4. ET LOGEMENT
BÉTON
• Ce que l’on attend d’un bâtiment :
– La stabilité et la résistance mécanique,
– L’isolation thermique,
– L’isolation acoustique,
– L’accessibilité,
– La protection parasismique,
– Le respect de l’environnement,
– La résistance au feu.
Systèmes constructifs et
choix des produits
Introduction
5. ET LOGEMENT
BÉTON
MURS ET CLOISONSMURS ET CLOISONS
1. Produits de
maçonnerie
2. Composants pour
murs
AUTRES COMPOSANTSAUTRES COMPOSANTS
POUR LE BÂTIMENTPOUR LE BÂTIMENT
3. Conduits aérauliques et
gaines en béton
4. Tuiles en béton
5. Escaliers
6. Éléments de structures
Les produits pour le bâtiment
Systèmes constructifs et
choix des produits
6. ET LOGEMENT
BÉTON
MURS ET CLOISONSMURS ET CLOISONS
1. Produits de
maçonnerie
2. Composants pour
murs
AUTRES COMPOSANTSAUTRES COMPOSANTS
POUR LE BÂTIMENTPOUR LE BÂTIMENT
3. Conduits aérauliques et
gaines en béton
4. Tuiles en béton
5. Escaliers
6. Éléments de structures
Systèmes constructifs et
choix des produits
Les produits pour le bâtiment
7. ET LOGEMENT
BÉTON
MURS ET CLOISONSMURS ET CLOISONS
1. Produits de
maçonnerie
2. Composants pour
murs
AUTRES COMPOSANTSAUTRES COMPOSANTS
POUR LE BÂTIMENTPOUR LE BÂTIMENT
3. Conduits aérauliques et
gaines en béton
4. Tuiles en béton
5. Escaliers
6. Éléments de structures
Systèmes constructifs et
choix des produits
Les produits pour le bâtiment
8. ET LOGEMENT
BÉTON
PRODUITS POUR PLANCHERSPRODUITS POUR PLANCHERS
1. Éléments pour planchers à poutrelles
2. Grands éléments de planchers
Systèmes constructifs et
choix des produits
Les produits pour le bâtiment
9. ET LOGEMENT
BÉTON
PRODUITS POUR PLANCHERSPRODUITS POUR PLANCHERS
1. Éléments pour planchers à poutrelles
2. Grands éléments de planchers
Systèmes constructifs et
choix des produits
Les produits pour le bâtiment
11. ET LOGEMENT
BÉTON
• Il existe 2 grandes familles de produits Préfabriqués:
– Les éléments de maçonnerie
– Les panneaux de façade
• Chacune d’entre elles permettent de répondre à des exigences
spécifiques
Les murs
Les produits
12. ET LOGEMENT
BÉTON
La maçonnerie
• Il s’agit du mode constructif le plus ancien, mais qui a connut
de nombreuses évolutions ces dernières années
• Ce système constructif reste utilisé dans plus de 90 % des
maisons individuelles en France
• Les principaux avantages sont :
– La facilité de la mise en œuvre
– Sa grande résistance mécanique
Les murs
13. ET LOGEMENT
BÉTON
• Normes sur les produits
– NF EN 771-3 Compil Blocs en béton à enduire et apparents
– NF EN 771-3/CN Complément national à la NF EN 771-3
– NF EN 771-4 Compil Blocs en béton cellulaire
– NF EN 771-4/CN Complément national à la NF EN 771-4
– NF EN 771-5 Compil Blocs en pierre reconstituée
– NF EN 771-5/CN Complément national à la NF EN 771-5
• Normes de conception et de mise en œuvre
– DTU 20.1 Ouvrages en maçonnerie de petits éléments
– Eurocode 6 (NF EN 1996) : calcul des ouvrages en maçonnerie
Les murs
La maçonnerie : les textes de référence
14. ET LOGEMENT
BÉTON
Un système complet
Chaînage horizontal
Blocs creux
Planelle
Linteau
Chaînage vertical
Appui de fenêtre
Blocs d’angle
Et aussi
Blocs pleins
Blocs perforés
Blocs coffrage
Blocs de parement
Blocs d’about
Bloc d’angle
Bloc linteau
Planelle
Les murs
15. ET LOGEMENT
BÉTON
Les règles de mise en œuvre
• La conception des ouvrages en maçonnerie est actuellement
régie par le DTU 20.1
• Ce DTU a et va encore évoluer dans l’avenir avec l’arrivée des
normes européennes (Eurocodes, normes produits), ainsi :
– La pose collée a été introduite dans la dernière version,
– Les blocs de coffrage vont être prochainement intégrés,
– La partie dimensionnement du DTU devra être conforme à
l’Eurocode 6.
