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Bien que souvent mal-aimé, le béton reste un matériau unique, bien maîtrisé et aux performances attestées, en particulier pour la création architecturale, comme ici. Il permet des réalisations audacieuses et modernes, pourvu que le chantier ait été préparé avec soin.
Les atouts du béton banché
Si le béton n'est pas rare dans les constructions aujourd'hui, ce qui l'est davantage, ce sont les maisons, ou les extensions en béton armé banché. La technique demande une préparation impeccable mais offre un rendu inégalé.
Une préparation au cordeau
La préparation est longue parce qu'il s'agit ni plus ni moins que de construire le "moule" de l'extension avant de pouvoir y couler le béton. Ce moule est fait de banches, des éléments de coffrage verticaux, solidement attachées entre elles, dans lesquelles on aura installé toute une armature métallique qui donnera au béton sa solidité. Il faut également prévoir le chaînage entre les murs extérieurs et les planchers ainsi que les encadrements d'ouverture.
Dans le cas que nous présentons ici, l'intérêt du béton armé banché est qu'il autorise un espace intérieur vaste et haut, qu'aucun plancher intermédiaire ne vient limiter. Par ailleurs, la technique permet ici l'installation de grandes surfaces vitrées que ce soit en façade et même en toiture, sans que cela ne vienne compromettre la stabilité de l'ensemble. Il est inutile de préciser que cette technique exige d'être réalisée par des professionnels, car elle demande un haut niveau de technicité et de maîtrise du geste. Tout comme la préparation du chantier en amont, notamment pour le calcul et le calibrage des charges.
La construction en douze étapes
Les murs sont réalisés en béton banché. Avant de refermer les banches, l’intérieur est équipé des armatures, renforts et linteaux en acier, ainsi que des réservations pour les ouvertures.
Avant le coulage du béton, la fermeture des banches est vérifiée, dans tous les axes, pour prévenir les chasses éventuelles. Un soin particulier est apporté à l’étaiement qu’il est toujours prudent de surdimensionner
Le béton est livré directement depuis une centrale, à partir d’un camion pompe et de toupies. Cela permet de disposer d’une qualité constante de mélange, adaptée aux besoins et aux conditions d’application, pour un coulage en continu.
Le béton est régulièrement vibré dans les banches, afin de lui permettre de se répartir correctement, notamment autour des réservations, de faire remonter les bulles et d’éviter les nids de cailloux.
Après décoffrage des murs et leur étayage, le toit est conçu à partir d’une panne centrale en faîtière et de poutrelles précontraintes, disposées à la fois, comme des chevrons de charpente et un plancher béton.
Les chevêtres des ouvertures sont obtenus en doublant les poutrelles de chaque côté, dans le sens de la pente. Les poutrelles précontraintes utilisées ne nécessitent pas d’étayage provisoire.
Les montants latéraux du chevêtre sont reliés par un linteau en béton armé, coffré sur place, qui sera rempli et vibré lors du coulage. Le ferraillage sera lié à l’armature de la dalle.
À l’exemple d’un plancher classique, l’espace entre les poutrelles est rempli de hourdis en polystyrène qui assurent une première isolation, qui sera doublée par l’intérieur dans un second temps.
Les extrémités des travées de hourdis sont fermées par des obturateurs et une ceinture de planelles, en bas de pente et sur les côtés, est montée en tête des murs, à la hauteur prévue pour la dalle, environ 12 cm.
Le treillis d’armature est mis en place, lié à ceux des murs et des chevêtres. Les réservations de ces derniers sont banchées, dans le sens de la pente, à la hauteur prévue pour la dalle de compression.
Le béton est coulé, du faîte vers le bas de pente. Il est spécialement dosé pour être moins plastique que dans le cas d’une dalle horizontale. Il est débullé plutôt que vibré pour éviter la migration des cailloux.
Le béton frais est tiré à la règle, perpendiculairement au sens de la pente. Après curage, il recevra un revêtement d’étanchéité.
