Structure

A partir d'une ossature poteaux-poutres, les solutions de planchers exploitent les capacités de matériaux différents qu'il faut associer au mieux pour répondre aux contraintes du projet.
En terme de géométrie, les poutres de l'ossature pourront être incorporées ou non à la dalle béton.
Guidées par de nombreux critères, ces orientations influent dès la conception sur la composition de l'ossature comme du plancher, chaque solution amenant son lot de contraintes et d'atouts.

Pour l'application à des bâtiments à usage résidentiel, le référentiel PRISM2 retient deux grandes familles de solutions :
• les planchers en béton coulé sur bacs métalliques nervurés,
• les planchers en béton, avec ou sans prédalles.
Applicables dans ces deux grandes familles, les procédés de dalle mixte seront évoqués. Ils proposent d'autres performances nécessitant des aménagements de conception et peuvent s'intégrer à des projets neufs comme à la réhabilitation.

Par ailleurs, la recherche permanente de solutions nouvelles, performantes et économiques a permis le développement de techniques de plancher sans béton. Ces techniques à base d'éléments minces en acier, de bois et de matériaux de synthèse permettent de réaliser des planchers de poids surfacique très faible. Connues sous le nom générique de planchers secs, ils seront abordés au travers de l'exemple du plancher collaborant interactif sec (PCIS), fruit de la collaboration entre Haironville, Isover et Lafarge Plâtres.

Chaque solution fait l'objet d'une présentation technico-économique autour des critères suivants :
• gamme d'emploi (type de construction, portée, hauteur de plancher, intégration des servitudes),
• performances de base (résistance, isolation thermique, isolation acoustique, incendie),
• mise en œuvre (disponibilité des produits, procédures, entreprises),
• notions de coûts et éléments d'analyse,
• points particuliers et dispositions diverses.

Cette analyse est effectuée à la lumière des textes de référence réglementaires, législatifs et normatifs européens et français, ainsi qu'aux avis techniques des produits.
Pour un bâtiment de logements, les hauteurs libres étant souvent proches de 2,5 m, l'épaisseur du plancher est déterminante car elle influe directement sur la hauteur totale du bâtiment.

Fonction du plancher

Les planchers permettent le franchissement entre files porteuses et participent à la reprise des efforts horizontaux.
Pour transmettre les efforts horizontaux aux éléments verticaux, le plancher doit être capable d'agir comme un diaphragme. Les planchers réalisés à l'aide de béton coulé sur bacs acier ou sur prédalles remplissent ces fonctions.

Composition type
Un plancher se compose des éléments suivants :
• Revêtement de sol.
• Dalle : dalle en béton coulé sur bac nervuré en acier, collaborant ou non (coffrage perdu), dalle en béton armé, éventuellement sur prédalle industrialisée platelage léger en panneaux de particules posés sur bande ou sur plots.
• Plafond suspendu ou rapporté. Cet élément permet de compléter l'isolation acoustique, d'améliorer la performance au feu ou de constituer un écran.

Exigences pour les logements

• Charges supportées : charges d'exploitation pour les logements fixées à 150 daN/m².
Les textes : NF P 06-001, règles CM 66, Eurocodes 3 et 4.

• Performances au feu :
2e famille : Planchers CF .h
3e famille A : Planchers CF 1h
3e famille B : Planchers CF 1h
Les textes : arrêté du 31 janvier 1986, modificatif du 18 août 1986.

• Acoustique : bruits d'impact L'nT,w = 58 dB
Les textes : arrêté du 28 octobre 1994, arrêté du 30 juin 1999.

Selon sa conception, le niveau d'isolement acoustique du plancher peut être amélioré par diverses dispositions : variation des caractéristiques du plénum (nature du parement, hauteur, isolant), coupure dans la dalle béton.

Les planchers à bacs collaborants

Définie dans le cadre des Avis techniques, cette appellation désigne un plancher en béton coulé sur un profilé métallique large collaborant. Le référentiel PRISM2 présente les produits de PAB et Haironville à l'aide de fiches descriptives indiquant leurs caractéristiques et proposant une représentation graphique.

Généralités
Cette technique met en jeu les différents principes de collaboration entre la tôle et le béton. La tôle de coffrage constitue l'armature basse du plancher au moins dans la direction de la portée principale du plancher, celle des nervures du coffrage. Pour empêcher le démoulage et le glissement longitudinal de la tôle, les coffrages sont constitués de plis, de bossages et d'empreintes qui favorisent la collaboration.

Les planchers ainsi réalisés offrent une sous-face brute révélant l'aspect du métal et les nervures du profil de coffrage utilisé. Ils peuvent être associés à tous types de plafond afin de répondre aux exigences rencontrées : esthétique, thermique, acoustique et performance au feu.
C'est le cas des bâtiments à usage résidentiel qui appartiennent au domaine d'emploi des produits défini dans les Avis techniques.

