Comparatif des brevets développés autour de la maison en kit depuis 60 ans en Europe.

Les structures de maison en bois en kit

Les structures en bois offrent l’avantage d’être résistantes, économiques ou encore esthétiques. En outre, ces structures offrent l’avantage d’être naturelles, ce qui dans une conjoncture où l’écologie et l’utilisation du biologique ont une place importante, offre une réelle alternative aux matériaux de construction classiques tels que le métal ou le ciment.

Pour les maisons en bois en kit, on retrouve principalement 2 systèmes :

L’ossature bois; Le système poteaux-poutres.

L’ossature bois se prête totalement au kit. En effet, il s’agit d’un assemblage de panneaux qui composent la structure de la maison niveau par niveau. Ces panneaux sont construits en atelier à partir de montants horizontaux et verticaux vissés les uns aux autres. Au milieu de ces montants, des plaques d’isolants sont fixées pour combler les vides.

Aujourd’hui de nombreux constructeurs de maisons en kit proposent cette version ossature bois qui séduit de nombreuses personnes par sa rapidité de construction. Les panneaux sont livrés sur le chantier et il ne reste plus qu’à les monter un par un pour construire la maison.

Le système poteaux-poutres, version plus traditionnelle de la maison en bois, peut elle aussi se décliner en version kit. En fonction du plan de la maison, les madriers sont usinés, numérotés et répertoriés sur un guide de construction. La charpente est également préfabriquée. Le tout est ensuite livré sur le chantier pour un montage à la façon « Lego ».

Solutions disponibles sur le marché

Parmi les principaux constructeurs de maisons bois en kit, on peut citer :

Booa : Marque du groupe français Burger, constructeur de maison individuelle depuis 2011. L’entreprise propose 16 modèles de maisons prêtes à personnaliser en ossature bois. Type de construction : ossature bois.
Kontio : Créée en 1970, Kontio est une entreprise finlandaise, qui fut l’un des premiers fabricants de maison individuelle en bois massif. Elle réalise en moyenne chaque année plus de 2 300 bâtiments. La société propose différents styles, afin de cibler les envies et besoins de chacun. Type de construction : madriers.
Kit Eco Logis : Entreprise française créée en 2008, qui propose des maisons en bois bon marché, mais de qualité. L’aspect normes et environnement est important pour l’entreprise. Ainsi, le bois utilisé est certifié PEFC et vient de forêts françaises. Type de construction : madriers.
Maison Bois Kit : Entreprise familiale issue d’une filiale basée en Europe du Nord. Présente depuis 1995 en France, elle est aujourd’hui un acteur majeur de la construction bois avec plus de 2 500 maisons réalisées en Europe. Type de construction : ossature bois, madriers et rondins.
Natilia : Fondé en 2010, Natilia est aujourd’hui le premier réseau de constructeur de Maison à Ossature Bois (MOB). Les éléments des maisons Natilia sont préparés au préalable en usine, pour ensuite être assemblés sur le chantier. La préfabrication en atelier permet ainsi de diminuer le temps de construction et donc la main d’œuvre. Type de construction : ossature bois.
Skan : Avec plus de 50 ans d’expérience, la société Skan rayonne au niveau Européen dans le domaine de la maison en bois massif. Préfabriqués en Scandinavie, les éléments en bois, issu de forêts gérées de manière durable, sont garantis de qualité. Pour chaque modèle de maison, trois kits différents sont proposés. Type de construction : ossature bois, bois massif.
Honka : Créée en 1958, l’entreprise finlandaise Honka est un acteur international de la maison en bois massif avec plus 85 000 maisons déjà construites. De nombreuses technologies ont été développées par le constructeur et leur système de production est aujourd’hui automatisé. Ce qui lui permet de proposer des maisons haut de gamme et écologiques. En outre, le bois utilisé pour ses constructions vient de forêts certifiées PEFC et ses produits répondent aux normes de l’Union Européenne. Type de construction : madriers et rondins de bois massif.
Poirot : Constructions Bois : Entreprise française créée en 1997, qui dispose de deux usines. Ses réalisations sont en ossature bois et construites en madriers. Fabricant-constructeur, Poirot Construction Bois fournit des éléments parfaitement calibrés et donc faciles à assembler pour l’auto-construction. Type de construction : madriers, ossature bois, système de poteau-poutre.
Tiro : Entreprise française créée en 1993. Le bois utilisé pour leurs constructions est mis en oeuvre dans des usines suédoises avant d’être directement envoyé sur le site du chantier. Afin de diminuer les coûts de construction, l’entreprise mise sur des modèles de maison simples avec toitures à deux pentes et plans rectangulaires. Cette conception simple permet un montage facile pour l’auto-construction. Type de construction : ossature bois.

