Sommaire :
1. Définition d’un plancher : ..................................................................................... 2
2. Fonction principale :.............................................................................................. 2
3. Eléments constitutifs : ........................................................................................... 3
4. Typologie : ............................................................................................................ 3
4.1. Selon le système porteur verticale : ................................................................ 3
4.2. Selon le matériau : .......................................................................................... 4
4.2.1. Le bois : .................................................................................................... 4
4.2.2. L’acier : .................................................................................................... 6
4.2.3. Le béton armé : ......................................................................................... 7
4.3. Selon les ouvertures : ...................................................................................... 7
5. Eléments composants : .......................................................................................... 8
5.1 Solive : ............................................................................................................. 8
5.2. Métal : ............................................................................................................. 9
6. Différente types de plancher : ............................................................................. 10
6.1. Planchers en béton armé : ............................................................................ 10
6.1.1. Dalles coulées au chantier : ................................................................... 11
6.1.2. Dalle semi préfabriquées : ...................................................................... 14
6.1.3. Dalles préfabriquées : ............................................................................. 16
6.2. Plancher en bois : .......................................................................................... 16
6.3. Plancher métallique : .................................................................................... 17
6.3.1. Plancher en tôle pliée ou ondulée :......................................................... 17
6.3.2. Plancher à hourdis creux et poutrelles en acier : .................................... 17
6.3.3. Plancher à poutrelles en acier et plaques de béton : ............................... 18
7. Chaînages : .......................................................................................................... 18
8. Règles parasismiques : ........................................................................................ 19
9. Photos planchers :................................................................................................ 20
9.1. Planchers en acier : ....................................................................................... 20
9.1.1. Plafond :.................................................................................................. 20
9.2. Planchers en béton armé : ............................................................................. 20
9.3. Planchers mixtes (béton acier) : .................................................................... 21
1. Définition d’un plancher :
Surfaces ou plateaux composites horizontaux séparant deux niveaux
successifs dans une construction et recueillant les surcharges de fonctionnement du
bâtiment, ont aujourd’hui d’autres fonctions très importantes relatives au confort
thermique et acoustique, à la sécurité – protection incendie – et à l’esthétique, sans
oublier le rôle technique de support de canalisations et réseaux divers.
2. Fonction principale :
- Supporter les charges (poids des structures et actions permanentes) et des
surcharges (actions variables et accidentelles) et les transmettre aux
éléments porteurs que sont les murs et les poteaux.
- Transmettre des efforts horizontaux aux éléments de contreventement.
- Conserver une certaine élasticité dans les limites acceptables.
- Voir un poids modeste pour réduire le tous possible la charge permanente.
- Assurer une bonne isolation phonique.
- Assurer l’isolation thermique au-dessus d’espaces extérieurs ou non chauffés
(caves ou vides sanitaires).
- Offrir une surface praticable pour des revêtements.
- Protéger quelquefois contre l’humidité.
- Résister au feu.
- Protéger contre l’effraction.
- Permettre la distribution de fluides, particulièrement l’électricité.
- Conserver dans le temps ses qualités physiques, mécaniques, acoustiques,
son aspect et s planéité.
- Pouvoir être construit facilement pour ne pas retarder la réalisation de
l’ensemble de l’immeuble.
- Et évidemment être économique, ce qui implique qu’on utilise
intelligemment les caractéristiques des matériaux.
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3. Eléments constitutifs :
On distingue trois parties :
- L’ossature, qui comprend la partie portante (solives en bois, fer, Béton armé,
poutrelles, nervures en béton armé) et le hourdis de remplissage ou la dalle
pleine.
- Le revêtement, posé sur la partie portante et qui constitue le sol fini.
- Le plafond (enduit plâtre, tôle d’acier, enduit ciment, …).
4. Typologie :
Les planchers entrent dans grandes catégories selon :
- Le système porteur vertical.
- Le matériau.
- Les ouvertures.
4.1. Selon le système porteur verticale :
Les trois principaux systèmes porteurs verticaux sont :
- La construction murale massive.
- La construction à pans de murs.
- La construction à ossature.