Les murs
16. ET LOGEMENT
BÉTON
Maçonnerie à joints minces
• Le nouveau DTU 20.1 introduit la pose collée comme technique
traditionnelle.
• Il définit les règles de mise en œuvre qui lui sont propres.
• Les caractéristiques des blocs pour la pose à joints minces sont
à faibles tolérances dimensionnelles.
– Ils doivent être de classe :
D3 (blocs calibrés)
D4 (blocs rectifiés)
Les murs
17. ET LOGEMENT
BÉTON
Le mortier pour joints minces est doit être sous avis technique ou DTA
• 2 outils d’application existent :
– La pelle crantée (pour les blocs calibrés)
– Le rouleau (pour les blocs rectifiés)
Les murs
Maçonnerie à joints minces
18. ET LOGEMENT
BÉTON
• La maçonnerie à joints minces permet :
– De diminuer le temps de mise en œuvre,
– De diminuer les consommations d’eau sur chantier,
– De diminuer les nuisances sonores lors de l’exécution.
• La maçonnerie à joints minces entre parfaitement dans la
démarche de développement durable et de respect de
l’environnement.
Les murs
Maçonnerie à joints minces
19. ET LOGEMENT
BÉTON
Maçonnerie de blocs de coffrage (Blocs à bancher)
• Les blocs coffrage sont constitués de 2 parois servant de coffrage et
reliées entre elles par des entretoises
• Ils sont montés à sec ou maçonnés au mortier
• La partie centrale est remplie sur site d’un béton fluide
Les murs
21. ET LOGEMENT
BÉTON
Maçonnerie de blocs de coffrage
• La résistance des murs de blocs de coffrage est déterminée selon le
DTU 23.1 (murs en béton banché).
• Ces murs ont une importante résistance à la compression et à la
flexion.
• Ils sont donc très utilisés en soubassement.
Les murs
22. ET LOGEMENT
BÉTON
Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie
Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie
Donne les méthodes de calcul des bâtiments en maçonnerie.
Précise quelques dispositions de mise en œuvre.
Les murs
23. ET LOGEMENT
BÉTON
• NF EN 1996-1-1 : Mars 2006 + AN
Partie 1-1 : règles générales pour ouvrages en maçonnerie armée et non
armée
• NF EN 1996-1-2 : Septembre 2006 + AN
Partie 1-2 : règles générales - Calcul du comportement au feu
• NF EN 1996-2 : Juin 2006 + AN
Partie 2 : conception, choix des matériaux et mise en oeuvre des
maçonneries
• NF EN 1996-3 : Juin 2006 + AN
Partie 3 : méthodes de calcul simplifiées pour les ouvrages de maçonnerie
non armée
Les murs
Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie
24. ET LOGEMENT
BÉTON
L’Eurocode 6 classe les blocs en plusieurs groupes selon leurs
caractéristiques géométriques
Groupe 3 Groupe 1
Blocs creux Blocs pleins ou perforés
Les murs
Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie
25. ET LOGEMENT
BÉTON
Résistance du bloc
fb
Résistance du mortier
fm
Résistance du mur
fk
Résistance de calcul
du mur
fd
Coefficient de sécurité
γM
Les murs
Eurocode 6 : Résistance à la compression
26. ET LOGEMENT
BÉTON
Résistance à la compression des blocs
– Résistance déclarée à la compression : Différences entre résistance
caractéristique garantie à 95 % Rc et Résistance moyenne Rm
• Les produits en béton
déclarent une
résistance
caractéristique Rc
•Les autres matériaux
déclarent une
résistance moyenne Rm
Le facteur de passage de Rc
à Rm est fixé à 1,18 pour les
blocs en béton
Les murs
27. ET LOGEMENT
BÉTON
– Exemple avec un élément de dimensions (longueur x
largeur x hauteur) 500 x 200 x 200 mm :
Élément en béton de granulats courants de résistance
déclarée Rc = 4 MPa,
On obtient fb = Rc x δ x β x χ = 4 x 1,15 x 1,18 x 1
