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Les atouts du plancher mixte pour le secteur tertiaire

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Les atouts du plancher mixte pour le secteur tertiaire

© (Doc. Cticm.)

Les nouvelles orientations des structures en acier se trouvent aujourd’hui dans les immeubles de bureaux. Dans ce domaine, les techniques « à plateau libre » apportent une réponse satisfaisante aux maîtres d’ouvrage en terme de flexibilité.

Aujourd’hui, c’est dans le tertiaire (au sens large du terme) que la structure acier ­apporte de nouvelles perspectives en adaptant les techniques déjà éprouvées pour les constructions industrielles. En effet, il s’agit de systèmes de planchers mixtes acier-béton, qui autorisent la conception de plateaux libres, de 16 à 18 m de profondeur, sans poteau intermédiaire. Cette évolution résulte d’une demande des investisseurs qui recherchent des espaces modulables à volonté. Pour Daniel Bitar, chef de projet au Cticm (1), « il s’agit là d’une évolution importante qui a l’avantage de ne pas proposer de solutions figées ». Ce système optimise l’élément structurel par des planchers minces. Et le passage des réseaux dans des poutres alvéolaires augmente la flexibilité dans le plénum. Les industriels donnent, par exemple, un taux d’occupation d’une personne pour 8 à 12 m2, contre 15 à 20 m2 dans un immeuble traditionnel. De même, il est possible d’optimiser les hauteurs de plancher et de gagner un étage. Par exemple, pour une construction acier d’une portée de 12 m, il est possible de réduire d’au moins 17 cm l’épaisseur structurelle totale, par rapport à une solution béton d’une portée identique. Ainsi, la hauteur d’étage passe de 3,70 à 3,58 m dans le même gabarit maximisant ainsi la hauteur libre. À l’inverse, la faible épaisseur de la dalle mixte permet d’augmenter la hauteur libre à l’intérieur d’un plateau. Celle-ci est souvent arrêtée en fonction de la hauteur totale autorisée pour un bâtiment, dans un contexte donné.

Pour une bonne atténuation acoustique

Ces solutions associent des poutrelles alvéolées, reliées à une dalle béton sur un bac collaborant par le biais de connecteurs goujons soudés. Cette connexion métallique renforce la rigidité de l’élément acier de trois à quatre fois et réduit les déformations, tout en combinant entre elles les performances des poutres et de la dalle. Cet ensemble, qui allège considérablement la structure, favorise l’intégration de tous les éléments techniques dans le faux plafond. Les quantités d’acier sont limitées dans la mesure où la dalle béton fait office de semelle supérieure pour la poutre en acier. Ce type de système ne nuit pas aux performances acoustiques. Au contraire, les mesures montrent qu’avec une dalle de 12 cm d’épaisseur sur un bac collaborant avec faux plancher et faux plafond classique, l’atténuation acoustique verticale entre deux étages est en moyenne de 50 dBA (2). Ces poutres ne sont pas seulement utilisées en plancher, elles peuvent l’être aussi en couverture ou en façade, la taille des ouvertures pouvant s’adapter à la hauteur totale. Des solutions adaptables également dans d’autres domaines (par exemple, les parkings). Comme dans les bureaux, la mixité acier béton apporte au maître d’ouvrage de grandes possibilités d’aménagement. La tenue au feu « sans flocage, n’étant plus une difficulté dans les parkings avec les aciers modernes nuances S355 et plus », conclut Daniel Bitar. Ainsi de la charpente la plus simple à la plus complexe, les structures acier n’ont plus rien à prouver lorsqu’il s’agit cette fois de bâtiments agricoles ou industriels. Dernier exemple en date, les futurs ateliers de fabrication de l’Airbus A380 qui culminent à 46 m de hauteur. L’ensemble de la charpente métallique – avec des fermes convexes de plus de 115 m de portée – est constitué d’un assemblage de poutres treillis caissons et simples, reliées par des pannes treillis principales (3).

Une maîtrise possible grâce à l’industrialisation

Une construction inhabituelle dans ces dimensions, mais qui montre à quel point les structures acier sont aptes à répondre à des exigences de portées exceptionnelles. Cette réalisation n’aurait pas été envisageable sans une solide maîtrise des assemblages. Une maîtrise rendue possible par l’évolution de l’industrialisation notamment avec l’arrivée dans les années 90 de nouvelles générations de machines de coupe à commande numérique. Ces dernières offrent une plus grande précision, le développement de nouveaux modes d’assemblage et un abaissement significatif des coûts. Ces assemblages par boulons à précontrainte calibrés (boulons TC) s’affranchissent notamment des problèmes de jeux. Certains d’entre eux, mis en œuvre à l’aide d’un outil hydraulique spécial, sont composés d’une tige filetée et d’une bague jouant le rôle d’écrou. D’autres, boulons à haute limite d’élasticité, sont serrés avec un pistolet indicateur de la précontrainte par lecture du moment de coupe. Cette précontrainte peut également être réalisée par des fusibles qui « sautent » lorsqu’elle est atteinte. Ces applications sont adaptées à tout type de bâtiment, y compris du secteur tertiaire.

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