En fonction d’un premier choix du système porteur vertical et des
dimensions des portées désirées, il est possible d’optimiser le type de plancher. De
la direction de portance d’un système de plancher, c’est-à-dire de sa propriété à
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transmettre les charges aux supports verticaux, dans une direction privilégiée ou de
tous cotés, de façon linéaire ou ponctuelle, découle sa relation à la structure du
bâtiment. La vérification inverse est aussi valable, par exemple, d’un système de
poutres découlera un système à pans de murs, un système de construction massive
n’est pas nécessaire et un système ossature est impossible, du moins sans moyens
auxiliaires. La coordination de systèmes de planchers prédéterminés et des
structures verticales pourrait être l’élément directif d’un choix, mais l’association
de tous les arguments, à commencer par l’utilisation, par l’aménagement et par la
possibilité de transformation sont des préalables plus importants à la décision.
4.2. Selon le matériau :
Chaque élément constructif ne peut travailler que dans les limites du
matériau le composant. Ainsi, le matériau influencera, à travers ses particularités
intrinsèques, la capacité de résistance aux charges, la continuité structurale et
naturellement les caractéristiques thermo acoustiques, de résistance au feu et de
durabilité du plancher. Celui-ci travaillant en flexion, on choisira des matériaux qui
ont une résistance à la traction, c’est-à-dire le bois, le bois, l’acier, le béton armé,
soit des matériaux habituelles dans le bâtiment. Mis à part quelques cas où le
matériau est imposé pour des raisons esthétiques ou commerciales, ou devant une
situation de pénurie limitant le choix, les caractéristiques du matériau de structure
horizontale correspondent logiquement aux exigences de la géométrie recherchée.
4.2.1. Le bois :
N’est plus beaucoup utilisé bien que ses
propriétés le rendent encore compétitif dans certains
domaines. On le voit particulièrement dans les
habitations individuelles. Mais, par exemple, les
qualités du lamellé-collé font q’on le trouve en génie
chimique (teinturerie industrielles) ou en génie rural
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(silos à céréales), cela étant du à la possibilité de grandes portées et à son
inaltérabilité naturelle.
Contraintes :
L’humidité :
Le bois est un matériau hydrophile, susceptible de gonflement et de retrait
sous les influences alternées d’humidité et de sécheresse. Un plancher en bois
travaille constamment. Il est donc nécessaire que les appuis permettent un certain
jeu des solives et des sommiers. Il faut surtout protéger les têtes de ses pièces de
l’humidité que peuvent contenir les murs. Les piliers en bois ne reposent pas
directement sur le sol, mais doivent être surélevés au moyen d’une pièce
métallique ou d’une base en béton pour éviter un contact prolongé avec l’eau.
L’acoustique :
La superposition d’activités différentes entraîne des problèmes acoustiques
de transmission des bruits aériens et des bruits d’impact. Dans la construction
traditionnelle, l’isolation phonique des planchers est assurée par la loi de masse est
remplacée, avec plus au moins de bonheur, par un système de couche multiple de
matériaux différents : un revêtement souple et absorbant, un sol flottant, un
absorbant phonique, un plafond suspendu. Le plancher est quelquefois chargé avec
des plaques de béton ou du sable entraînant un surdimensionnement des structures.
Ces solutions permettent de répondre aux exigences réglementaires concernant la
transmission des bruits d’impacts entre deux logements. Cependant, même si les
résultats du plancher alourdi sont satisfaisants, la performance globale (bruits
aériens et bruits d’impacts) peut être fortement diminuée par des transmissions
parasites dues à des jonctions avec les parois verticales, au passage de canalisation
ou à des scellements.
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Feu :
Au début des années 80, l’Association des établissements cantonaux
d’assurance contre l’incendie, ce fondant sur le comportement positif du bois en
cas d’incendie, a admis dans la classe de résistance au feu F 30 les piliers et les
poutres
convenablement
dimensionnés.
Renonçant
ainsi
à
l’exigence
d’incombustibilité, elle la maintint toutefois pour les planchers et les parois
constituants des compartiments coupe-feu, étant donné le risque accru de
propagation d’un incendie lié à la présence du bois. Compte tenu des bons résultats
obtenus lors d’essais avec des plancher en bois massif ou en éléments creux,
certaines constructions de plancher et des parois en bois sont admises pour des
utilisations bien définies :
- Pour les maisons à un seul logement, qu’elles soient individuelles ou
mitoyennes, jusqu’à deux étages et combles, y compris pour l’aménagement
des cuisines.
