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L'Art du plancher
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Matériaux
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« Coulé en place » définit exactement la particularité de cette technique du plancher en béton armé. Un maçon la maîtrise parfaitement, puisque c’est la même que celle pour réaliser une terrasse, une dalle, ou tout autre ouvrage horizontal en béton. Pour un plancher réussi, un bon coffrage, couplé à une armature soignée, sont indispensables.
Les usages
• Rénovation de maison (avec murs solides, tous étages, convient aux formes peu classiques).
Le béton ferraillé
Comme toujours en cette matière, l’opération débute par une étude technique, le document de référence sans lequel rien n’est possible.
Fabriquer un moule
En pratique, il faut réaliser un moule, parfaitement étayé, composé souvent en bois (contreplaqué) – une peau de coffrage – et de rebords, lorsque c’est nécessaire. En rénovation par exemple, ce sont les murs existants qui retiennent le béton. Une fois le moule – coffrage – mis en place, le plancher est réalisé à la manière d’une dalle classique, armé de fers et de treillis, rempli de béton fluide, vibré, tiré à la règle et protégé par un produit de cure. Tout cela reste en place le temps nécessaire à ce que le plancher supporte sa propre masse dans un premier temps, puis remplisse la fonction qui lui est dévolue.
Couler un tel plancher en place présente quelques avantages. D’abord, il n’y a pas de contraintes de préfabrication, notamment en rénovation lorsque les contours du chantier sont définis. De plus, la conception du coffrage est simple, adaptable à toutes les configurations ou détails techniques (trémies, traversées, formes complexes). Le plancher coulé en place ne présente pas de retombées (poutrelles), une sous-face lisse et plane, et les reprises de bétonnage sont possibles sous certaines conditions. Enfin, un plancher béton offre une grande inertie, une certaine isolation acoustique. Il peut être mis à profit pour faire circuler les réseaux.
Au titre des inconvénients, il y a d’abord la complexité des calculs et la durée du chantier.
La masse constitue une surcharge conséquente sur les porteurs et peut provoquer la déformation du plancher. Enfin, comme il s’agit d’une liaison directe entre le plancher et ses supports, la gestion des ponts thermiques peut s’avérer délicate en cas d’ITI (Isolation Thermique par l’Intérieur).
Un plancher béton offre une grande inertie ainsi qu'une certaine isolation acoustique.
L'importance d'un bon coffrage
Avant de devenir une masse compacte et indestructible, le béton est d’abord plastique et hétérogène. Le coffrage doit être liaisonné et étayé de manière à résister au poids, sans laisser s’échapper la moindre coulure aux joints.
Le coffrage classique est en bois ou dérivé. Il comporte les éléments coffrants, c’est-à-dire le moule, et les éléments rigidificateurs, c’est-à-dire l’étayage.
La première partie présente des bords, les joues de coffrage, et un fond, la peau coffrante .
La seconde repose sur des lignes d’étais qui supportent des rangs de madriers parallèles sur lesquels sont disposées des planches, ou une autre structure de poutrelles, perpendiculaires à la première.
En règle générale, les lignes d’étais (et les madriers) sont espacées de 1 à 1,50 m. Sur chaque ligne, les étais sont séparés d’un intervalle de 1,50 à 2 mètres. L’écart entre les planches d’appui est compris entre 30 et 60 cm. Les mesures précises dépendent de l’étude béton.
La peau coffrante, généralement du contreplaqué revêtu et réutilisable, présente une épaisseur comprise entre 18 et 30 mm. Il existe des solutions intégrées qui comportent tout le nécessaire pour réaliser un coffrage en réduisant les équipements à stocker et les calculs pour leur mise en œuvre.
La dalle de fer
Le béton coulé en place est une formulation classique de classe de résistance C25/30 pour les applications courantes non exposées. La recette exacte est déterminée en collaboration avec la centrale à béton selon les spécifications du chantier. Pour les ferraillages, les zones courantes sont armées d’un quadrillage en treillis soudé, voire en barres ligaturées, pour une densité moyenne de 30 à 50 kg de ferraille par m 3 de béton.
L’armature est disposée en partie inférieure de la dalle de plancher, en respectant une épaisseur d’enrobage minimale,de 1 cm pour les applications courantes, une mesure qui peut être portée à 3 voire 5 cm pour des situations agressives.
En périphérie de la partie courante, les zones d’appui assurent la liaison avec les éléments porteurs. Le ferraillage est logiquement renforcé à ce niveau par l’ajout de chapeaux, placés en partie supérieure de la dalle.
