ainsi qu'entre ses deux chants tranversaux pour assurer l'autoportance dudit élément, et d'autre part une couverture isolante susceptible d'etre soutenue par ladite ossature.
Des éléments de ce type, tels que décrits par exemple 25 dans les demandes de brevet francais 82.07272 et 82.09304 publiées, ont pour avantage de pouvoir etre assemblés ossature-couverture indifféremment en usine ou sur le chantier.
Si la fabrication des deux constituants principaux de chaque élément autoportant est realises dans la meme usine, les ossatures metalliques d'une part, les couvertures isolantes d'autre part, peuvent ëtre stocees indépendamment.
Mais, et c'est en cela que ces conceptions nouvelles presentent un grand avantage, les ossatures métallique et les couvertures isolantes peuvent e~tre fabriquees en deux lieux distinct, les constituants nobles que forment les couvertures ~~a' ~, ..

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- 2 A -isolantes étant réalisés en usine, et transportes ensuite vers les lieux de montage, les constituants moins nobles que forment les ossatures métalliques étant idealement realisés au voisinage des chantiers, voire sur les chantiers eux-mé~mes.
Les couts de transport de tels éléments autoportants se trouvent ainsi notablement réduits. En outre, il devient possible de confier à des entreprises voisines des lieux de montage la realisation totale ou partielle, par suite alors d'une livraison en kit, de chaque ossature metallique.
Outre la réduction des couts de transport, surtout vers les pays très éloignes, le fait de pouvoir realiser sur chantier ou au voisinage du ~2~

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chantier la totalité, ou au moins une partie, de chaque ossature métallique, constitue un intéret évident dans les pays en voie de développement particulière-ment engagés dans une politique de construction de bâtirnents présentant d'impor-tantes surfaces projetées au sol.
Les éléments autoportants décrits dans les deux demandes de brevet français précitées se composent chacun d'une ossature en profils mctalliques continue entre ses deux bords lon~itudinaux et ses deux chants transversaux, pour assurer l'autoportance, et d'une couverture isolante formée par la juxtaposition de plusieurs tronçons posés et Iixés sur llossature, et démontables 10 individuellement. Les variantes d'ossatures proposées, symétriques ou dissymétriques, permettent de réaliser des toitures avec hublots, pour un éclairement des bâtiments en partie naturel, ou des toitures pleines, mieux protégées du soleil, mais nécessitant un éclairement artificiel permanent. Les couvertures isolantes proposées par les deux demandes de brevet français 15 précitées ont en commun dlêtre formées, pour chacun de leurs tronçons, dlun composite constitué d'une peau extérieure, résistante aux corrosions, d'une pea intérieure, sensiblement de même configuration que la peau extérieure et disposée parallèlement à et sous cette dernière, et d'un matelas d'isolation obtenu par injection entre les deux peaux, puis polymérisation, d'une mousse d'un 20 matériau développant de bonnes qualités d'ignifugation et d'adhésivité sur les peaux.
Les structures autoportantes ainsi obtenues présentent pour avantages d'être esthétiques, d'être d'un montage rapide et facile, d'être d'unefinition et d'une qualité excellentes, et enfin d'être réalisables dans un temps25 très court, les calculs propres à toute ossature métallique étant faits à llavance et des stocks permanents étant prévus pour tous les tronçons des couvertures isolantes.
Sur le plan du respect des normes, et notamment des garanties fixées par les législations ou par les assurances, les constructions 30 répondant à ces nouvelles conceptions ont pour avantage de désolidariser le constituant étanchéité, c'est-à-dire la couverture d'isolation, qui doit être garantie dix ans, du constituant porteur, c'est-à-dire l'ossature métallique, qui doit être garantie trente ans.
Les conceptions dont il vient d'être question permettent 35 donc de garantir une longévité plus grande des toitures, par remplacernent defaçon individuelle des tronçons de couverture défectueux, et de réduire dans le temps les risques, tant pour le fabriquant de tout ou partie des éléments autoportants, que pour le propriétaire du bâtiment recouvert slil négli~e llentre-39 tien -_ 4 Les constructions précitées ont encore toutefois trois inconvénients:
- bien que presque totalement éliminés, quelques pon-ts thermiques subsistent dans ou entre l'ossature et la couverture, ce qui peut 5 engendrer quelques condensations lorsque les occupants du bâtiment ne renouvel-lent pas l'air par souci d'économiser l'énergie, - la fabrication d'un matelas de mousse par injection entre deux peaux dont les longueurs peuvent atteindre trente à quarante mètres, et dont les largeurs développées peuvent atteindre trois à quatre mètres, est 10 toujours difficile à ma~triser et nécessite au surplus un outillage lourd et coûteux, - enfin et surtout, toutes les surfaces de toiture qui sont soumises à un ensoleillernent se dilatent différemment aux niveaux de leurs peaux, la peau extérieure, plus chaude alors que la peau intérieure, se dilatantplus que la peau intérieure. Par exemple, on a mesuré que, sous notre latitude, en 15 plein été, pour un élément autoportant de vingt mètres de longueur, la dilatation différentielle entre la peau extérieure et la peau intérieure de toute surface soumise à un fort ensoleillement atteint rapidement au moins 40 mm. Ce phénomène a relativement peu d'incidence quand il concerne des éléments autoportants plans, même si ceux-ci sont de très grandes longueurs. En revanche,20 quand il concerne des éléments autoportants dont la section transversale est en forme d'arc de cercle ou en forme de V, ce phénomène de dilatation différentielle entre les deux peaux de la couverture isolante provoque, en surface de la peau extérieure, des défauts dont les conséquences sont irréversibles, même lorsque la température de la toiture s'abaisse et que les deux peaux reprennent 25 leur même longueur commune d'origine. Ces défauts sont dus au fait que, dès lors qu'il y a dilatation différentielle, la toiture concernée se déforme en se bombant vers la face la plus chaude. Or, il est évident que ce bombement ne peut se réaliser sans dommage lorsque la toiture, constituée d'éléments juxtaposés en arc de cercle ou en V, a une forme générale ondulée. Dans toutes ses parties 30 concaves, notamment au niveau de l'arête du dièdre de chaque élément à section transversale en V, le bombement n'est natureilement plus possible. Dans ces circonstances, la peau extérieure se déforme localernent, ce qui a pour conséquence de la décoller du matelas d'isolation et donc de créer une multiplicité de ponts thermiques qui, même in~imes, abaissent les propriétés 35 d'isolation de chaque élément autoportant de la toiture. Or, il faut savoir que les toitures de forme générale ondulée, constituées d'éléments en V juxtaposés, sontcelles qui sont le plus fréquemment demandées par la clientèle, et installées, car elles répondent à une meilleure esthétique et offrent simultanément la plus ~ grande possibilité d'y intégrer toutes les fonctions techniques indispensables aux -- 40 activités à exercer à l'intérieur du bâtiment protégé.
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~8S~i9 .
La présente invention a pour but de fournir un nouveau type d'élément autoportant qui conserve les avantages des éléments connus formés par l'association d'une ossature métallique et d'une couverture isolante et qui cette fois, en premier lieu, permet d'éliminer en totalité les ponts thermiques, en 5 deuxième lieu, - est d'une fabrication ~facile et peu onéreuse quant àla couverture d'isolation, les parties constituant cette dernière étant en effetdisponibles dans le commerce, et en troisième lieu autorise les dilatations différentielles entre les constituants les plus éloignés de la couverture d'isolation.
A cet effet, la présente invention a pour objet un élément 10 autoportant et de grande longueur, pour la réalisation d'une toiture de bâtiment, notamment industriel, commercial, scolaire, administratif, sportif ou à usage d'habitation, ladite toiture étant formée par la réunion de plusieurs de ces élémellts disposés parallèlement les uns aux autres et assemblés le long cle leurs bords longitudinaux, ledit élément étant du type formé: a) d'une ossature ~n 15 profils métalliques s'étendant de façon continue entre les deux bords lorlgitudinaux de l'élément ainsi qu'entre ses deux chants transversaux pour assurer l'autoportance dudit élément et b) d'une couverture isolante soutenue par ladite ossature, ledit élément étant caractérisé en ce que sa couverture est monobloc et formée d'un composite constitué: d'une peau extérieure, résistante 20 aux corrosions; d'une peau intérieure, sensiblement de même configuration que la peau extérieure et disposée parallèlement à et sous cette dernière; et d'un matelas d'isolation constitué au moins pour partie par des fibres de laine minérale qui s'étendent sensiblement perpendiculairement par rapport aux plans parallèles des peaux.
Dans une forme préférée de réalisation, I'ossature en profils métalliques se compose de trois merrlbrures tubulaires parallèles qui s'étendentlon~itudinalement et de façon continue entre les deux chants transversaux de I'élément -à savoir un entrait disposé centralement dans le plan de symétrie longitudinal de l'élément et deux poutres disposées latéralement et constituant 30 chacune un bord longitudinal de l'élément et d'arbalétriers qui sont disposés de part et d'autre de l'entrait et qui relient ledit entrait et les deux pou-tres. Les arbalétriers qui, sur chaque versant de l'ossature, s'étendent entre l'entrait et la poutre sont alors inclinés et disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal de l'élément. Avantageusement, ces arbalétriers sont 35 disposés en zig-zag, inclinés alternativement vers l'avant et vers l'arrière de l'élément selon sensiblement un angle constant par rapport à une section transversale de l'élément, les points de liaison de chaque arbalétrier sur, respectivement, I'entrait et la poutre étant communs aux points de liaison des 39 arbalétriers voisins sur, respec~ivement, I'entrait et la poutre.