- Pour écuries des bâtiments agricoles.
- Pour des constructions destinées à l’industrie ou aux arts et métiers, à un ou
deux étages, selon les dimensions, le risque d’incendie et celui d’activation
de feu.
4.2.2. L’acier :
Est employé sous différentes formes :
- Profilés associés à un corps creux de terre cuite ou de béton.
- Coffrage métallique perdu d’une dalle en béton, avec ou sans profilés.
- Ouvrages mixtes béton acier.
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4.2.3. Le béton armé :
Est le matériau le plus courant à l’heure actuelle, utilisé sous de très
nombreuses formes soit coulé en place ou préfabriqué. Le plancher peut être plein,
nervuré, à caissons, avec des sommiers ou des champignons.
4.3. Selon les ouvertures :
La nécessité d’ouvertures importantes appelées trémies peut être une
contrainte dans le choix du système de plancher et du matériau et inversement le
choix de la forme structurale limite les possibilités d’ouvertures. Par analogie aux
baies praticables dans les murs, les ouvertures découlent de la mise en place des
éléments de construction.
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5. Eléments composants :
5.1 Solive :
L’élément porteur de base d’un plancher en bois est la solive, généralement
en Sapin, en Chêne ou en Pin. Le bois utilisé est desséché avec une teneur en eau
maximal de 20 %. Le bois desséché à l’air est moins sujet à la pourriture que celui
séché en étuve. Il faut éviter le bois de cœur.
Les dimensions des bois équarris sans normalisées avec des côtes deux en
deux centimètre tant pour la largeur que pour la hauteur.
La longueur rationnelle d’une solive, pour une charge de logement est
d’environ 4 m avec un écartement de 50 à 60 cm. L’écartement, d’axe en axe, des
solives, est fonction de la portée, cependant, il ne sera pas supérieur à 70 cm pour
ne pas entraîner des flèches exagérées et pas inférieur à 40 cm pour rester
économique. L’écartement des solives dépend également des caractéristiques des
éléments de remplissage.
Un moyen empirique de calcul de la section d’une solive permet de
déterminer que la hauteur h est le 1/20
ème
de la portée et que la largeur b constitue
les 2/3 d la hauteur pour des cas courants de 3 à 5 m de portée et pour une surcharge
de locaux d’habitations, l’écartement normal est de 60 cm, si la portée dépasse 4
m, l’écartement peut être réduit, l’inverse est aussi valable.
La réduction ou l’élargissement de l’écartement peut aussi varier si la
section calculée est trop forte ou trop faible en fonction de la portée. Pour des
raisons économiques, il est préférable de choisir des solives hautes et de faible
largeur, pour une même section de bois, la force portante de la solive ordinaire. Il
en est de même pour tous les systèmes de solives en bois lamellé-collé. Cet emploi
est du ressort de l’ingénieur ou du charpentier spécialisé.
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Solivage
5.2. Métal :
L’emploi de solives en fer et en acier remplaçant celles en bois apparus dans
la seconde moitié du siècle passé, sitôt que l’industrie sidérurgique put mettre sur
le marché des profilés laminés façonnés correctement et à un prix convenable. Des
premiers essais avaient été tentés avec de la fonte, mais soit leur coût excessif, soit
leur faible production ne leur accordèrent qu’un emploi exceptionnel.
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Différents types furent étudiés ayant presque tous comme base une poutrelle
à double T qui présente la meilleure résistance. La disposition ne se différenciée
pas de celle des planchers en bois. Les solives sont réparties parallèlement au côté
le plus étroit de l’espace à couvrir mais avec un écartement qui peut aller jusqu’à
1m.
Les profilés l’on permet de couvrir d’une seule pièce toute la largeur d’un
immeuble d’habitation en prenant appui sur les murs de façade et sur un refend
intermédiaire.
Pour mémoire, on peut rappeler quelques systèmes constructifs métalliques
anciens, aujourd’hui abandonnés :
- voûtains de briques pleines de terre cuite posée sur champ.
- Briques creuses en béton formant voûtains.
