Escaliers béton préfabriqués : une mise en œuvre facilitée

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Escaliers béton préfabriqués : une mise en œuvre facilitée

© (Doc. Cerib.)

De toutes les formes et de toutes les hauteurs avec des revêtements multiples, les escaliers en béton préfabriqués possèdent l’avantage d’allier esthétique, sécurité et rapidité de mise en place.

Le développement de l’industrialisation de la construction et les recherches dans le domaine de la filière sèche ont poussé industriels et concepteurs à imaginer des éléments préfabriqués qui ont un double avantage : accélérer la construction, voire la transformer en un mécano géant, et limiter l’utilisation de l’eau sur les chantiers béton. Les escaliers préfabriqués ont ainsi rapidement fait partie de ces composants à insérer. Deux voies d’industrialisation se sont développées dans ce domaine de préfabrication :

– les escaliers monoblocs constitués d’une volée ou d’une fraction de volée ;

– les escaliers à marches indépendantes, assemblées ou non sur une ossature.

Les escaliers monoblocs peuvent être de plusieurs types : droits, à quartiers tournants, à moitié tournante, en vis ou à la française. Quant aux composants préfabriqués, leur forme les divise en trois catégories : droit, hélicoïdal, balancé. Ces éléments, assemblés au moyen de liaisons mécaniques (appuis simples, aciers en attente, boulonnage, soudure, goujonnage), assurent le monolithisme des différentes parties constructives ainsi que le raccordement aux planchers et aux parois verticales. L’escalier doit avoir une emprise minimale fixée par la réglementation. Il en est de même de la hauteur et du giron des marches. Ces dimensions sont fonction du type d’édifice dans lequel il vient se loger et du nombre d’unités de passages pour lequel il est conçu.

Le confort d’un escalier passe par quelques règles simples. Notamment celle de la hauteur des marches qui varie de 16 à 18 cm : cette hauteur est prise du dessus de la marche au-dessus de la suivante. La hauteur des marches, qui doit être régulière dans une même volée, peut descendre à 15 cm pour un escalier d’honneur, et monter à 20 cm pour un escalier de cave. La longueur intérieure des marches doit aussi être prise en compte (emmarchement) de la manière suivante :

– 0,60 à 0,80 m pour un escalier de cave ;

– 0,80 à 1 m pour un escalier de service ;

– 1 à 1,20 m pour un escalier d’habitation ;

– plus de 1,20 m pour un escalier d’honneur.

La largeur moyenne des marches (giron) prise sur la ligne de foulée en plan doit être égale et, dans tous les cas, il faut éviter de descendre la longueur du giron en dessous de 23 cm. Dans un escalier bien réalisé, la longueur des girons n’est pas arbitraire : elle est en rapport avec la hauteur des marches. Il est donc possible, connaissant la hauteur des marches de déterminer la longueur du giron en se rapprochant le plus possible d’une des deux relations suivantes : « giron 2 hauteurs = 0,64 m » ou « giron hauteur = 0,47 m ».

Comme tous les éléments préfabriqués, les escaliers sont conçus à partir de moules dans lesquels est coulé le béton. Pourtant, et notamment dans le domaine du béton de parement, le béton présente obligatoirement des défauts et des imperfections qui, pour être réduits ou supprimés, remettraient en question la rentabilité du matériau. Il est donc nécessaire de réaliser un démoulage élastique du béton. Les moules se subdivisent en trois catégories de fréquence d’utilisation : de 10 à 20, de 20 à 40 et jusqu’à 100 utilisations.

Pour un escalier « confortable » d’utilisation, il est nécessaire de suivre quelques règles fixées par des textes officiels. En voici les principales :

– toutes les marches d’un escalier doivent avoir la même hauteur ;

– toutes les marches d’un escalier doivent avoir le même giron ;

– la ligne de foulée est au milieu de l’escalier si ce dernier fait moins de 1 m de large. Elle est à 50 cm de la rampe si l’escalier fait plus de 1 m de large ;

– sur la ligne de foulée : 2 hauteurs de marche 1 giron doivent mesurer entre 60 et 64 cm ;

– l’échappée doit être de plus de 2 m.