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, La couverture monobloc isolante est soutenue exclusivement - par les deux poutres latérales de llossature. C'est donc essentiellement au niveau de ces seules lignes de soutien de la couverture qu'il appartient d'éviter tout pont thermique.
Les deux peaux de la couverture isolante monobloc sont de préférence en tôle d'aluminium prélaqué, ou en tôle d'alliage d'aluminiurn, ou àdéfaut en tôle d'acier inox, de zinc, cle cuivre ou en tôle plombée.
L'avantage de l'aluminiurn sur les autres matériaux tient en grande partie au fait qu'il est le seul matériau actuellement délivré en bandes de 102,50 mètres de largeur, ce qui évite d'avoir à réunir deux tôles ou plus par des soudures longitudinales continues ainsi qu'il est nécessaire dans les cas d'utilisation d'acier ou autre matériau dont les tôles sont délivrées en largeurmaximale de 1,60 mètre.
Les fibres de laine minérale placées en sandwich entre les 15peaux, perpendiculairement aux plans desdites peaux, sont réunies en couches, chacune du type formée de lamelles disposées côte à côte, tassces l'une contre I'autre de sorte à présenter la densité requise, lesdites lamelles étant reliéesentre elles par des organes de liaison disposés près d'au moins une des surfacesde la couche. Des couches de fibres de laine minérale correspondant à cette 20définition sont décrites dans le brevet européen 79.100725.5/0.004.086 et sontactuellement commercialisées par les sociétés Péchiney et Composital sous la dénomination "Lamel R". Les avantages connus de ce type de couches de f ibres de laine minérale disposées perpendiculairement aux grandes surfaces sont leurs hautes résistances mécanique et thermique et leur grande résistance en compres-25 sion.
Toutefois, ainsi qu'il sera décrit ci-après, un nouvel avantage de ce type de couches a été constaté par la demanderesse de la présente demande de brevet, lorsqu'il s'agit d'utiliser ces couches en sandwich entre deux tôles métalliques dont les longueurs dépassent vingt mètres et peuvent 30 même atteindre quelquefois quarante mètres et plus.
Dans la réalisation préférée de l'invention, les fibres de laine minérale sont collées par leurs extrémités au~ faces internes des deux peaux extérieure et intérieure.
Avantageusement, les couches de fibres de laine minérale 35 s'étendent toutes selon une longueur sensiblement constante et son-t séparées les unes des autres par des inserts disposés transversalement selon un pas constant entre les deux peaux, chaque insert s'étendant d'un bord longitudinal à l'autre de la couverture et étant formé d'un bloc de mousse de section rectangulaire constante sensiblement au centre duquel se trouve noyé un tube métallique. Le ~ 2~3~;369 _ 7 rôle de ces inserts est d'absorber l'e~fort tranchant et d'éviter ainsi la déformation de la peau intérieure.
Dans sa réalisation la plus avantageuse, I'élément autoportant se présente, en coupe transversale, sous la forme d'un V dont l'axe 5 de symétrie est vertical et passe par l'axe longitudinal de l'entrait, les deux ailes du V étant chacune inclinée sur l'horizontale d'un angle d'environ 45, la base du V étant arrondie et de concavité tournée vers les extrémités des ailes. Pour unefabrication et un montage simplifiés, le V est ouver-t vers le haut, sa base arrondie constituant alors un cheneau pour l'évacuation des eaux pluviales.
Pour faciliter l'assemblage entre les éléments autoportants, et par voie de conséquence la construction d'une toi-ture, chacune des deux poutres latérales de l'ossature de tout élément est pourvue de moyens permettantde soiidariser ledit élément à un élément identique parallèle voisim Avantageusement, ces moyens de solidarisation comprennent une attache qui se 15 ~ixe dans les bords longitudinaux en vis à vis des couvertures isolantes de chaque couple d'éléments solidarisés. L'attache se Iixe alors de préférence en bout de l'insert, lequel a donc pour second role de participer à la solidarisation de lacouverture sur l'ossature et de constituer un point permettant le levage de l'élément de toiture à l'aide d'un pont roulant ou d'une grue.
Dans sa réalisation préférentielle, la peau extérieure de la couverture monobloc isolante présente des nervures longitudinales qui s'étendentchacune continûment d'un chant transversal à l'autre de ladite couverture. Cettedisposition, au même titre que l'utilisation de couches de fibres de laine minérale perpendiculaires aux peaux, permet pour la première fois une dilatation différen-25 tielle entre les peaux suffisante pour un élément de très grande longueur; cet avantage fera d'ailleurs l'objet d'un développement ultérieur.
Dans chaque aile de la couverture sont intégrées, entre les deux peaux, des couches de fibres de laine don~ les lamelles sont reliées entre elles par des organes de liaison disposés près des deux surfaces des couches et,30 par ailleurs, dans la base arrondie de la couverture sont intégrés, entre les deux peaux, soit des couches de fibres de laine dont les lamelles sont reliées entre elles par des organes de liaison disposés exclusivemen~ près de la surface des couches qui présente le plus grand rayon de courbure, soit des ma-telas bombés de laine de roche, soit encore des matelas bombés de mousse d'un matériau 35 développant de bonnes qualités d'adhésivité et d'ignifugation, par exemple une mousse de type polyuréthane ou phénolique, pure ou chargée.
PQur éviter tout pont thermique entre l'ossature et la couverture, chacun des deux bords lon~itudinaux de la couverture es-t recouvert d'un joint en caoutchouc à section droite en IJ, dont les ailes recouvrent les -- 40 marges des faces externes des deux peaux, respectivement extérieure et ~2~3S3~:9 interieure, l'aile du joint en U qui recouvre la marge de la peau intérieure étant en outre en appui contre une poutre latérale, ledit joint s'étendant continument d'un chant transversal à l'autre de ladite couverture.
Dans une variante de construction, l'aile du V la plus orientée vers le Nord est percée d'ouvertures, pratiquees de préférence selon le pas ou un multiple du pas séparant deux inserts voisins lesdits ouvertures etant chacune dotée d'un hublot translucide rendu solidaire de la couverture au moyen d'un joint périphérique dont deux lèvres se pincent sur les faces externes des deux peaux et dont deux autres levres se pincent sur les bordures du hublot.
Avantageusement, un element autoportant repondant aux caractéristiques précitees comprend également des d:ispositifs techniques assurant le chauffage et/ou l'eclairement artificiel et/ou l'évacuation des condensations et/ou la protection incendie du bâtiment recouvert.
Au droit de la ligne d'assemblage entre deux éléments voisins la couverture est complétée d'un fa~tage en recouvrement d'un bord longitudinal du premier élé~ent et d'un bord longitudinal du second élement voisin, après son assemblage sur ledit premier elément, chaque faitage étant realisé en plusieurs tronjcons qui, chacun, se fixe par encliquetage sur les ailes non recouverts des joints en U
fixés sur les deux bords longitudinaux en vis à vis des couvertures desdits éléments.
Au moins un des tron~cons des faltages peut alors etre doté de moyens assurant son éjection à partir d'un certain degré de chaleur.
Naturellement, la presente invention a aussi pour autre realisation préferentielle une toiture de batiment formée par la reunion de plusieurs elements autoportants répondant aux caractéristiques précitees, lesdites éléments étant alors dispose parallelement les uns aux autres et étant assemblés deux à deux le long de leurs bords longitudinaux.
Pour mieux faire comprendre les realisations préférentielles de la présente invention, on va en décrire ~2~5369 maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, des formes preférées de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en perspective de l'élément autoportant de l'invention faisant apparaitre par en dessous l'ossature métallique qui forme le berceau dans lequel est supportée la couverture isolante;
- la figure 2 est une vue selon une autre perspective de la couverture isolante représentee hors de son berceau;
- la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III, pratiquees dans le plan médian de deux inserts voisins, de l'element autoportant de la figure l;