- Augets en plâtre.
- Hourdies de roseau supportant du béton.
- Hourdies en terre cuite ou en béton.
Aujourd’hui, pour la majorité des bâtiments et particulièrement pour les
immeubles d’habitations, les planchers métalliques sont abandonnés au profit du
béton armé. Pour les constructions industrielles on utilise un nouveau type de
planchers métalliques, les platelages métalliques.
6. Différente types de plancher :
6.1. Planchers en béton armé :
Dans les planchers en béton armé, on distingue trois principaux groupes :
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6.1.1. Dalles coulées au chantier :
- Dalle pleine en béton armé :
La dalle pleine, appelée aussi « dalle massive » est une plaque dont
l’épaisseur est petite par rapport à ses autres dimensions. Son épaisseur H varie de
1/10 à 1/35 de la grande portée L. Dans les bâtiments courants, elle varie entre 12
cm et 18 cm. Dans les bâtiments industriels, cette épaisseur est souvent plus forte.
La dalle pleine travaille dans les deux sens. Ce type de plancher est très
courant car, il permet une grande souplesse dans les portées et les formes, en
particulier la facilité des divers percements.
La dalle pleine nécessite un coffrage sur toute sa surface, ce qui provoque
une consommation importante de bois qui présente un désavantage.
Les portées courantes de ces dalles L sont de 6m à 7m. Ces dalle portent sur
un réseau de poutres secondaires et de poutres principales perpendiculaires au
précédentes et leurs transmettent les différentes charges et surcharges.
Dalle pleine en béton armé
-
Dalle nervurée :
Il s’agit d’une dalle plus légère que la dalle pleine. C’est un plancher
constitué par une dalle générale d’épaisseur relativement faible et qui varie entre
4cm et 10cm, et par des poutrelles rapprochées avec L .
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La hauteur totale H (Nervure + Dalle) varie de 25cm à 35cm.La dalle
nervurée est indiquée pour couvrir des locaux de forme allongée. Elle porte dans
un seul sens. Lorsque la portée L dépasse 4m, il est nécessaire de prévoir une ou
plusieurs nervures transversales de raidissement afin de solidariser les autres
nervures.
Ce type de dalle offre moins de souplesse d’utilisation que la dalle pleine.
Plancher à nervures
- Dalle à caisson :
C’est une dalle à nervures, dont les nervures sont dans les deux sens et se
croisent. Elle est indiquée pour couvrir des locaux de forme carrée ou presque
carrée.
Plancher à caisson
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-
Dalle champignon :
Les dalles champignons sont utilisées quand les hauteurs de la construction
sont faibles et quand on veut éviter la présence de poutres apparents.
La dalle champignon est constituée par une dalle continue, sans nervures,
armée dans les deux sens reposant directement sur des poteaux et constituent avec
ces derniers un cadre dans l’espace.
Cette dalle transmet aux poteaux des réactions importantes, d’où risques de
pincement de la dalle autour des poteaux. Pour remédier à ce phénomène, on
élargit le sommet des poteaux sous forme de champignon (chapiteau). Il s’agit
d’un tronc de pyramide ou d’un tronc de cône apparent sous le plancher.
L’écartement des poteaux L varie de 8à12m dans chaque sens, dans certaines
exécutions, ces écartements sont de 22m à 25m.
L’épaisseur de la dalle varie de 15cm à 35 cm.
Plancher champignon
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6.1.2. Dalle semi préfabriquées :
Elles sont composées par deux éléments, généralement préfabriqués en usine
ou sur chantier :
- Le système porteur, constitué par des poutrelles en béton armé.
- Remplissage, constitué par des corps creux ou hourdis.
- Le bétonnage sur chantier de la dalle de compression est le point commun
entre les dalles semi préfabriqués.
- Dalle à hourdis et poutrelles :
Cette solution, très communément employées dans les bâtiments
d’habitation consiste à utiliser des hourdis creux et des poutrelles en béton armé.
On pose à intervalles réguliers des poutrelles en béton armé préfabriquées et
on remplit l’intervalle avec des hourdis de terre cuite, de béton,…
Les parois latérales est supérieurs des hourdis servent de coffrage aux
poutrelles et à la dalle de compression en béton coulé sur toute la surface du
plancher. La paroi inférieure sert de support à l’enduit de plafond en plâtre ou en
mortier de ciment.