Par ailleurs, un certain nombre de dimensions relatives aux escaliers a été codifié par des textes. Par exemple :

– le dessus de la main courante doit surmonter à plus de 90 cm la ligne de nez de marches ;

– le dessus de la main courante est à 1 m du sol pour les garde-corps horizontaux ;

– l’espace entre les balustres verticaux doit être inférieur à 11 cm.

En dépit d’une exécution très soignée, des différences d’épaisseur de quelques millimètres du dos-support, imputables aux matières premières et aux techniques de fabrication, peuvent apparaître dans les matrices. Comme la plupart des résines synthétiques, les matières constitutives des matrices sont sujettes à un vieillissement naturel. Il faut donc veiller, surtout lors des chantiers, à les protéger des conditions climatiques intenses telles que pluie, gel, atmosphère polluée, exposition en plein soleil… Les matrices et moules libres en fond de coffrage sont susceptibles, comme tous les matériaux élastiques, de présenter des variations dimensionnelles dues aux écarts de température. Les matrices devront donc être ajustées avant utilisation. Il est d’ailleurs possible d’équilibrer ces effets en bloquant la matrice à l’intérieur des règles de coffrage.

Une durabilité proportionnelle à celle des armatures

Malléable comme la pâte à modeler, le béton peut prendre la forme, la couleur et la texture souhaitées. Par ailleurs, il convient à de grandes portées et résiste aux intempéries. La gamme des couleurs et des finis offerts aujourd’hui offre une multitude de combinaisons de textures et de couleurs. Le béton peut avoir le poli du granit tout comme la rugosité de l’écorce. Il peut également prendre l’apparence de pavés arrondis, de la brique, du calcaire, de l’ardoise, de dalles ou de la roche de rivière. Trois facteurs caractérisent l’aspect du parement : la teinte, la texture, la forme et/ou le modelé. Suivant le mode d’exécution, on distingue plusieurs sortes de parement : les parements laissés brut de décoffrage, travaillés et revêtus.

Lorsqu’on parle de béton, il faut parler des armatures, l’une des principales fonctions des armatures de béton armé étant de bien adhérer à l’enrobage. Ces armatures doivent avoir une forme particulière :

– elles ont des nervures qui facilitent leur accrochage ;

– elles peuvent aussi être associées pour former des treillis dont au moins l’un des brins travaille en butée.

Lors de leur mise en place, les armatures de béton armé sont souvent déformées, cintrées. Leur déformabilité est donc une qualité importante : un bon allongement sous charge maximale lors d’un essai de traction, par exemple. La pérennité des constructions en béton armé dépend très directement de la durabilité des armatures. Les propriétés mécaniques des aciers, qui influent sur la durabilité des constructions, sont surtout leur relaxation et leur résistance à la fatigue. Une sollicitation, lorsqu’elle fluctue dans le temps, est dite de fatigue et peut provoquer une dégradation progressive dans le temps, puis la rupture des aciers.Une résistance au feu qui évite l’application de produits ignifuges

Extrêmement durables et résistants aux intempéries, les escaliers en béton assurent une meilleure étanchéité à l’air. Affichant une insonorisation et un comportement thermique supérieurs, ils sont, de par leur composition, particulièrement résistants au feu. Le béton est d’ailleurs souvent laissé à nu à l’intérieur des immeubles en raison de son attrait esthétique et de sa robustesse. On évite ainsi l’application et le coût de produits ignifuges pour respecter le code du bâtiment. Le béton est une matière inerte, facile à recycler. Il peut servir de granulat dans de nouveaux mélanges de béton. L’addition de sous-produits, telles cendres volantes, fumée de silice et laitier de hauts fourneaux, le rend moins perméable tout en permettant la réutilisation de matières qui seraient autrement destinées aux décharges contrôlées.