Les murs sont réalisés en béton banché. Avant de refermer les banches, l’intérieur est équipé des armatures, renforts et linteaux en acier, ainsi que des réservations pour les ouvertures.
Avant le coulage du béton, la fermeture des banches est vérifiée, dans tous les axes, pour prévenir les chasses éventuelles. Un soin particulier est apporté à l’étaiement qu’il est toujours prudent de surdimensionner
Le béton est livré directement depuis une centrale, à partir d’un camion pompe et de toupies. Cela permet de disposer d’une qualité constante de mélange, adaptée aux besoins et aux conditions d’application, pour un coulage en continu.
Le béton est régulièrement vibré dans les banches, afin de lui permettre de se répartir correctement, notamment autour des réservations, de faire remonter les bulles et d’éviter les nids de cailloux.
Après décoffrage des murs et leur étayage, le toit est conçu à partir d’une panne centrale en faîtière et de poutrelles précontraintes, disposées à la fois, comme des chevrons de charpente et un plancher béton.
Les chevêtres des ouvertures sont obtenus en doublant les poutrelles de chaque côté, dans le sens de la pente. Les poutrelles précontraintes utilisées ne nécessitent pas d’étayage provisoire.
Les montants latéraux du chevêtre sont reliés par un linteau en béton armé, coffré sur place, qui sera rempli et vibré lors du coulage. Le ferraillage sera lié à l’armature de la dalle.
À l’exemple d’un plancher classique, l’espace entre les poutrelles est rempli de hourdis en polystyrène qui assurent une première isolation, qui sera doublée par l’intérieur dans un second temps.
Les extrémités des travées de hourdis sont fermées par des obturateurs et une ceinture de planelles, en bas de pente et sur les côtés, est montée en tête des murs, à la hauteur prévue pour la dalle, environ 12 cm.
Le treillis d’armature est mis en place, lié à ceux des murs et des chevêtres. Les réservations de ces derniers sont banchées, dans le sens de la pente, à la hauteur prévue pour la dalle de compression.
Le béton est coulé, du faîte vers le bas de pente. Il est spécialement dosé pour être moins plastique que dans le cas d’une dalle horizontale. Il est débullé plutôt que vibré pour éviter la migration des cailloux.
Le béton frais est tiré à la règle, perpendiculairement au sens de la pente. Après curage, il recevra un revêtement d’étanchéité.
Détails pratiques
Les exigences normatives
Les exigences normatives ont dépassé les frontières nationales depuis longtemps déjà, même si la pratique reste concentrée sur les directives de chaque pays, à l’exemple des DTU en France, plus par habitude que pour l’aspect pratique. Pour le bâtiment, la réglementation se réfère aux Eurocodes au niveau européen. En ce qui concerne le béton, il s’agit des Eurocodes 0 (calcul des états limites), 1 (calcul des charges d’exploitation) et surtout 2, qui remplace les règles BAEL et BPEL. L’Eurocode 2, « béton », regroupe tout ce qu’il faut savoir en 4 parties, et notamment la première pour les bâtiments, détaillées en 12 sections.
Il existe un outil dédié à la formation au dimensionnement des structures en béton selon les Eurocodes, en accès libre sur Internet : www.ba-cortex.com
Attention aux calculs
Quelle que soit l’option choisie pour construire la structure de cette extension en béton armé, les caractéristiques techniques font partie des règles de l’art classique en maçonnerie. En revanche, les calculs préalables doivent tenir compte de nombreux facteurs supplémentaires. Un toit en béton est en effet plus lourd qu’une solution traditionnelle et il exerce une poussée latérale en tête des murs bien plus importante. Il est donc indispensable de bien calculer l’armature des murs et de leurs chaînages, notamment pour le cas présent, sur une double hauteur d’étage, sans plancher intermédiaire. L’étude est réalisée au cas par cas et doit intégrer les souhaits architecturaux et la réglementation, en particulier pour le dimensionnement des ouvertures en toiture, leur étanchéité, l’isolation thermique et l’évacuation des eaux de pluie.