La dalle de compression est armée d’un simple quadrillage d’armatures
constitué, en général, par une nappe de treillis soudé d’un espacement de 20 cm x
30 cm au maximum.
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- Dalle à poutrelles seules :
Dans ce cas, les hourdis sont supprimés. On calcule au préalable du béton
dans des corps creux, ouverts vers le haut, réalisant ainsi des poutrelles armées.
Ces dernières sont ensuite juxtaposées côte à côte et reçoivent un léger treillis et
une chape de 4 à 5 cm.
Dalle à poutrelles
- Dalle à corps creux :
On pose côte à côte des corps creux, généralement en terre cuite. Ils
présentent des languettes latérales qui forment un vide entre les rangées parallèles
de corps creux. Ce vide reçoit une armature, puis on le bétonne en recouvrant les
corps creux de 4 à 8 cm de béton. Après décoffrage, on obtient une dalle dont la
face inférieure sera entièrement en terre cuite ou en aggloméré de béton et bois.
Plancher à corps creux
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6.1.3. Dalles préfabriquées :
Elles sont conçues pour diminuer les opérations sur chantier réalisées sur des
tables de coffrage, elles sont immédiatement porteuses après avoir exécuter les
jointements. Ces planchers sont réalisés sous forme de dalle pleine, dalle avec
évidements, dalles nervurées, …etc.
6.2. Plancher en bois :
Les planchers sont utilisés pour les maisons individuelles, les constructions
rurales ou, pour avoir un effet esthétique avec un plafond à poutres apparentes
Les planchers en bois se composent des éléments suivants :
- Le remplissage entre solive
- Les trémies et chevêtres
- Le sommier
- La solive
Le sommier
La solive
Les chevêtres
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6.3. Plancher métallique :
Ce type de plancher, sur sous sol et pour les dalles très chargées,
disparaissait de plis en plus au profit des dalles en béton armé, Il réapparaît
actuellement dans les bâtiments administratifs ou industriels à ossature métallique,
mais sous une
forme différente.
Ce système permet de franchir de grandes portées avec des charges
considérables, Son exécution est rapide et précise. Par contre, ce système est
couteaux et les aciers doivent être protégés de la rouille soit par de la peinture, soit
en les enrobant de béton.
On distingue les types suivants :
6.3.1. Plancher en tôle pliée ou ondulée :
Ce sont des planchers fortement développés pour les constructions de
bureaux.
Plancher à tôle pliée
6.3.2. Plancher à hourdis creux et poutrelles en acier :
Ce sont des planchers appropriés pour les maisons d’habitation et de
commerce. Les hourdis peuvent prendre différentes formes et être construits en
différents matériaux, terre cuite, béton, etc.…
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Plancher à Hourdis creux et poutrelle en acier
6.3.3. Plancher à poutrelles en acier et plaques de béton :
Ce sont des planchers utilisés souvent comme couverture de cave.
Plancher à plaques vde béton et poutrelles en acier
7. Chaînages :
Ce sont des éléments en béton armé disposés horizontalement et ceinturant
le bâtiment sur les murs porteurs au niveau des planchers de chaque étage. Il
contribuent à la stabilité du bâtiment et réduisent les risques de fissuration.
Souvent, les épaisseurs des chaînages sont égales à l’épaisseur de la dalle.
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Chaînage
8. Règles parasismiques :
Les planchers seront réalisés en :
- Dalle en béton armé coulé sur place.
- Poutrelles et corps creux avec dalle de compression.
- Les armatures des poutrelles doivent être convenablement ancrées dans les
chaînages horizontaux ou dans les poutres.
- Les poutrelles en bois (solives) ou métalliques devront s’appuyer sur toute
l’épaisseur du mur porteur.
Prévoir autour des ouvertures éventuelles des planchers, des encadrements
armés.
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9. Photos planchers :
9.1. Planchers en acier :
9.1.1. Plafond :
9.1.2. Revêtements :
9.2. Planchers en béton armé :
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9.3. Planchers mixtes (béton acier) :
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1. Définition d`un plancher