L’installation de l’escalier préfabriqué s’effectue grâce à des boucles de manutention, qui sont ensuite noyées dans les zones de scellement. Pour les escaliers marche par marche, l’emballage est palettisé par 8 ou 10 marches (environ 1 tonne) et les escaliers sont cerclés sur des chevrons de calage pour une manutention avec fourches à palettes ou au chariot élévateur. L’assemblage des marches hélicoïdales en console, réalisé par l’intermédiaire de cales et du mortier de pose (mortier sans retrait), nécessite un joint qui varie selon la hauteur des marches et celle de l’étage réalisée entre chaque anneau. Toutes les marches doivent être étayées pendant le montage et jusqu’à durcissement du béton du fût. Après réglage de chacune d’elles, l’armature non assemblée, par tronçon de 1 m linéaire, est mise en position dans le fût au fur et à mesure de l’opération de montage. Le bétonnage du fût peut avoir lieu lorsque la volée ou demi-volée est entièrement réglée. Après dégagement des cales de maintien, les joints sont mattés et tirés en creux en raison des légères déformations des anneaux. La grande majorité de ces produits sont réalisés sur mesure par des industriels tels que Prefabay (Ariège), Sobanor (Nord), Idbat (Drôme), Prefadour (Landes), Produits Béton de Lissardy (Pyrénées-Atlantiques)…