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- la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV, pratiquée dans ie plan d'un insert, de l'élément autoportant de la figure l;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudina!e selon la 5 ligne V-V, pratiquée dans un coté de la couverture isolante, montrant le détail de 1' insert;
- la figure 6 est une vue en perspective rnontrant le détail de la fixation entre deux éléments autoportants voisins, disposée dans le plan de chaque insert;
10- la figure 7a est une vue de face, de détail, des pièces permettant la solidarisation de deux éléments autoportants voisins;
-la figure 7b est une vue de dessus du clétail de la solidarisation de deux éléments autoportants voisins, utilisant ies pièces de lafigure 7a;
15- la figure 8 est une vue en coupe transversale selon la ligne lll-lll montrant le détail de la partie basse de l'élérnent autoportant deI' invention;
- la figure 9 est une vue en coupe transversale selon la ligne lll-lll montrant le détail de la partie haute de l'élément autoportant de 20 I'invention;
- la figure l O est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV montrant le détail de la partie haute de l'élément autoportant de l'invention, ainsi que le détail d'un tronçon de faîtage associé à un dispositifpermettant la propulsion vers le haut dudit tronçon au-delà d'un certain degré de 25 chaleur dans l'environnement de ce dispositif;
- les figures ll et l2 sont des vues en coupe transversale de deux éléments autoportants solidarisés, montés sur une structure porteusè, respectivement de charpente métallique et de béton.
En se référant aux dessins, on voit que l'on a désigné par I
30 dans son ensemble l'élément longitudinal autoportant de l'invention.
La longueur de cet élément est comprise entre 5,40 et 45 mètres, selon les besoins du bâtiment à installer? et pour des questions de puretechnique de fabrication cette longueur sera avantageusement multiple de l ,80 mètre.
35A cet égard, en France tout au moins, la longueur de 21,60 mètres sera l'une des longueurs les plus communes puisqu'elle correspond par ailleurs au maximum de la "longueur transportable" autorisée par la législation routière française.
Dans toute la description qui v~ suivre, cette valeur de l,~0 40 mètre constituera le "pas" de l'élément 1, et représentera tant sa largeur hors -