Limites des solutions du marché

Toutes ces solutions du marché présentent les mêmes limites de performances sur le plan technique, de l’éco-conception et de l’ergonomie. En effet, ces solutions reposent essentiellement sur des poutres en bois, qui sont de manière classique monobloc et taillées dans la masse ou en lamellé collé, sont d’un poids élevé, encombrantes, difficiles à manipuler, rigides, d’un coût écologique et économique élevé, et ont tendance, en vieillissant, à vriller sous l’effet des aléas climatiques et/ou à se fissurer. C’est l’ensemble de ces limites que nous proposons de dépasser en développant notre poudre avec éléments modulaires pour la construction de maisons en kit.

Brevets /

Nous avons réalisé une recherche d’antériorité sur les structures bois et éléments modulaires. Nous citerons ici quelques références issues de cette recherche avant de conclure sur les limites de ces solutions.

• Brevet FR3004475A1 – Élément d’assemblage, kit et procédé d’assemblage d’une structure en bois. L’invention concerne l’assemblage d’une structure en bois avec un système d’assemblage permettant de s’adapter aux dimensions des poutres. Cette solution propose : – un élément d’assemblage de poutres en bois, adaptable aux dimensions d’au moins l’une des poutres en bois – un élément d’assemblage de poutres en bois, simple de fabrication – un élément d’assemblage de poutres en bois peu onéreux. Un quatrième objectif est de proposer un élément d’assemblage de poutres en bois résistant tant aux contraintes mécaniques qu’aux conditions climatiques – un élément d’assemblage de poutres en bois facilitant l’assemblage d’une structure en bois et améliorant la rapidité d’assemblage d’une telle structure.

Principaux brevets cités : US1945925A ; US4713923A ; US5349800A ; US6209268B1.

• Brevet WO2017151005A1 – Maison en kit pour assemblage de maisons en bois. L’invention concerne des constructions en bois assemblées à peu d’étages. La maison en kit comprend au moins une carcasse à un étage réalisée à partir de pièces en bois collé dans lesquelles sont formées des mortaises et qui comportent à leur extrémité des tenons pour raccorder les pièces entre elles, des éléments de parois avec une charge de remplissage, des revêtements interne et externe. On utilise en tant que revêtement des panneaux dotés d’un cadre, d’un amortisseur disposé sous forme de bandes en suivant le périmètre de panneau et une isolation thermique posée dans l’espace à l’intérieur du cadre. Le résultat technique de l’invention est une meilleure isolation thermique de la construction.

Principaux brevets cités : SU1513098A1 ; RU44697U1 ; RU2483170C2.

• 
  Brevet EP2347057B1 – Systeme de construction modulaire. L’invention a pour but de proposer un système de construction préfabriquée qui permet une mise en oeuvre rapide et aisée d’un bâtiment, qui favorise l’utilisation du bois, matériau très économique et performant en matière d’isolation, et qui permet de remédier aux divers inconvénients précités. Le système modulaire en question consiste en un système où le gros oeuvre vient de l’assemblage en juxtaposition et/ou en superposition de plusieurs unités préfabriquées, chacune desdites unités comprenant une ossature constituée de la juxtaposition en alignement coaxial d’une multiplicité d’éléments en forme de cadre, où lesdits cadres présentent chacun une traverse basse destinée à constituer l’un des supports d’un plancher, deux montants latéraux destinés à constituer chacun l’un des supports de fixation de panneaux muraux intérieurs et extérieurs, et au moins une traverse haute destinée à constituer l’un des supports de fixation d’un plafond, et il se caractérise essentiellement en ce que lesdits longerons hauts ou bas, de chacune desdites unités, longent extérieurement lesdits cadres, et chacun de ces longerons est conçu apte à pouvoir être assujetti au longeron analogue d’une unité juxtaposée.

Principaux brevets cités : US3609936A ; US3717964A ; GB2334045B.

• Brevet WO2019077270A1 – Système modulaire de construction de bâtiment à ossature bois. L’invention concerne un système modulaire de construction de bâtiment à ossature bois comprenant plusieurs modules d’ossature bois de section parallélépipédique rectangle composés d’une série de montants verticaux filants toute hauteur, reliés deux par deux par au moins deux solives horizontales dont au moins deux modules assemblés horizontalement en délimitant un mur entre lesdits modules et au moins deux modules d’ossature bois assemblés verticalement, parmi lesdits montants verticaux étant prévus au moins un montant de mur. Plus particulièrement : – au moins lesdits montants de mur de modules adjacents horizontalement sont décalés et se chevauchent, au moins partiellement, l’un par rapport à l’autre ; – et les montants d’un module supérieur reposent sur les montants d’un module inférieur, directement ou indirectement par l’intermédiaire d’une couche de matériau non compressible. L’invention porte en outre sur un bâtiment à ossature bois comprenant au moins un tel système modulaire.