Élément en terre cuite de même dimensions et de résistance moyenne
déclarée Rm = 4 MPa,
On obtient fb = Rm x δ x χ = 4 x 1,15 x 1
Élément en béton cellulaire de même dimensions et de résistance moyenne
déclarée Rm = 4 MPa,
On obtient fb = Rc x δ x β x χ = 4 x 1 x 1,18 x 0,80
fb = 5,43 MPa
fb = 4,60 MPa
fb = 3,78 MPa
Les murs
Résistance à la compression des blocs
28. ET LOGEMENT
BÉTON
Propriétés mécaniques de la maçonnerie
– Résistance caractéristique à la compression fk
3,07,0
mbk ffKf ××=
Où : K est le facteur de forme (tableau)
fb
est la résistance moyenne normalisée
à la compression des blocs,
fm
est la résistance caractéristique à la compression du mortier (limitée à 2 x fb),
Eléments de maçonnerie Joints épais Joints minces
Groupe 1 (pleins
et perforés)
0,55 0,80Béton de
granulats
courants Groupe 3 (creux) 0,40 0,50
85,0
bk fKf ×=
Joints épais Joints minces
– Résistance de calcul à la compression fd :
M
k
d
f
f
γ
=
Où : γM est le coefficient partiel de sécurité de la maçonnerie.
Les murs
29. ET LOGEMENT
BÉTON
Exemple de valeurs de résistance à la compression avec des
éléments de dimensions 500 x 200 x 200 mm et mortier pour
joints épais fm = 10 MPa :
fk
dénomination fb Joints épais Joints minces
B 80 10,86 5,83 6,07
B 120 16,28 7,74 8,57groupe 1
B 160 21,71 9,46 10,95
B 40 5,43 2,61 2,11
B 60 8,14 3,46 2,97
béton de
granulats
courants
groupe 3
B 80 10,86 4,24 3,80
B 30 3,26 2,21 2,18béton
cellulaire
groupe 1
B 40 5,43 3,59 3,37
B 80 9,20 5,19 4,95
B 120 13,80 6,89 6,98groupe 1
B 160 18,40 8,43 8,92
Terre-cuite
Les murs
Eurocode 6 : Résistance à la compression
30. ET LOGEMENT
BÉTON
Coefficient de sécurité γM
Le coefficient de sécurité de la maçonnerie γM dépend de :
du niveau de contrôle de l’exécution sur chantier (IL1, 2 ou 3),
de la catégorie des éléments (catégorie I ou II) (les blocs NF sont
de catégorie I),
si le calcul est effectué pour une situation courante d’utilisation ou
en situation sismique.
Les murs
31. ET LOGEMENT
BÉTON
Niveaux de contrôle
Niveaux de contrôle Caractéristiques Exigences
IL1 Contrôle normal Auto-contrôle
IL2 Contrôle normal
Contrôle conforme aux procédures de
l'organisme
IL3 Contrôle étendu Contrôle par tierce partie
Il existe 3 niveaux de contrôle.
Ils dépendent de la gestion de la qualité et de vérification de la mise en
œuvre sur chantier.
Dans le cas de contrats de Conception-Construction, le concepteur peut
être considéré comme une personne indépendante pour les besoins de
surveillance des travaux.
Les murs
32. ET LOGEMENT
BÉTON
Le coefficient de sécurité γM dépend de la catégorie des
matériaux utilisés (catégorie I ou II et du mortier), mais aussi du
niveau de contrôle de la mise en œuvre.
γm
Niveaux de
contrôle
Maçonnerie constituée de :
IL3 IL2 IL1
Eléments de Catégorie I, mortier performanciel 1,5 2,0 2,5
Eléments de Catégorie I, mortier de recette 1,7 2,2 2,7
Eléments de Catégorie II, tout mortier 2,5 3,0 3,5
Les murs
Coefficient de sécurité γM
33. ET LOGEMENT
BÉTON
Panneaux de façade
Les panneaux de façade permettent :
– D’offrir au concepteur une large palette de couleurs et de
textures, à la fois élément de structure et élément plastique, et
de traduire en volumes simples ou complexes la pensée de
l’architecte.
– De garantir la qualité de l’ouvrage et l’homogénéité des
parements grâce à la préfabrication.
Les murs
34. ET LOGEMENT
BÉTON
De nombreux aspects de surface peuvent être obtenus soit par :
– les empreintes du moule,
– les traitements de finition après démoulage.