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tout, une fois l'élément autoportant assemblc à des éléments voisins, que la distance séparant lon~itudinalemen-t deux composants quelconques successifs de l'élément, qui se retrouvent selon ce pas sur toute la longueur de l'élément 1.
En variantes, et comme il est quelquefois d'usage en 5 France, ce pas pourrait être porté de 1,~0 à 2r40 mètres, ou encore à tou-te autre valeur, sans que la présente inventiQn soit modifiée dans son concept; seules seraient alors à modi~ier les dimensions de la quasi totalité des éléments constitutifs de l'élément autoportant 1, notamment les profils de l'ossature métallique dont les dimensions en section devraient etre augmentées dans un 10 rapport d'au moins 4/3.
Par l'utilisation du pas de 1,~0 mètre, I'élement I présente une hauteur hors tout de I mètre pour l'ossature métallique porteuse, et une hauteur hors tout de 1,20 mètre pour l'ossature recouverte de sa couverture isolante au complet, c'est-à-dire y compris la hauteur des tronçons de faîtagc 15 après leur encliquetage au droit de la ligne d'assemblage entre deux élérnents autoportants voisins.
I 'autoportance de cet élément I est assurée par une ossature en profils métalliques qui s'étend de façon continue entre les deux bords longitudinaux, respectivement gauche 2 et droit 3 de l'élément 1, ainsi qu'entre20 ses deux chants transversaux, respectivement avant 4 et arrière 5, de manièreprécisément à assurer l'autoportance quelle que soit la longueur de chaque élément 1. Dans cette définition des chants transversaux de l'~ssature, il n'estbien sur pas pris en compte l'hypothèse d'une toiture à un ou deux auvents. Pourune toiture à auvent, telle que représentée à titre d'exemple à la figure 1, la 25 partie de couverture 6 en débord du chant transversal avant 4 peut atteindre, si nécessaire, la valeur du pas de 1,~0 mètre. A titre de comparaison, il faut savoir que, actuellement, le débord standard 6 des toitures autoportantes commercialisées est de 0,60 mètre; I'augmentation notable de la longueur de I'auvent 6 par la mise en oeuvre de l'invention est la simple consequence de la 30 grande légèreté de la couverture portée par l'ossature.
L'ossature en profils métalliques se compose:
a) d"~n entrait 7 disposé centralement dans le plan longitudinal de symétrie 8 de l'élément I et qui s'étend de façon continue entreles deux chants -transversaux 4 et 5, cet entrait est tubulaire et, pour la 35 réalisation d'une ossature autoporteuse sur 21?60 mètre linéaires, il sera par exemple obtenu à partir d'un tube de section carrée de 90 mm de côté et de 5 mm d'épaisseur, placé en sorte que l'un de ses plans diagonaux appartienne au plan de symétrie 8;
b) de deux poutres identiclues disposées latéralement et 40 constituant chacune un bord longitudinal, respectivement gauche ~ et droit 10, de ~85i3~3 ~r l'élément l; ces deux poutres 9 et 10 sont parallèles a I'entrait 7 et clles s'étendent é~alement de Iaçon continue du chan-t transversal avant 4 jusqu'au chant transversal arrière 5 de l'élément 1; les deux poutres 9 et 10 sont tubulaires et, à titre d'exemple, pour la réalisation d'une ossature autoporteuse 5 sur 21,60 mètres linéaires, elles seront obtenues chacune à partir d'un tube de section carrée de 70 mrn de côté et de 4 mm d'épaisseur; les cleux poutres 9 et 10 sont chacurle disposées comme l'entrait 7, c'est-à-dire que l'un de leurs plans diagonaux est parallèle au plan de symétrie 8;
c) d'arbalétriers 11 qui son-t disposés de part et d'autre de 10 I'entrait 7, symétriquement par rapport au plan de symétrie S, et qui relient ledit entrait et les deux poutres 9 et 10; sur chaque versant de l'ossature, les arbalétriers sont disposes en ~ a~, c'est-à-dire inclinés alterna-tivement vers le chant avant 4 et vers le chant arrière 5 de l'élément l selon sensiblement un an~le constant par rapport à une section transversale d~ I'élément; les points cle 15 liaison 12 et 13 de chaque arbalétrier 11 sur, respectivement, I'entrait 7 et une poutre 9 ou 10 sont communs aux points de liaison des arbalétriers voisins sur, respectivement, I'entrait et la poutre concernée et ils sont avantageusement réalisés par soudure; chaque arbalétrier 11 est tubulaire et, pour la réalisation d'une ossature autoporteuse sur 21,60 mètre linéaires, il sera par exemple obtenu 20 à partir d'un tube de section carrée de 50 mm de côté et de 3 mm d'épaisseur.Sur chaque versant, au droit de la soudure du dernier arbalétrier 11, I'ossature est complétée par deux éléments tubulaires, respectivement avant 14 et arrière 15, qui s'étendent tous deux dans un plan transversal et qui sont également soudés à l'entrait 7 et à la poutre gauche 9 ou 25 droite 10 concernée.
Il est à noter que, grâce à cette disposition d'arbalétriers, l'ossature en profils métalliques 7-9-10-11-14-15 est essentiellement symétriqueet équilibrée, symétrique par rapport au plan longitudinal vertical 8 d'une part, équilibrée du chant avant 4 au chant arrière 5 de par l'inclinaison alternée des30 arbalétriers d'autre part, de sorte que l'ossature ainsi réalisée a pour double avantage:
- de présenter sur toute sa longueur les mêrnes caractéristiques de résistance mécanique, et - de présenter deux versants droit et gauche absolument 35 identiques, ce qui simplifie d'autant le monta~e -qu'il soit en usine ou sur chantier- qui, par convention, veut que les hublots soient montés sur le versantexposé le plus au Nord; pour ce montage, il n'y aura pas lieu de prêter d'attention particulière à l'association -~auche ou droite- de la couverture et de 39 I'ossature puisque, par construction, I'ossature est symétrique -~Z~53~9 Les arbalétriers 11, et à un de~ré moindre les tubes d'extrémités 14 et 15, ont pour rôle de contribuer à la caractéristique d'autoportance de l'ossature et d'éliminer les efforts tranchants qui s'exercenttransversalement sur celle-ci. I~es arbalétriers doivent donc être disposés le lon~
5 des trois membrures 7-9-10 en nombre suffisant pour que ces trois membrures soient assemblées rigiclement, que le parallélisme entre elles soit parfaitementrespecté sur toute la lon~ueur de chaque élément I et que, par là-même, I'autoportance soit garantie. A cet égard, dans la réalisation qui, industriellement, apparalt la plus intéressante, on dispose les arbalétriers 11 de 10 manière que, linéairement, sur chaque versant de l'ossature, ils recouvrent chacun une longueur égale à la moitié du pas; en d'autres termes, la distance entre deux soudures successives 12 ou 13, respectivement sur l'entrait et sur une poutre, est égale au pas retenu pour la construction.
Avantageusement, les trois membrures sont disposées de la 15 façon représentée sur ;es figures 1, 3 et 4, à savoir que l'entrait central 7 est en position basse et que les deux poutres latérales 9 et 10 sont en position haute.Ainsi, après assemblage, vu en bout, I'élément autoportant I
a la forme d'un V ouvert vers le haut, V dont le plan de symétrie ~ est verticalet est confondu avec un plan diagonal de l'entrait 7.
Les arbalétriers 11 qui sont soudés à une poutre et à
l'entrait définissent de part et d'autre de ce dernier deux plans appelés "versants"
qui, bien entendu3 sont symétriques par rapport au plan 8 et qui sont inclinés d'environ 45 sur ce plan 8 ainsi que sur un plan horizontal.
Dans la construction précitée, l'entrait 7 constitue alors la 25 ligne basse de l'ossature et les poutres latérales 9 et 10 en constituent les so m mets.
Avec les dimensions précédemment données à titre d'exemples pour l'entrait 7, les poutres 9 et 10 et les arbalétriers 11, I'ossature construite pour etre autoportante sur au moins 21,60 mètres linéaires, avec un 30 pas de 1,S0 mètre, est malgré tout d'une extrême légèrete puisqu'elle ne pèseque 21 kilos par m2 projeté. Cette configuration est suffisante pour que l'ossature soit apte à tenir en France dans les zones les plus sévères et les plus exposées, à
savoir les zones climatiques classées (111) pour lesquelles il est demandé aux toitures une résistance à la neige et au vent.
Outre ses avantages d'autoportance et de symétrie déjà
développés, I'ossature de l'invention, de par sa légèreté, offre deux intérêts complémentaires: son faible coût de revient, tant à la fabrication que dans le transport, et sa manipulation aisée aussi bien à l'instant de sa fabrication, qu'à
l'instant de son transport ou à l'instant de son montage au-dessus de la structure 40métallique ~3 ou en béton ~4 qui va supporter la toiture.

31 2853~

Dans le berceau que constitue l'ossaturc ainsi définie, s'intègre une couverture isolante 16, monobloc, fabriquée séparément.
Pour être à la fois isolante, résis-tante aux agressions atmosphériques et d'un poids aussi faible que possible, la couverture 16 est un 5 composite constitué d'une peau extérieure 17, résistante aux corrosions, d'unepeau intérieure 1~, sensiblement de même configuration que la peau extérieure 17et disposée parallèlement à et sous cette dernière, et enfin d'un mateJas d'isolation 19 constitué au moins pour partie par des fibres de laine minérale qui s'étendent perpendiculairement par rapport aux plans parallèles des peaux.
10Les peaux extérieure et intérieure sont par exemple en tôle dlaluminium, de pré-férence en aluminium prélaqué ou en alliage d'aluminium, ou encore en tout autre matériau résistant au brouillard salin, aux ambiances atmosphériques corrosives, aux vents de sables et à tout autre phénomène atmosphérique agressif.
15Le choix de tôles en alum;nium est toutefois à conseiller, dans la mesure où à ce jour l'aluminium est le seul matériau fabriqué et commercialisé en bandes pouvant atteindre 2,50 mètres de large. Les autres matériaux, tel l'acier inox, ne sont commercialisés qu'en bandes atteignant au plus 1,60 mètre de large. Or, dans la construction précitée, la peau la plus large, 20 à savoir la peau intérieure 18, atteint une largeur développée de 2,20 mètre.L'utilisation de tôles d'aluminium évite donc tout raccord et toute soudure longitudinale- en- surface des peaux 17 et IS.
Pour la construction dlossature déjà donnée à titre - dlexemple, la peau extérieure 17 sera par exemple une tôle dlaluminium prélaqué
25 de 7/10 mm d'épaisseur et la peau intérieure 18 sera par exen~ple une tôle d'aluminium avec un revêtement acrylique de 5/10 mm d'épaisseur. Une telle peau intérieure servira alors en même temps de pare-vapeur absolu.
Pour reposer et être parfaitement maintenue dans son berceau de profils métalliques, la couverture 1~ a également une forme de V
}0 ouvert vers le haut, les deux côtés de ce V formant entre eux un angle de 90.
Les peaux 17 et 18 sont donc pliées en leur milieu de manière à former à la basede la couverture un arrondi 20 de concavité tournée vers les extrémités des ailes du V.
Le rnatelas d'isolation 19 pris en sandwich entre les peaux 35 extérieure 17 et intérieure 18 est, au moins dans la totalité des deux segments orthogonaux du V, constitué par des fibres de laine minérale qui s'étendent perpendiculairement aux plans 17 et 18, ainsi qu'il a été défini précédemment.
De préférence, ce type de matelas 19 est alors constitué de couches, chacune du type formée de lamelles 21 disposées côte à côte, tassées 40 les unes contre les autres de sorte à présenter la densité requise, telles que ~2853~;~

