Les planchers mixtes bois-béton dans le neuf et en rénovation

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Rénovation -Dispositifs de répartition des efforts en tête d’étais et étaiement triangulé (les solives du niveau inférieur peuvent reprendre l’effort tranchant, mais non la flexion)

Les recommandations professionnelles Rage « Mise en œuvre et isolation des planchers mixtes bois-béton », pour le neuf et la rénovation, se déclinent dans deux fascicules publiés en mars. Elles portent sur des procédés qui n’ont jusqu’à présent fait l’objet d’aucune publication globale, mais de prescriptions particulières accompagnant les procédures d’évaluation. Dans l’esprit du programme, ces documents sont d’abord conçus pour traiter de la mise en œuvre. Mais ils vont bien au-delà de ce seul domaine, comme l’explique Rodolphe Maufront, responsable technique charpente-construction bois de l’Union des métiers du bois de la Fédération française du bâtiment, qui en a copiloté la rédaction.

Qu’appelle-t-on les « planchers mixtes bois-béton » ?

Il s’agit de poutres en bois et d’une dalle de béton intimement solidarisés par des séries de connecteurs de types très variables qui constituent un ouvrage unique aux qualités de portance, d’inertie thermique, d’isolation acoustique, voire de résistance au feu, particulièrement intéressantes. Ces ouvrages sont réalisables en construction neuve comme en rénovation. Dans ce dernier cas, d’ailleurs, ils permettent le maintien des poutres d’origine, dès lors que leur conservation et leurs caractéristiques ont été vérifiées pour cet usage. Cela s’avère avantageux dans les situations de nécessité de conservation historique ou, pour des raisons plus physiques, parce qu’ils butonnent les murs anciens.
L’ensemble solidarisé par les connecteurs se comporte comme un ouvrage à membrure basse (les poutres de bois) et haute (la dalle de béton). Il ne faut surtout pas confondre les planchers mixtes bois-béton avec les chapes et dalles rapportées sur des planchers en bois (*). Les premiers créent une section unique, les seconds consistent à superposer des ouvrages dont le comportement est très différent. Ces derniers ont également fait l’objet de recommandations Rage.

Des textes régissent-ils la conception et la réalisation de ces planchers mixtes ?

Pas pour l’alliance bois-béton, contrairement à celle métal-béton, traitée dans l’Eurocode 4. Les solutions, dont certaines existent depuis plusieurs dizaines d’années, sont propriétaires et ont tendance à être de plus en plus exploitées. Il était donc utile d’avancer dans la constitution d’un cadre mieux défini.
Pour autant, même si elles constituent le premier texte général sur le sujet, ces recommandations ne traitent pas de la totalité du sujet ; par exemple, tous les types de connecteurs ne sont pas mentionnés. Elles visent la diffusion de prescriptions génériques prenant en compte les exigences de la RT 2012, dont l’application peut d’ailleurs être étendue à des procédés plus récents comme les planchers en CLT couplés à des dalles de béton.
Les recommandations visent d’abord les entreprises, mais elles apportent des compléments importants utiles à la maîtrise d’ouvrage et à la maîtrise d’œuvre, notamment les éléments de dimensionnement. Elles comportent trois données fortes : le dimensionnement ; le diagnostic et la préparation ; enfin, le phasage des travaux. Certaines de ces étapes sont en effet stratégiques, surtout en rénovation. Les recommandations insistent sur les interfaces entre corps d’états. À titre d’exemple, en annexe, une attestation de bon dimensionnement du plancher permet au charpentier de partir sur des bases solides pour confirmer la charge admissible du solivage.

Des règles de moyens sont-elles proposées ?

Non. Mais la méthode de dimensionnement est donnée, car chaque chantier doit faire l’objet d’une étude spécifique, même dans le neuf. Ne serait-ce que parce qu’il existe un nombre élevé de types de connecteurs et que les recommandations, bien qu’elles en présentent un large éventail, ne couvrent pas la totalité.
Le bureau d’études qui étudie l’ouvrage raisonne sur l’ouvrage complet (mixte) et précise les performances attendues de la poutre en bois. Il s’appuie sur une méthode générique, proposée dans les recommandations. Mais, pour chaque solution de connecteur choisie, vient un calcul spécifique.
En outre, cette variété de connecteurs ne permet pas de définir des comportements modèles de tenue au feu. Sur cet aspect, il est donc nécessaire, soit de recourir à des essais pour caractériser le comportement de chaque modèle, soit de surdimensionner, en considérant les deux parties de façon séparée. Une recherche dont l’objet est justement de mettre au point une solution généralisable pour la tenue au feu est en cours. Elle pourrait, à terme, être intégrée dans un projet d’Eurocode bois-béton.

Existe-t-il des prescriptions particulières pour la dalle ?

La dalle en béton est un ouvrage très traditionnel, sans particularité notable. Néanmoins, il faut signaler les prescriptions au regard du risque sismique qui conduisent à connecter la dalle aux murs porteurs. En effet, en comportement courant, les efforts subis par l’ouvrage mixte sont essentiellement verticaux. En cas de séisme, ils deviennent horizontaux. Il convient alors de reconstituer une poutre horizontale. Assurant une fonction de diaphragme, l’ouvrage « peut être considéré comme une poutre courte horizontale qui aurait une section en I », comme le précisent les recommandations. Dans le chapitre 7.6.5 sont présentées des solutions génériques de liaison.

Le cas de la rénovation apparaît plus complexe. Le confirmez-vous ?

En effet, la rénovation se révèle plus complexe puisque l’on a affaire à des ouvrages anciens dont il faut d’abord vérifier l’état. Cette opération n’est d’ailleurs pas toujours facile, surtout lorsque les poutres et les planchers sont encore cachés, soit par du plâtre, soit par des revêtements. Il est préconisé que des vérifications ultérieures viennent compléter les premières évaluations.
La détermination de la classe mécanique des poutres, comme l’état sanitaire ou l’état des appuis, est assurée par l’entreprise. Elle repose notamment sur la méthode visuelle de la norme NF B 52 001 relative aux règles d’utilisation du bois dans les constructions. Si la poutre ne correspond pas aux exigences, il est nécessaire de la changer ou de la renforcer. Les recommandations énoncent plusieurs solutions de réparation.
C’est la première fois qu’une méthode de diagnostic est présentée de façon aussi complète et didactique, sous la forme d’un tableau rappelant ce qu’il faut faire, par qui et, point également important, à qui transmettre les informations. Il s’agit en fait d’un recueil assez complet de bonnes pratiques associé à toutes les données nécessaires à une conduite efficace des opérations.
Le texte insiste sur la vérification des appuis. Et s’intéresse aussi à la possibilité de réaliser un ouvrage où la poutre n’en aurait plus : sans contact avec le mur, elle participe pourtant (et c’est l’intérêt de ce procédé) à la rigidité et à la résistance de l’ensemble.

L’isolation thermique est-elle abordée ?

Bien sûr, un chapitre lui est consacré. Sont notamment données des valeurs de ponts thermiques pour servir de base aux calculs. Enfin, des aspects de mise en œuvre sont évoqués. Par exemple l’étaiement, afin d’éviter des appuis sur des ouvrages eux-mêmes à étayer (comme les planchers inférieurs et pour suggérer un report des efforts sur les murs).

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