Principaux brevets cités : WO2014140479A1 ; FR2937658A1.

• Brevet FR3073870A1 – Structure de poutre en kit. L’invention propose une structure de poutre en kit, comprenant des panneaux, à savoir deux panneaux latéraux, au moins un panneau central et des entretoises. Chacun des panneaux est constitué d’une face longitudinale supérieure et d’une face longitudinale inférieure, ainsi que de deux faces transversales latérales et de deux faces longitudinales latérales, caractérisée en ce qu’au moins un panneau comprend au moins une rainure transversale latérale localisée sur au moins une de ses faces transversales latérales, destinée à la jonction de deux structures de poutre par l’emboîtement d’une plaque de jonction.

Principaux brevets cités : DE9419703U1 ; WO1998000617A2 ; WO2007086716A1.

• Brevet WO2007086716A1 – Module en bois et son procédé de fabrication. L’invention concerne un module en bois à plusieurs chambres formé de deux éléments externes oblongs disposés en parallèle l’un par rapport à l’autre et avec un espace entre eux, éléments qui sont assemblés au niveau de leurs surfaces plates internes au moyen d’éléments transversaux d’assemblage en queue d’aronde. Un certain nombre d’éléments de séparation internes sont placés entre ces éléments transversaux parallèlement aux éléments externes. Les chambres formées entre les éléments en bois procurent à un tel module en bois de bonnes propriétés d’étanchéité et de ventilation, le rendent léger et lui confèrent de meilleures propriétés mécaniques. Le module en bois à plusieurs chambres est destiné à être utilisé dans l’industrie du bâtiment pour une édification rapide de bâtiments utilisés à diverses fins.

Principaux brevets cités : WO2002103128A1 ; WO2003102325A2.

Limites de l’existant :

Cette recherche d’antériorité nous a permis d’identifier l’état de la technique avant de soumettre notre nouveau concept à l’INPI. Parmi les solutions analysées, aucune ne propose une modularité comparable à notre solution, notamment pour l’assemblage de la poutre et la possibilité de réaliser des formes non-rectilignes de grande portée. Par ailleurs, les performances de notre solution en matière d’ergonomie dépassent largement l’existant, notamment grâce à la possibilité de manipuler et d’assembler la poutre avec un seul opérateur, sans outillage.

OBJECTIFS VISÉS, PERFORMANCES À ATTEINDRE :

Ce projet vise le développement d’une poutre en bois avec des éléments modulaires pour structure de maison en kit. Autrement dit, la solution doit reposer sur un élément modulaire pour une poutre destinée à la construction d’une structure de maison en kit.

Les objectifs visés sont les suivants :

Pour l’élément modulaire, une conception permettant de réaliser des poutres de forme non-rectiligne (arc de cercle par exemple) et de grande portée.

Une résistance mécanique pérenne conforme aux normes et règles de construction en vigueur dans le domaine du bâtiment.

Pour la poutre :

Un assemblage permettant le con-formage des éléments modulaires.

Une poutre facile à manipuler et à assembler, par un seul opérateur, sans outillage de levage particulier.

Une résistance mécanique pérenne conforme aux normes et règles de construction en vigueur dans le domaine du bâtiment.

Pour la structure de maison en kit.

Des fondations en béton avec plots.

Des poutres transversales fixées sur les plots.

Des traverses longitudinales parallèles fixées sur les poutres transversales, aptes à recevoir un plancher.

Des poteaux verticaux fixés sur les poutres transversales (façade extérieure et cloisons).

Des poutres avec éléments modulaires maintenues à distance les unes des autres par des traverses de liaison.

Une charpente formée de manière classique par des arbalétriers, des sablières, des pannes, des faîtières ou encore des chevrons.

La solution dans son ensemble (élément modulaire + poutre + structure) vise à dépasser les performances des solutions concurrentes qui reposent en général sur des poutres classiques monobloc. Un dépassement des performances sur le plan de l’éco-conception et de l’ergonomie, pour pallier les inconvénients et les difficultés que l’on retrouve dans toutes les solutions disponibles sur le marché : poids élevé, encombrement, difficultés de manipulation, rigidité, coût écologique, mauvaise tenue dans le temps.