représentées en 21 en traits mixtes en partie droite de la fi~ure 2.
- Ces lamelles 21 auront été obtenues par des coupes transversales dans une nappe de laine de verre traditionnelle, c'est-à-dire à fibres parallèles aux deux surfaces de la nappe. Après leur coupe, les lamelles 21 sont5 toutes tournées de 90 autour d'une ligne lon~itudinale pour être ensuite juxtaposées et tassées les unes contre les autres pour donner à la nouvelle nappe forrnée alors de fibres perpendiculaires à ses deux grandes surfaces la densité
requise. ~ I'aide de scies circulaires, des entailles parallèles s'étendant transversalement à la direction longitudinale des lamelles 21 sont pratiquées sur 10 toute la longueur de la nouvelle nappe, dans au moins l'une de ses grandes surfaces. Des organes de liaison continus, par exemple de simples cordons de ficelle, sont ensuite placés dans les entailles parallèles et collés tlans le fond de celles-ci de manière à relier les lamelles entre elles et à former un panneau isolant indéformable à densité de compactage requise.
La technique de fabrication de ces nappes à fibres de laine minérale perpendiculaires aux grandes suriaces est bien connue et il ne paraît donc pas nécessaire de l'expliquer davantage. De telles nappes sont d'ailleurs comrnercialisées sous l'appellation "Lamel R". Pour de plus amples informations quant à la fabrication de ces nappes, on pourra toutefois se référer utilement au 20 texte du brevet européen 79.100725.5/0.004.086.
Pour la construction de toiture choisie à titre d'exemple pour la présente invention, les nappes de laine minérale prises en sandwich entre les peaux 17 et 18 seront des nappes de 120 mm d'épaisseur, coupées en longueur à la valeur du pas diminué de la largeur des inserts 22 et coupés à la largeur de 25 0,90 mètre.
Les couches de laine de verre alors obtenues sont ensuite placées entre les deux peaux, tout le long des deux côtés de la couverture, et elles sont collées sur ces peaux par les pointes de toutes les fibres qui sont perpendiculaires auxdites peaux. Dans cet esprit, les faces internes des deux ~0 peaux, extérieure 17 e$ intérieure 18, sont préalablement enduites de colle sur toutes leurs surfaces de façon que les coucines adhèrent bien aux peaux et que leur collage soit homogène. Les couches 23 de fibres de iaine minérale prises ainsi en sandwich entre les peaux 17 et 1~ ont alors leurs entailles 24 et leurscordons de liaison 25 qui s'étendent selon la direction lon~itudinale de la 35 couverture.
L'avantage de la disposition à f ibres de laine minérale perpendiculaires aux peaux 17 et 18 est que lesdites peaux sont alors montées enquelque sorte l'une par rapport à l'autre sur "aiguilles" indépendantes, conception qui à l'évidence autorise la dilatation différentielle recherchée entre les peaux 17 40 et 18. Selon la valeur de cette dilatation différentielle entre la peau extérieure ~2~35365' 17 et la peau intérieure 18, les fibres de laine de verre s'inclineront quelque peu les unes relativement aux autres sans provoquer le décollement de leurs pointes Par cette disposition, on élimine donc totalement la possibilité de naissance de ponts thermiques à l'intérieur du sandwich d'isolation 5 de la couverture En outre, pour que l'effort de la dilatation se fasse sur toute la longueur de la couverture, des nervures longitudinales 26 sont prévues en saillie sur la peau ex-térieure 17 Ces nervures 26 sont par exemple au nombre detrois, et équidistantes, sur le versant aveugle de la couverture qui, à l'instant du 10 montage, sera exposé le plus au Sud tandis qu'elles ne sont qu'au nombre de deux sur l'autre versant de la couverture qui, doté de hublots 75, sera exposé le plus au Nord~
Grâce à cette combinaison cle couches 23 de laine de verre et de nervures longitudinales 2h, les dilatations transversales de la peau 15 extérieure~ relativement à la peau intérieure, sont absorbées par les nervures 26 et les dilatations longitudinales diEférentielles sont transmises par les nervures 26 sur toute la longueur de la couverture et sont absorbées par les nappes 23.
Dans la base arrondie 20 de la couverture, le matelas d'isolation 19 qui complète les couches latérales 23 est formé:
- soit par des couches de fibres de laine minérale qui s'é~endent également perpendiculairement par rapport aux plans parallèles des peaux 17 et 18, lesdites couches étant alors forrnées de lamelles obtenues selonle procédé déjà exposé et reliées entre elles par des organes de liaison 27 disposés exclusivement près de la surface des couches qui présente le plus grand25 rayon de courbure, c'est-à-dire près de la peau intérieure 18, ainsi qu'il est représenté à la figure 8; dans cette variante, les nappes alors flexibles 28 de fibres de laine minérale sont découpées à la longueur de 60 cm et à la largeur du pas de 1,80 mètre diminué de la largeur des inserts 22; les nappes 28 sont donc rendues concaves et sont disposées transversalement en fond de couverture par 30 rapport à la direction générale longitudinale de celle-ci. Les pointes de toutes les fibres dè ces nappes 28 sont également collées aux faces internes des deux peaux17 et 18; du fait de la forme courbe des couches 28, on obtient ainsi un serragede leurs lamelles constitutives du côté de la peau extérieure 17;
- soit par des matelas bombés de laine de roche collés sur 35 les faces internes des deux peaux 17 et 18;
- soit par des matelas 29 de mousse polyuréthane ou phénolique, pure ou cl-argée, lesdits matelas représentés à la figure 3 étant collés seulement sur la face interne de la peau intérieure 18 et n'étant pas collés sur la peau extérieure pour ne pas conlrarier les phénomènes de dilatation; la densité
40 de tels matelas 29 sera de l'ordre de 0,40.

- ~L2~S369 Dans toutes les variantes précitées, le coeIficien-t K
d'isolation de la couverture ramené horizontalement est de l'ordre de 0,30 à 0,33.
La configuration de couverture précitée présente ainsi de nombreux avantages par rapport aux constructions traditionnelles: les ponts 5 thermiques sont totalement éliminés; les phénomènes de dilatation différentielle n'ont plus d'incidence négative sur la longévité de la couverture; l'isolation est maximale; et enfin la résistance aux efforts de traction et de compression est notablement améliorée.
Pour absorber les efforts tranchants et pour éviter la 10 déformation de sa peau intérieure lS, la couverture est en outre pourvue d'inserts rigides 22 disposés transversalement selon le pas de l ,S0 mètre sur toute la longueur de la couverture.
Ces inserts 22 sont forrnés par exemple d'un bloc 30 de mousse r igide, par e~emple polyul éthane, de section rectangulaire constante 15 sensiblement au centre duquel se trouve noyé un tube metalliqlle 31, en aluminium ou en acier, par exemple un tube carré de 40 mm cle côté et de 3 mm d'épaisseur.
Chaque insert 22 s'étend du bord longitudinal gauche 91 jusqu'au bord longitudinal droit 92 de la couverture. Les inserts 22 séparent 20 donc les unes des autres les couches 23 de laine de verre, de même qu'ils séparent les uns des autres les tronçons courbes 29 de matelas de mousse de polyuréthane ou encore les tronçons bombés de matelas de laine de roche ou encore les troncons des nappes flexibles 28 de laine de verre.
Les inserts 22 constituant les éléments les plus rigides de la 25 couverture isolante 16, ils sont simultanément prévus pour constituer les points de solidarisation de la couverture sur l'ossature en profils métalliques. A cette fin, chaque extrémité droite et gauche du tube 31 noyé dans le bloc de mousse 3 est fermée par une plaque carrée 32 au centre de laquelle est percé un orifice taraudé 33.
Pour ne pas contrarier les dilatations différentielles de la peau extérieure relativement à la peau intérieure, les inserts 22 ne sont collésque sur la face interne de la peau intérieure et n'ont aucun lien avec la face interne de la peau extérieure.
On sait qu'au moment de la réalisation du sandwich de la 35 couverture isolante 16, toutes les surfaces des faces internes des peaux extérieure et intérieure ont été enduites d'une colle. Pour éviter que les inserts 22, et éventuellement les tronçons courbes 29, adhèrent sur la peau extérieure, toutes les surfaces des inserts 22 et des tronçons 29 en regard de ladite peau extérieure sont donc proté~ées par des feuilles siliconées 34.