Escaliers préfabriqués : quatre industriels et leur fabrication standard (1)
IndustrielService lecteurNom du produitSens rotationD / GAngle des marchesLarg. max. des marches(m)Hauteur escalier (m)Hauteur des marches (cm)Nombre de marchesPrésence d’un palierGiron (cm)Poids(T)FinitionsAutres
Le Béton Mécanique01Hélicoïdalmonobloc 30D / G18°1,182,682,742,8116,7517,1217,6016 (17emarche à l’arrivée est possible)Au choix23,56 à 602,5Béton brutD’autres modèles possibles.Escaliers marche par marche
02Balancé(fût 112 x 15)D / G1,182,692,616,8716,2516Non28 à 60Selon modèle
03DroitEnv. 1,052,16 à 2,8813,5 à 1816Non20 à 42Selon modèle
Morin Systeme Architectonique04Volées monoblocs hélicoïdales (fût 20 cm)D / G18 °0,982,83516,6817Non21,90 à 601 à 1,7 selon modèle15 coloris5 finitions : béton gris ordinaire, gravillons lavés, béton sablé, béton poli, aspect composéCertains modèles disponibles sur mesure
05Volées monoblocs hélicoïdales (fût 20 cm)D / G22°301,051,56617,49Non27,50 à 600,720
06Volées balancées à mur central (ép. 15 cm)D / G1,403,04 max.1720Non28 à 502,65
07Volées droites2,7215 à 188 à 20Non22,5 à 3015 coloris3 finitions : béton gris ordinaire, sablé, poliCertains modèles disponibles sur mesure
Procédés Colombino08Escalier BalanceD / G1,192,342,522,702,883,06181314151617NonBéton de ciment gris.Béton de ciment blanc.Granito.Bétons teintés.Traitements de surfaceExécution possible aux normes handicapés, duplex et différentes largeurs et longueurs de noyau
09Escalier Noyau 41D / G1,232,721716Non
10Escalier droit0,922,721715Non26
Soriba11Escalier Balancevide central 20 cmD / G1,201,50Max. 3,036 en 18 hauteurs16,87518Non28 à 604,25,9– Sous-face brute de démoulage– Dessus de marches taloché finAcier en attente en tête
12Escalier Balancesur noyau 30 x 40D / G18°1,201,502,602,682,7216,2516,751716Non28 à 60– Sous-face et noyau bruts de démoulage– Dessus de marche taloché fin– Pente contremarche de 0 à 1 cmToutes formes et dimensions possibles à l’intérieur des cotes maximales
13Escalier Pavillon duplexD / G0,80,91,02,682,722,7616,751717,2516option25 à 501,71,852,0– Sous-face et murs bruts de démoulage– Dessus de marches taloché finAutres dimensions possibles
14Escalier Balance tête/piedBalancé en tête, gauche/balancé en pied, droit1,201,502,652,7016,5016,8716non28 à 603,64,8– Sous-face brute de démoulage– Dessus de marches taloché finAcier en attente en tête et en pied
1. Pour la plupart réalisés sur mesure, les escaliers préfabriqués peuvent aussi se présenter sous forme de « produits ».
Guide d’utilisation des escaliers
DestinationRappel de la réglementationModèles possiblesDimensions courantes
Logements collectifs avec ascenseursPassage du brancard normalisé de 229 x 585– Volées droites– Hélicoïdaux individuels– Balancés monoblocs– Volées à quartiers tournants– Largeur 1,20 m, giron 25 ; 26,5 ; 28 cm– Cage de 2,60 m pour fût de 20 et cage 2,70 m pour fût de 30– Pour passage de 1,20 m– Pour passage de 1,20 m
Logements individuelsPassage 0,90 ml minimum– Volées droites– Hélicoïdaux individuels– Hélicoïdaux monoblocs– Balancés monoblocs– Volées à quartiers tournants– Largeur de 0,90 m, giron 25 ou 26,5 cm,– Largeur de 0,90 m minimum– Cage de 2 m, carrée ou circulaire– Cage de 1,845/1,915 x 2,05 m– Largeur 0,90 m
Logements collectifs sans ascenseur (norme handicapés)G = 28 cm sur la ligne de fouléeHauteur des marches = 17 cm maximumEmmarchement 1,20 m minimum (passage du brancard)– Volées droites,– Volées à quartiers tournants,– Hélicoïdaux monoblocs (MH),– Balancés monoblocs- Largeur 1,20 m. Giron de 28, contremarche 15,6 à 17 cm maximum- Cage carrée ou circulaire de 3 m pour MH 60 et cage circulaire de 2,82 m pour MH 42.
BureauxLocaux recevant du public et locaux de travailContremarche inf. à 17 cmG = 28 cm sur la ligne de foulée et G inf. ou égal à 42 cm en extrémité de plateau– Volées droites– Volées à quartiers tournants– Hélicoïdaux monoblocs– Balancés monoblocs– Hélicoïdaux individuels– Giron de 28 ou 30 cm, largeur selon unités de passages– Cages selon nombre d’unités de passages– Volée balancées à mur central– Volées à vide central– Marches S, avec fût de 0,5 à 1,4 m de diamètre– Marche avec garde-corps, fût 45 cm, passage 1 m et angle de 22°30.
Résidences personnes âgées ou maisons de retraiteG 2 h = 63 avec contremarche inférieure ou égales à 15 cmPassage min. 1,20 m– Volées droites– Largeur 1,20 m minimum– Giron de 32 cm avec contremarche de 14,75 cm
Constructions scolairesGiron de 28 cm minimum– Volées droites– Largeur selon unités de passage et giron de 28 cm minimum– Contremarche de 16 à 17 cm
HôpitauxGiron de 28 cm minimum– Volées droites– Largeur selon unités de passages et giron de 28 cm minimum– Contremarche de 16 à 17 cm
Escaliers de secours suivant destinationPassage de 0,90 m minimum. Pour certaines destinations, le giron de 28 ou norme ERP obligatoires– Volées droites– Hélicoïdaux individuels– Hélicoïdaux monoblocs– Balancés monoblocs– Volées à quartiers tournants– Diamètre du fût selon hauteur à franchir et cage selon unités de passages et réglementation suivant type de construction
Escaliers de serviceSelon la demande du maître d’ouvrage– Volées droites– Hélicoïdaux individuels– Hélicoïdaux monoblocs– Balancés monoblocs– Volées à quartiers tournants– Passage libre selon le nombre d’unités de passages demandées
Cas particuliersSelon la demande du maître d’ouvrage et réglementation suivant la destination– Modèles spéciaux– Études spécifiques avec création des outillages– Dimensionnement selon le projet du maître d’ouvrage, avec application des réglementations suivant les destinations.

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