Constitution
Le plancher est formé :
- d'une tôle en acier, profilée à froid et raidie longitudinalement par des nervures dont les formes et les dimensions varient selon les produits.
L'acier employé a une limite d'élasticité comprise entre 320 et 330 N/mm² et reçoit une galvanisation avec un revêtement de zinc de classification Z275, selon la norme NF P 34-310.
La tôle est proposée en plusieurs épaisseurs, couramment 75/100è ;
- d'une dalle béton, composée de sables et de granulats courants de classe P 25-0/20 ou équivalent ;
- d'aciers complémentaires : treillis soudé et aciers ronds à haute adhérence ;
- d'un revêtement de sol souple ou dur.

Épaisseur de planchers
Épaisseur minimale de plancher brut : hauteur du coffrage plus 4 à 5 cm.
Épaisseur maximale de béton : 15 cm environ au-dessus du profil (suivant Avis techniques). En terme d'épaisseur, il est bon de définir la notion de dalle pleine équivalente. Importante dans le traitement de l'acoustique, elle correspond à la différence entre l'épaisseur h du plancher et la mesure du volume des nervures creuses. Cette mesure est variable selon les produits.

Les épaisseurs possibles vont de 8 à 30 cm selon les produits et leurs applications ; les épaisseurs courantes sont comprises entre 10 et 16 cm (plancher brut, nervures comprises).

Spécificités
• Participation des planchers à la stabilité des bâtiments par la fixation des éléments dès la pose (contreventement horizontal de la structure principale par effet diaphragme),
• allégement moyen du poids propre du plancher,
• source importante d'économie de béton grâce aux vides des nervures en sous-face,
• économie d'armatures (3 à 6kg/m² de plancher).
La solidarisation de la dalle collaborante avec les poutres par la mise en œuvre de connecteurs cloués ou soudés contribue à l'économie d'acier et de béton.

Principes de mise en œuvre

Étaiement
Par principe, les coffrages collaborants ont un besoin réduit d'étaiement. Toutefois, les portées proposées ici associées à la diversité des contraintes qui conduit un projet de construction à usage d'habitations nécessitent souvent d'employer des profils de faible hauteur pour maîtriser les épaisseurs de plancher. Dans de telles situations, il faut prévoir des lignes d'étais parallèles aux appuis placées à intervalles réguliers : le milieu, le tiers ou le quart de la portée.
Imposé par les conditions d'exécution de l'ouvrage, l'étaiement est réalisé avec les éléments traditionnels pour dalle en béton armé. Afin de s'assurer du non poinçonnement de la tôle, on utilise des protections (planches ou poutres de bois) offrant une largeur minimale d'appui de 8 cm. Les étais doivent ensuite rester en place au moins 8 jours après le coulage.

Pose
Les planchers sont posés et fixés sur les poutres métalliques par des clous en acier mis en place à l'aide de pistolets et de cartouches adéquats, ou par des vis autotaraudeuses ou par des boulons.
Les tôles sont fixées seulement à leurs extrémités et non sur les appuis intermédiaires dans le cas de la continuité de la tôle.
Par mesure de sécurité, les tôles doivent être fixées au fur et à mesure de la pose, à raison de deux points de fixation au minimum par bac sur chaque appui d'extrémité. Ce nombre doit être augmenté si les sollicitations l'exigent.

Armatures complémentaires
Pour empêcher la fissuration, il est nécessaire de prévoir dans les dalles un faible treillis soudé servant à reprendre les efforts éventuels.
Des armatures en chapeau sont nécessaires pour la reprise des moments négatifs au droit des appuis intermédiaires lorsque la continuité est prise en compte ou en cas de revêtement de sol fragile. Ces armatures doivent couvrir au minimum 0,3 fois la portée, de part et d'autre de l'appui.
Des armatures supplémentaires peuvent aussi être prévues en lit inférieur pour améliorer le comportement du plancher en cas d'incendie ou pour répartir des charges poinçonnantes.

(*) la plus grande des deux valeurs (avec hc = ép. de béton de dalle au-dessus des ondes)

Coffrages de rives
Avec une ossature métallique, des cornières en tôle d'acier galvanisé sont glissées sous les bacs en rives longitudinales et transversales du plancher et clouées en même temps que les tôles.

Garnissage des joints
Dans le cas d'une pose bout à bout sur un appui, l'obturation des nervures se fait à l'aide d'une bande adhésive.
Les nervures en extrémité des bacs sont obturées par des bouchons de mousse cellulaire souple pour éviter les coulures du béton.

Bétonnage
Le coulage du béton se fait par des méthodes traditionnelles (pompe ou benne). Le déchargement du béton doit s'effectuer sur les éléments porteurs de la structure.
La surface peut recevoir tous les sols usuels ou tous les complexes d'isolation et d'étanchéité.
La sous-face brute présente l'aspect du métal, galvanisé ou pré-laqué, et révèle les nervures du profilé de coffrage mis en œuvre.

→ Présentation de la fiche produit : Haircol 59S (Haironville)