~285~9 En dernier lieu, la couverture isolante 16 est fermée le long de ses deux cilants transversaux et le lon~ de ses deux borcls longitudinaux pardes joints en caoutchouc 35, par exemple de caoutchouc néoprène, à section droite en U. Les ailes 36 et 37 de ces joints 35 ont elles-mêmes une 5 configuration en U dont la concavité est tournée dans la direction opposée à celle de la couverture. Ces ailes 36 et 37 recouvrent les marges des faces externes des deu:~ peaux, respectivement extérieure 17 et intérieure 18 . Les âmes des deux joints 35 qui recouvrent les bords longitudinaux de la couverture sont percées d'orifices 38 en regard de chaque orifice 33 taraudé dans la plaque 32 qui obture 10 chaque extrémité d'un tube 31.
Dans le même souci de pérennité de l'autre constituant principal de l'élément autoportant 1, tous les profils métalliques de l'ossatureporteuse sont avantageusement peints sur leur face externe et ils sont fermés pour éviter toute oxydation interne.
15Au moment de l'intégration de la couverture isolante 16 dans son berceau en profils métalliques, les orifices 38 visibles dans les joints 35 sont placés au droit des points de liaison 13 des arbalétriers sur les deux poutres.
En regard de chacun de ces points 13, chaque poutre 9 et 10 est pourvue d'une tôle, respectivement 39 et 40, embrevée à 90 et soudée en 41 20 par sa partie embrevée sur les deux côtés en saillie de la poutre, 9 ou 10.
Ces tôles 39 et 40 forment les moyens permettant de solidariser un élément autoportant I à un autre élément identique parallèle voisin.
Dans sa partie en saillie par rapport à la poutre, chaque tôle 39 ou 40 est donc percée de deux orifices 42 et 43 alignés verticalement.
25Lorsque les éléments autoportants 1, qui par ailleurs reposent par leurs extrémités avant et arrière sur la s~, sont disposés parallèlement l'un à côté de l'autre en sorte que les deux orifices supérieurs 42 et que les deux orifices inférieurs 43 de toutes les tôles 39 et 40 colncident, la fixation entre les éléments s'effectue par boulonna~es.
30La solidarisation de deux éléments autoportants I s'ob~ient donc exclusivement par ces moyens de fixation ~ui se répètent selon le pas de 1,80 mètre, en partie haute desdi-ts éléments, le long de chaque poutre 9 et 10,sans aucun perçage des poutres 9 et 10.
Dans chaque ossature métallique, la couverture isolante 16 35repose exclusivement sur les deux poutres latérales 9 et 10, par les ailes 37 de ses joints 35 qui recouvrent les marges droite et gauche de la peau intérieure 18 .
Pour évi-ter tout pont thermique, les joints 35 s'étendent donc continûment d'unchant transversal à l'autre de la couverture.
La solidarisation de la couverture à l'ossature qui la reçoit 40 exploite les moyens 39-40 de solidarisation d'un élément sur un élérnent voisin.

~2~36~

Pour ce faire, on utilise des pièces 44 disposées selon le pas de 1,80 mètre en surplomb des tôles 39 et 40.
Chaque pièce d'attache 44 est Iormée dtune tôle horizontale 45 relevée à 45 en 46 et 47 sur chacun de ses deux bouts. Chaque bord relevé de5 cette tôle 45 vient en recouvrement d'une partie de l'âme d'un joint 35, de façon à correspondre au moins à la surface de la plaque de fermeture 32 du tube 31.
En outre, chaque bord relevé, respectivement 46 et 47, est percé d'un orifice, respectivement 48 et 49, qui permet le passage d'un boulon, respectivement 50 et 51, dont la tige traverse l'orifice du bord relevé qui a été
10 percé en regard de J'orifice 38 du joint 35, puis traverse l'oriIice 38 et se visse dans le trou taraudé 33 de la plaque 32.
Sous la face inférieure 52 de l'âme de la tole 45 est soudée selon la ligne 53 une p~aque 54 de forme trapé~olclale à bords convergents dans la direction opposée à celle de la tôle 45. Ces bords convergents viennent immédia-15 tement en retrait des plans constitués sur chacun des deux bords longitudinaux/del'élément par l'âme du joint 35 alignée sur la face supérieure externe d'une poutre 9 ou 10.
Dans sa partie centrale basse, la plaque 54 est percée d'un orifice 55 aligné sur les trous supérieurs 42 des deux plaques cle solidarisation 39 20 et 40. La pièce d'attache 44 peut donc être fixée aux tôles 39 et 40 par le même boulonnage que celui qui traverse les orifices 42.
Toutes les opérations de solidarisation des éléments autoportants I entre eux, de même que les opérations de solidarisation de la couverture isolante à l'ossature porteuse, peuvent de la sorte être exécutées par 25 le dessus de la toiture, ce qui permet d'éviter la construction d'échafaudages et l'adjonction de protections de sécurité à l'intérieur du bâtiment à recouvrir. Un monteur placé en position debout dans le fond arrondi de la couverture, à
l'aplomb d'un insert 22, est en effet éloigné de moins de cinquante centimètres des pièces 39, 40 et 44, et peut donc procéder sans peine aux opérations de 30 boulonnage prévues dans les orifices 43, 42 et 33.
Après montage des éléments autoportants I et solidarisation de ces éléments entre eux ainsi que solidarisation des couvertures isolantes surles ossatures autoportantes, les couvertures sont complétées de faîtages qui viennent en3recouvrement d'un bord longitudinal/d'un premier élément et du bord 35 longitudinal /d'un second élément voisin après son assemblage sur ledit premier élément.
Chaque faîtage est réalisé en plusieurs tronçons 56, de forme bombée à concavité tournée vers le sol, chacun desdits tronçons se Iixant par encliquetage sur les ailes 36 non recouvertes des joints en U 35 Iixés sur les 40 deux bords longitudinaux 91 et 92 en vis-à-vis desdits éléments. Avanta~eusement, ~1 285369 chaque tronçon 56 de faîtage est réalisé en mousse de polyuréthane, les dilatations différentielles que subira chaque tronçon ne pouvant cette fois occasionner de gêne, d'abord du fait de la forme bombée vers le dessus que présente chaque tronçon, ensuite du fait de sa fixation par encliquetage sur la 5 couverture, et enfin du fait que les tronçons peuvent être prévus de petite dimension, par exemple d'une longueur de 1,~0 mètre ou de 3,60 mètres.
Certains de ces tron~ons de faîtage, voire tous, peuvent être munis d'un dispositif qui les éjecte automatiquement vers l'e~térieur en cas d'incendie dans le bâtiment.
10Chaque tronçon 56a spécifique de sécurité incendie7 tel que représenté à la figure 10, est doté en fond de son évidernent 57, en regard de la pièce d'attache 44, d'un dôme 58 dont la base 59 est prolongée d'une tige filetée 60 qui vient se visser dans un écrou 61 noyé dans le tronçon 56a, dans le fond 62 de son évidement 57.
15Complémentairement~ la ~ace supérieure de la tôle 45 de la pièce d'attache 44 est dotée d'une collerette cylinclrique 63 soudée par un cordon 64. Un joint élastique circulaire 65 est collé à l'intérieur de ladite collerette en partie supérieure de celle-ci. Ce joint 65 est réalisé en un matériau qui fond àpartir d'un certain degré de chaleur répondant aux normes de sécurité.
20Avant encliquetage de ce tronçon spécifique 56a, le monteur place en fond de la collerette 63 un ressort 66 travaillant en compression.
En même temps que le tronçon 56a se clipse par ses ailes d'extrémités 9~ sur les ailes 36 des deux joints 35 en vis-à-vis, le dôme 58 pénètre la collerette 63 en utilisant l'élasticité du joint 65 et la conicité d'une 25saillie 67 et comprime le ressort 66 pour venir se coincer sous le joint 65 par le bord circulaire supérieur 68 de la saillie 67 alors en appui sous le joint 65.
En cas d'incendie à l'intérieur du bâtiment recouvert, dès que la température environnante du joint 65 atteint le degré de chaleur qui provoque la fusion dudit joint, ce dernier n'est plus apte à retenir le dôme5s par 30sa saillie 67 et le ressort 66 propulse automatiquement le tronçon 56a vers l'extérieur, ce qui permet le dégagement des fumées.
Subsidiairement, I'élément autoportant I de l'invention peut également comprendre des dispositifs techniques assurant le chauffage et/ou l'éclairement artificiel et naturel et/ou l'évacuation des condensations et/ou la 35 protection incendie du bâtiment recouvert.
Les boulonnages 43 peuvent à cet effet être utilisés pour l'accrochage: d'une gaine 6~ destinée à recevoir des tubes d'éclairage 70; d'un sprinl~ler 71 aspergeant de l'eau dans le bâtiment en cas de flammes; d'un tube 72 assurant la circulation d'un fluide de chauffage du bâtimen~. Ces dispositifs40 techniques ont été schématiquement représentés à la figure 10, la flèche 73 ~853~