Les murs
Panneaux de façade
35. ET LOGEMENT
BÉTON
On distingue principalement 3 fonctions mécaniques possibles :
Elément porteur Elément
autoporteur
Elément
suspendu
Les murs
Panneaux de façade
36. ET LOGEMENT
BÉTON
• L’organisation générale des
liaisons et leur choix doivent
faire l’objet d’une étude
mécanique prenant en compte
les différentes phases de
réalisation et d’utilisation de
l’édifice.
Les murs
Panneaux de façade
39. ET LOGEMENT
BÉTON
• Il existe 4 familles de planchers
Plancher sous-toiture
Plancher sous comble
Plancher d’étage
(plancher
intermédiaire)
Plancher bas (sur
sous-sol ou vide
sanitaire)
Les planchers
Les produits
40. ET LOGEMENT
BÉTON
• Les planchers à poutrelles et entrevous sont utilisés dans 80 % des
maisons individuelles.
• En petits collectifs, les planchers à prédalles sont majoritaires.
• Les dalles alvéolées sont principalement employées pour les
bâtiments industriels et les bureaux.
Les planchers
Les produits
42. ET LOGEMENT
BÉTON
Planchers : textes de référence
• Normes sur les produits :
– NF EN 1168 Dalles alvéolées.
– NF EN 13747 Prédalles.
– prEN 15037-1 Poutrelles.
– prEN 15037-2 Entrevous en béton.
• Normes de conception et de mise en œuvre :
– DTU 23.2 Planchers de dalles alvéolées sorti en août 2008
– DTU 23.4 Planchers à prédalles à paraître courant 2009
– DTU 23.5 Planchers à poutrelles et entrevous prévu en 2011
– Eurocode 2 (NF EN 1992) : calcul des ouvrages en béton armé et précontraint
Les planchers
45. ET LOGEMENT
BÉTON
• Nouveauté positive de la RT 2005 : Renforcement des exigences
d’isolation de 20 % des liaisons entre planchers et murs extérieurs.
Les planchers
Planchers à poutrelles
46. ET LOGEMENT
BÉTON
2 Étayer
(si précisé sur le plan de pose)
sans forcer les poutrelles
conformément aux indications
du bureau d’études du fabricant.
3 Poser les entrevous
4 Mettre en place les armatures
courantes et celles du chevêtre
s’il y a lieu.
5 Bétonner la dalle de compression en
évitant les masses ponctuelles.
Béton de granulométrie courante 15 mm.
Résistance béton à 28 jours = 25 MPa
6 Attendre au moins trois
semaines avant de retirer
les étais.
1 Mettre en place les
poutrelles,
un entrevous à chaque
extrémité posé non serré
pour conserver le bon
écartement.
Des entrevous borgnes
jouxtent les chaînages.
• Les 6 étapes
de la réalisation
d’un plancher
à poutrelles et
entrevous
(pose avec étais)
Les planchers
Planchers à poutrelles
47. ET LOGEMENT
BÉTON
• Dispositions constructives minimales (hors zones sismiques)
Longueur d’appui des poutrelles
Au moins 5 cm sur chacun des murs en
maçonnerie.
2 cm sur les poutres préfabriquées.
About et rives de planchers
Une planelle scellée de
5 cm d’épaisseur réduit les risques de
fissuration de l’enduit extérieur.
Avantage : elle sert de coffrage au
chaînage.
Chapeaux en rive et sur appui
intermédiaire
Armature HA8.
Les planchers
Planchers à poutrelles
48. ET LOGEMENT
BÉTON
• Dispositions constructives minimales (hors zones sismiques)
(suite)
Dalles de compression
4 à 5 cm d’épaisseur mini au dessus
des entrevous et 3 cm au-dessus des
poutrelles. Armatures : les fils porteurs
du treillis sont placés
perpendiculairement aux poutrelles.
Chaînages horizontaux
Ils comportent une armature de renfort
de section mini
1,5 cm2
, soit en pratique
2 aciers HA10 (ou 3 HA8).
Les planchers
Planchers à poutrelles
Les produits de maçonnerie représentent la moitié de la production de l’Industrie du Béton (IB)
Plus de 70 % des maisons individuelles construites en France le sont avec des blocs en béton
CN : Complément National
Une nouvelle version du DTU 20.1 (qui traite des murs de maçonnerie de petits éléments) est sortie en octobre 2008. Elle intègre les normes produits européennes (les normes NF EN 771). Cette révision a également été l’occasion d’introduire la pose à joints minces.