La continuité, en neuf comme en rénovation, entre le plancher et les éléments porteurs est assurée par un chaînage de rive formant ceinture. Il fait office de poutre en béton armé qui entoure entièrement le plancher. Son rôle est primordial pour la stabilité de l’ensemble, le contreventement et la résistance aux déformations sismiques.
En solution standard, il se compose de 4 barres HA (haute adhérence) de Ø 10 mm pour les armatures longitudinales et de cadres HA de Ø 6 mm pour les armatures transversales, séparés de 20 cm.
Les 8 moments clés de mise en œuvre
Un plancher en béton armé
1 - Etais et trépieds
Après vérification de l’arase des appuis, l’étayage est mis en place selon le plan. Ils sont cloués sur des cales en bois (posées sur sol stable). Puis les étais sont reliés entre eux.
2 - Des fourches en têtes
Les poutrelles primaires sont calées dans les fourches des étais par des coins en bois. Les poutrelles secondaires (ou les planches) sont déposées perpendiculairement aux lignes d’étayage, écartées selon le plan de pose et clouées sur les premières poutrelles.
3 - Une peau en contreplaqué
Les panneaux de contreplaqué de la peau de coffrage sont déposés perpendiculairement au réseau secondaire, en butée les uns par rapport aux autres, mais les joints étanchéifiés par un ruban adhésif.
4 - Des joues bien calées
Des joues de coffrage périphérique sont posées et calées pour résister à la pression du béton sans se déformer. Selon le cas, il s’agira de serre-joints, de planches en butée, de jambes de force, etc.
5 - Recouvrement de 2 mailles
Le treillis d’armature est déposé sur des cales d’enrobage. Les panneaux sont liés entre eux par un recouvrement de deux mailles. Auparavant, une huile de décoffrage a été pulvérisée sur la peau.
6 - Chaînage
En application standard, le treillis en partie courante est complété par des chaînages et des chapeaux en rive, sur toute la périphérie de la dalle. Un second treillis peut être ajouté, surélevé par des écarteurs de nappe. Des réseaux peuvent être préparés pour être coulés dans la dalle.
7 - Coulage et aiguille
Le béton est coulé, de préférence en une seule opération. Il est réparti à la pompe sur toute la surface du plancher. Plastique, il s’étale presque de lui-même. Le béton est compacté à l’aiguille vibrante. Attention à ne pas stationner au même endroit de manière à ne pas décanter le mélange.
8 - Tirage et débullage
La couche supérieure de la dalle est tirée à la règle de niveau. La surface est débullée tant que le béton est frais. L’outil est un simple tube horizontal prolongé de deux manches passé dans un mouvement de va-et-vient ascendant. Un produit de cure est obligatoirement appliqué en surface de la dalle, 30 min après tirage de manière à contrôler la vitesse de dessiccation du béton et prévenir les désordres ultérieurs.
Conseils pratiques
Une place pour les réseaux
L’épaisseur importante d’un plancher massif permet de lui intégrer toutes sortes de réseaux, comme des fourreaux électriques ou des tuyaux chauffants. Il existe quelques règles spécifiques pour leur disposition, mais le principe général est de ne pas mettre en péril les performances mécaniques du plancher qui pourraient conduire à un défaut d’enrobage, la modification ou la suppression d’armatures.
A l’inverse, le coffrage comprend toutes sortes de réservations, des chevêtres et trémies aux passages de conduits divers, de chauffage ou de ventilation. Ces réservations, selon leur taille, sont constituées de cadres en joues rigidifiées ou de simples blocs en polystyrène, liés à la peau coffrante pour ne pas jouer les bouchons flottants en surface du béton liquide. Il faut également les concevoir de manière à pouvoir les enlever facilement lors du décoffrage. Enfin, il faut fréquemment revoir le ferraillage, voire le renforcer, au voisinage de ces réservations (ligatures, chapeaux, chaînages, …).
Calculs d'épaisseur
Pour une construction individuelle, pour des charges d’exploitation classiques de 150 daN/m2 , l’épaisseur d’une dalle de plancher dépend de sa portée et de son mode d’appui.
Si elle repose sur deux de ses côtés opposés, son épaisseur est égale au vingtième de sa portée.
Si elle est appuyée sur quatre côtés, l’épaisseur peut être réduite au trentième.
Par exemple, pour une portée de 5 m, l’épaisseur sera de 25 cm dans le premier cas et de 17 cm dans le second. Il s’agit là d’estimations de prédimensionnement qui doivent être confirmées par l’étude béton ultérieure.