représentant le moyen d'accrochage de la gaine 6~ représentee en traits plr:ins7celui du sprinkler 71 représenté en traits pointillés, ou celui de la canalisation 72 représentée en traits mixtes.
Pour le chauffage du bâtiment, il peut être également prévu 5 de disposer des capteurs solaires 74 sous les nervures longitudinales 26 qui s'étendent continûment du chant transversal avant jusqu'au chant transversal arrière de la couverture. Chacun de ces capteurs 74 sera alors avantageusement d'une forme homothétique de celle des nervures 26, de sorte à occuper au maximum le volume libre laissé 50US ces nervures, entre la peau ~xtérieure 17 et10 la face supérieure de- couches de laine minérale 23 en alternance avec la face supérieure des blocs de mousse de polyuréthane 30 des inserts 22.
Dans le cas optionnel où le clien~ désire éclairer naturellement son bâtiment, il sera prévu en usine la fabrication d'une couverture isolante dotée sur l'~n de ses versants de hublots translucides 75. Chacun de ces 15 hublots aura avantageusement une forme trapézoïdale pour po~lvoir s'intégrer entre deux arbalétriers 11. Ces hublots seront prévus à intervalle de 1,80 mètre ou à des intervalles multiples de ce pas.
Pour ne pas affaiblir les caractéristiques mécaniques de la couverture isolante 16, il est bien évident que la position des hublots sera telle 20 qu'elle ne nécessitera jamais la coupe partielle des inserts 22. Les hublots 75 seront donc toujours prévus pour être intégrés entre deux arbalétriers divergents vers la poutre, ce qui revient à former des hublots trapézoldaux dont les petitscôtés convergent vers le fond arrondi 20 de la couverture isolante 16.
Les peaux extérieure 17 et intérieure 18 de même que les 25 couches 23 seront prédécoupées avant la réalisation du sandwich, de sorte à
laisser subsister sur un versant de la couverture 16 des ouvertures 76 dont la forme est congruente de celle de chaque hublot.
En usine, chaque ouverture 76 recevra sur son pourtour un joint 77 de caoutchouc, par exemple en néoprène, dont les deux lèvres 78 et 7~
30 pincent les faces externes des deux peaux 17 et 18 et dont deux autres lèvres 80 et 81 pincent les bordures du hublot translucide 75.
Dans la lèvre 81, il pourra être prevu le départ d'un tube 82 qui, s'étendant au travers d'une couche 23 et débouchant par la peau extérieure 17, permettra l'évacuation des condensations éventuelles.
Dans l'hypothèse d'une couverture isolante 16 dotée sur l'un de ses versants de hublots 75, les nervures 26, alors au nombre de deux, borderont la ligne de hublots, respectivement le long de leurs grandes bases et de leurs petites bases.
Au moment du montage, la couverture 16 sera placée dans ~2~3S3~i9 2~

son berceau de profils métalliques 7, 9, 10, I l, 14, 15 de sorte que le versantmuni desdits hublots soit le versant le plus orienté au Nord. lJn rayon solaire incliné à 70 ne pourra alors pas traverser les éléments de couver-ture constituant la toiture après assemblage.
En outre, au montage, il sera donné à chaque élément autoportant I la pente comprise entre 2 % et 5 % nécessaire au bon écoulement des eaux pluviales le long du chéneau que constituera alors le fond arrondi 20 de la couverture d'isolation 16. ~ette pente pourra être obtenue:
- soit par différence de niveaux entre les deux lignes de supports 85 de la structure porteuse métallique ~3 ou béton 84 qui reçoivent lesextrémités, respectivement avant et arrière, des entraits 7, - soit, si les deux appuis porteurs ~3 ou 84 sont cle l-nême niveau, par l'emploi de cales de hauteurs appropriées interposées entre l'un desdits deux appuis et une ligne de supports S5.
D~ façon traditionnelle, les ouvertures triangulaires isocèles 86 ou 87 existant aux deux bouts de chaque élément 1 monté sur la superstructu-re seront fermées par des plaques d'extrémité dénommées tympans montées soit sur les barres métalliques 83 de contreventement, soit sur l'ossature béton.
En ce qui concerne le levage des ossatures et des couvertu-20 res, immédiatement après leur fabrication, en vue de leur stockage ou de leurtransport, il sera le plus avantageusement effectué en utilisant, respectivement, les toles 39, 40 et leurs orifices 42, 43 qui permettent l'accrochage d'élingues, les inserts 22 et leurs plaques d'extrémité 32 percées en 33 dans lesquelles peuvent être provisoirement fixées les tiges filetées d'anneaux d'ancrage.
Que chaque couverture soit placée dans son ossature en usine ou, après transport, seulement sur chantier, ladite couverture sera dans ces deux cas, immédiatement après sa bonne mise en place, fixée sur ses appuis 9 et 10 à l'aide des pièces d'attache 44 boulonnées dans les orifices 42.
Sur chantier, I'intégration de la couverture dans son ossatu-30 re existera donc toujours avant le levage de chaque élément autoportant; ainsi, la couverture sera stable au montage puisqu'elle sera levée à l'aide de ses appuis dans l'ossature autoportante.
Après le levage et le montage des éléments autoportants complets sur leur superstructure d'accueil 83 ou 84, les fixations 42 de cnaque 35 couverture sur son ossature seront une à une défaites et aussitôt refaites, en même temps d'ailleurs que l'ossature concernée sera associée par boulonnages en 42 et 43 à son ossature voisine.
Pour l'entretien extérieur de la toiture, il conviendra d'opé-rer en montant toujours sur la toiture par l'extérieur et en se déplaçant sur la ~2~3~

toiture avec précaution pour ne pas abîmer la peau extérieure 17.
Pour l'entretien intérieur de la toiture, y compris pour le changernent et la pose de nouveaux hublots 75 ou de nouveaux dispositifs techniques 69-72, il conviendra de prévoir des points d'accrochage pour des 5 échelles ou plateformes, fixes ou mobiles, sur l'ossature métallique, et de préférence alors sur l'entrait 7.
Naturellement, I'invention n'est pas limitée aux modes d'application non plus qu'aux modes de réalisation qui ont été mentionnés et l'on pourra concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de iadite 10 invention.
Au surplus, il est bien clair qu'appartient à ce cadre de I'invention la toiture obtenue par l'assembla~e de plusieurs des éléments autopor-tants I disposés parallèlement les uns aux autres et réunis le long cle leurs bords longitudinaux, de meme que lui appartiennent les deux constituants principaux qui 15 permettent la réalisation de l'élément autoportant objet de la présente invention, à savoir l'ossature en profils métalliques d'une part, la couverture isolante monobloc d'autre part.