La à joints minces des blocs en béton existe depuis le début des années 90 avec la réalisation de chantiers expérimentaux à Reims en 1992. La technique de la pose collée nécessite l’emploi de blocs à tolérances réduites (D3 ou D4). Les tolérances dimensionnelles sont inférieures à 1 mm.
On estime à 30 % le temps de mise en œuvre économisé.
Le béton de remplissage doit être de classe d’affaissement S4 pour les blocs à enduire et S3 pour ceux destinés à rester apparents.
Les annexes nationales (AN) des Eurocode 6 parties 1-2 et 2 ont été publiées en 2008. Les deux autres le seront en 2009.
L’Eurocode 6 partie 1.1 définit 4 groupes. Basés sur des caractéristiques géométriques (taille et volume des alvéoles, épaisseur des parois, …), les groupes permettent de déterminer le comportement mécanique de la maçonnerie. Les blocs en béton sont principalement du groupe 1 (éléments creux ou perforés) ou 3 (éléments creux).
La résistance de calcul à la compression du mur de maçonnerie, notée fd, est obtenue en divisant la résistance caractéristique à la compression fk par le coefficient de sécurité de la maçonnerie γ m. La résistance fk est obtenue à partir de la résistance moyenne normalisée du bloc, fb (différente de la résistance déclarée) et de la résistance du mortier fm. Pour obtenir la résistance de calcul d’un mur, il faut ensuite multiplier fd par un coefficient de pondération Φ, permettant de tenir compte de l’élancement du mur et de l’excentricité des charges (Φ < 1). Dans le DTU actuel, la résistance de calcul du mur est obtenue directement en divisant la résistance déclarée du bloc par un coefficient global de sécurité N. Ce coefficient, pour les blocs en béton, était de 6 pour un chargement centré et de 8 pour un chargement excentré.
Les produits en béton déclarent une résistance caractéristique garantie à 95 %. L’Eurocode 6 est basé sur une résistance moyenne. Il a donc été introduit dans l’annexe nationale de l’Eurocode 6 partie 1.1 une facteur β permettant de passer de la résistance caractéristique à la résistance moyenne. Ce coefficient β a été fixé à 1,18 pour les blocs en béton.
La résistance moyenne normalisée des blocs fb est obtenue par les formules suivantes : Pour les blocs en béton fb = Rc * β * δ * χ Rc est la résistance déclarée (Rc = 4 pour un B40) β = 1.18 coefficient de passage de la résistance caractéristique à la résistance moyenne (pour les blocs en béton uniquement, les autres matériaux déclarent une résistance moyenne) δ Coefficient de forme (1.15 pour un bloc de dimensions 20*20*50) (donné par la NF EN 772-1). Il est de 1 pour les blocs en béton cellulaire autoclavé Χ coefficient de conditionnement (0,8 pour les blocs en béton cellulaire autoclavé et 1 pour les autres blocs en béton)
Formules permettant d’obtenir la résistance caractéristique à la compression de la maçonnerie fk et la résistance de calcul fd
Il est important de se souvenir que la résistance déclarée ne correspond pas à la résistance moyenne normalisée fb utilisée dans l’Eurocode 6.
Ces valeurs devront être confirmées lors de la publication de l’AN de l’Eurocode 6 partie 1.1. L’emploi de produits certifiés et une mise en œuvre contrôlée permettent de réduire le coefficient de sécurité γm.
La portée des planchers à poutrelles est de l’ordre de 4 à 5 m. Pour les planchers à prédalles, la portée peut aller à 6 m et pour les planchers à dalles alvéolées, il est possible d’atteindre les 10 à 12 m (8 à 10 m en général).
1 exemple de plancher à poutrelles (en haut à gauche) et de 2 planchers à dalles alvéolées.
prEn signifie que la norme n’est pas encore publiée et qu’elle est encore en phase provisoire.
La liaison entre le plancher et le mur est à l’origine de déperditions thermiques. Il est possible de réduire ce pont thermique en plaçant un isolant, coupant totalement ou non la dalle de compression du plancher. Pour être efficace, l’isolant au niveau du plancher doit être dans la continuité de l’isolation de la paroi.