Claims (25)

1. Elément autoportant et de grande longueur pour la réalisation d'une toiture de bâtiment, ledit élément ayant des bords longitudinaux et des chants transversaux, ladite toiture étant formée par la réunion de plusieurs de ces éléments disposés parallèlement les uns aux autres et assembles le long desdits bords longitudinaux, ledit élément étant du type forme: a) d'une ossature en profils métalliques s'étendant de façon continue entre deux desdits bords longitudinaux ainsi qu'entre deux desdits chants transversaux pour assurer l'autoportance dudit élément et b) d'une couverture isolante soutenue par ladite ossature, caractérisé en ce que sa couverture est monobloc et formée d'un composite constitué: d'une peau extérieure, résistante aux corrosions; d'une peau intérieure, sensiblement de même configuration que la peau extérieure et disposée parallèlement à et sous cette dernière; et d'un matelas d'isolation constitué au moins pour partie par des fibres de laine minérale qui s'étendent sensiblement perpendiculairement par rapport aux plans parallèles des peaux et qui sont collées par leurs extrémités aux faces internes desdites deux peaux, respectivement extérieure et intérieure.

2. Elément autoportant selon la revendication 1, caractérisé en ce que son ossature en profils métalliques se compose de trois membrures tubulaires parallèles qui s'étendent longitudinalement et de façon continue entre les deux chants transversaux de l'élément à savoir un entrait disposé centralement dans le plan de symétrie longitudinal de l'élément et deux poutres disposées latéralement et constituant chacune un bord longitudinal de l'élément, et d'arbalétriers qui sont disposés de part et d'autre de l'entrait et qui relient ledit entrait et lesdites deux poutres.

3. Elément autoportant selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits arbalétriers qui, sur chaque versant de ladite ossature, s'étendent entre l'entrait et la poutre, sont inclinés et disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal de l'élément.

4. Elément autoportant selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits arbalétriers sont disposés en zig-zag, inclinés alternativement vers l'avant et vers l'arrière de l'élément selon sensiblement un angle constant par rapport à une section transversale de l'élément, les points de liaison de chaque arbalétrier sur, respectivement, ledit entrait et ladite poutre étant communs aux points de liaison des arbalétriers voisins sur, respectivement, ledit entrait et ladite poutre.

5. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite couverture monobloc isolante est soutenue exclusivement par les deux poutres latérales de ladite ossature.

6. Elément autoportant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites fibres de laine sont réunies en couches, chacune du type formée de lamelles disposées côte à côte, tassées l'une contre l'autre de sorte à présenter la densité requise, lesdites lamelles étant reliées entre elles par des organes de liaison disposés près d'au moins une des surfaces de la couche.

7. Elément autoportant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites couches de fibres de laine sont de longueur sensiblement constante et sont séparées les unes des autres par des inserts disposés transversalement selon un pas constant entre lesdites deux peaux, chaque insert s'étendant d'un bord longitudinal à l'autre de la couverture et étant formé
d'un bloc de mousse de section rectangulaire constante sensiblement au centre duquel se trouve noyé un tube métallique.

8. Elément autoportant selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il se présente, en coupe transversale, sous la forme d'un V dont l'axe de symétrie est vertical et passe par l'axe longitudinal dudit entrait, les deux ailes du V étant chacune inclinée sur l'horizontale d'un angle d'environ 45°, la base du V
étant arrondie et de concavité tournée vers les extrémités des ailes.

9. Elément autoportant selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune de ses deux poutres latérales est pourvue de moyens permettant de solidariser ledit élément à un élément autoportant parallèle voisin.

10. Elément autoportant selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de sa solidarisation sur un élément voisin comprennent une attache qui se fixe dans les bords longitudinaux en vis à vis des couvertures isolantes desdits deux éléments à solidariser.

11. Elément autoportant selon la revendication 10. prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que l'attache se fixe en bout de l'insert.

12. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 6 ou 8, caractérisé en ce que la peau extérieure de sa couverture monobloc isolante présente des nervures longitudinales qui s'entendent chacune continûment d'un chant transversal à l'autre de ladite couverture.

13. Elément autoportant selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans chaque aile de ladite couverture sont intégrées, entre lesdites deux peaux, des couches de fibres de laine dont les lamelles sont reliées entre elles par des organes de liaison disposés près des deux surfaces des couches, et en ce que dans la base arrondie de la couverture sont intégrés, entre les deux peaux, soit des couches de fibres de laine dont les lamelles sont reliées entre elles par des organes de liaison disposés exclusivement près de la surface des couches qui présente le plus grand rayon de courbure, soit des matelas de mousse d'un matériau développant de bonnes qualités d'adhésivité et d'ignifugation.

14. Elément autoportant selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau constituant le matelas de mousse est une mousse de type polyuréthane ou phénolique, pure ou chargée.

15. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 13, caractérisé en ce que chacun des deux bords longitudinaux de ladite couverture est recouvert d'un joint en caoutchouc à section droite en U, dont les ailes recouvrent les marges des faces externes des deux peaux, respectivement extérieure et intérieure, l'aile du joint en U qui recouvre la marge de la peau intérieure étant en outre en appui contre une poutre latérale, ledit joint s'étendant continûment d'un chant transversal à l'autre de ladite couverture.

16. Elément autoportant selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une l'aile du V est percée d'ouvertures, pratiquées de préférence selon le pas ou un multiple du pas séparant deux inserts voisins, lesdites ouvertures étant chacune dotée d'un hublot translucide rendu solidaire de la couverture au moyen d'un joint périphérique dont deux lèvres se pincent sur les faces externes desdites deux peaux et dont deux autres lèvres se pincent sur les bordures dudit hublot.

17. Élement autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs techniques assurant le chauffage et/ou l'éclairment artificiel et/ou l'évacuation des condensations.

18. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs techniques assurant la protection incendie du bâtiment recouvert.

19. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 7, 8 ou 13, caractérisé en ce que lesdits inserts sont collés sur la face interne de la peau intérieure, et n'ont pas de lien autre que le frottement avec la face interne de la peau extérieure.

20. Elément autoportant selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il a la forme d'un V ouvert vers le haut, sa base arrondie constituant un cheneau pour l'évacuation des eaux pluviales.

21. Elément autoportant selon la revendication 20, caractérisé en ce que sa couverture est complétée d'un faîtage en recouvrement d'un bord longitudinal de l'élément et d'un bord longitudinal d'un second élément voisin après son assemblage sur ledit premier élément, chaque faîtage étant réalisé en plusieurs tronçons qui, chacun, se fixe par encliquetage sur les ailes non recouvertes des joints en U fixes sur les deux bords longitudinaux en vis à vis desdits deux éléments.

22. Elément autoportant selon la revendication 21, caractérisé en ce que au moins un des tronçons des faîtages est doté de moyens assurant son éjection à
partir d'un certain degré de chaleur.

23. Elément autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 8, caractérisé en ce que lesdites deux peaux de la couverture isolante monobloc sont de préférence en tole d'aluminium prélaqué, ou en tole d'alliage d'aluminium, ou en tole d'acier inox, de zinc, de cuivre, ou en tole plombée.

24. Couverture isolante formant une structure d'isolation, ladite structure étant constituée d'une peau extérieure, d'une peau intérieure, et d'un matelas d'isolation entre lesdites peaux extérieure et intérieure, respectivement, pour la réalisation de l'élément autoportant selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 8.

25. Toiture de bâtiment formée par la réunion de plusieurs éléments autoportants selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 8, lesdits éléments étant alors disposés parallèlement les uns aux autres et étant assemblés deux à deux le long de leurs bords longitudinaux.