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LE BÉTON PRÉCONTRAINT

Béton précontraint

Prédalle: C’est dans les années 30 qu’Eugène FREYSSINET dégage la théorie de la précontrainte, d’abord appliquée à de grands
ouvrages, comme elle l’est
toujours, selon la technique de la « post-tension ». Cette technique se retrouve utilisée dans le monde entier (ponts, voûtes, arcs, centrales nucléaires, etc …).
Dans les années 50, l’idée de la précontrainte est appliquée aux petits éléments de bâtiment, selon la technique de la « pré-tension ». Quelle est l’idée de la précontrainte,
notamment sous la forme de la « pré-tension » ?

Partant de la notion instinctive et usuelle qui consiste à serrer fortement entre ses mains une rangée de livres pour la déplacer d’une étagère à une autre, on peut bâtir l’expérience
suivante : les livres sont remplacés par des plaques de bois, percées environ au 1/3 de leur hauteur en partant du bas.

Dans les trous ainsi ménagés, on fait passer un tendeur qu’on allonge et qu’on bloque de chaque côté de la rangée de plaques en maintenant cet allongement.

En réglant correctement l’allongement, on a créé une petite « poutre » précontrainte, qui peut supporter une charge. Si on augmente cette charge, on verra apparaître des
« fissures » dans le bas de la poutre, entre les plaques. Mais si on réallège la charge, le tendeur va ramener les plaques et
faire disparaître les « fissures ».
On a ainsi une idée schématique – du fonctionnement de la précontrainte, qui consiste à générer dans la pièce de béton une force de compression préalable à la charge, de manière à retarder l’apparition de fissures par rapport au simple béton armé.

PRÉDALLE

coffrage predalle

LA PRÉDALLE EST UN ÉLÉMENT D’UNE CHAÎNE DE QUALITÉ.

  • Le plancher à prédalles est précalculé en usine par notre bureau d’études. Chaque prédalle
    est parfaitement calculée, dessinée et définie.
  •  Les plans de pose sont traités à partir de notre programme informatique, ce qui garantit leur
    fiabilité. Le chantier est débarrassé du souci de la gestion des plans.
  •  Le produit livré, du fait de sa fabrication en usine, a une qualité constante. Sa sous-face est
    finie et régulière. Elle est prête à recevoir les finitions prévues dans le cadre du DTU 59-1
    traitant des travaux de peinture.

LA PRÉDALLE EST UN FACTEUR DÉTERMINANT DE PRODUCTIVITÉ.

  • Tous les points singuliers (trémies, ouvertures, réservations, réseaux électriques) sont traités dès la conception du produit et en quelque sorte « livrés » au chantier, débarrassant ainsi les opérateurs du souci et du risque correspondants.
  • L’organisation matérielle du chantier est considérablement améliorée : pas d’attente de produits, pas de produits stockés et encombrants, matériel allégé, nettoyage facilité.
    Le prix de revient au m2 de plancher est parfaitement maîtrisé puisqu’il ressort du contrat
    de fourniture.

LA PRÉDALLE EST UN GAGE DE SÉCURITÉ.

  • Un chantier moins encombré, un planning parfaitement respecté permettent aux opérateurs
    de se recentrer sur leurs tâches essentielles. Le chantier se trouve débarrassé de certains
    facteurs accidentogènes.
  • En plus du ferraillage déjà incorporé dans la prédalle, les plans de pose présentent en même
    temps les ferraillages complémentaires, supprimant tout risque d’erreur.
    En tant que composants fabriqués en usine, les prédalles sont soumises à
    une traçabilité parfaite.
une prédalle

FABRICATION DES PREDALLES (PRODUITS ESSENTIELS :ACIER + BÉTON)

ARMATURES DE PRÉCONTRAINTE


Ce sont des fils de 5 mm de diamètre, de haute limite élastique ; ils sont agréés par la Commission Interministérielle de la Précontrainte. Ils sont de classe 1860 Mpa et de très basse relaxation. Leur résistance garantie Frg. est de 3650 DAN.

ARMATURES DE RÉPARTITION

Elles sont réalisées en panneaux de treillis soudé ou en barres indépendantes, à haute adhérence. Elles sont posée transversalement sur les fils de précontrainte.

CROCHETS DE LEVAGE

Ils sont réalisés principalement en acier doux FeE235. Les deux brins horizontaux passent, pour des impératifs de sécurité, obligatoirement sous les fils de précontrainte. Ils sont dimensionnés en tenant compte de leur répartition dans les prédalles et des effets dynamiques tant au levage sur banc qu’en manutention sur chantier.

ARMATURES DE COUTURES

Ce sont des armatures transversales appelées ” GRECQUES “, en forme de sinusoïdes, destinées à assurer le monolithisme entre les prédalles et le béton coulé en oeuvre dans les cas de fortes charges ou sous l’effet de charges dynamiques. Ces grecques sont généralement de diamètre 5 ou 6 mm, en acier doux ou en HA, placées dans le béton des prédalles lors de la fabrication.

BÉTON DE PRÉDALLE

C’est un béton de granulats courants 5/15, dosé entre 400 et 450 kg/m3 de ciment.
A la détension des fils de précontrainte, la résistance est fonction du nombre d’armatures ; cette résistance, mesurée sur éprouvette à la compression, est au minimum de 25 Mpa. A 28 jours, la résistance caractéristique du béton est au moins de 50 Mpa.

POSE PREDALLE AVEC ÉTAI

POSE PREDALLE SANS ÉTAI

> ÉPAISSEUR DES PRÉDALLES

tableaux des portés des planchers

CAS DE TRÈS GRANDE PORTÉE AVEC UNE FILE D’ÉTAIS

Au cas où la prédalle ne peut franchir sans étai une grande portée et au cas où plusieurs files d’étais seraient difficiles à contreventer, il est possible d’utiliser une prédalle d’épaisseur moindre qui est d’abord posée SEULE SANS ETAI.

La sécurité chantier est alors vérifiée (le personnel de chantier peut se déplacer dessus) . Ensuite, un étai central est bloqué en sous-face de la prédalle, contrairement au mode habituel dans lequel les étais sont mis préalablement de niveau avec les appuis de la dalle. Le béton de deuxième phase peut alors être coulé.
Pour ce mode de pose, un calcul spécial est effectué.

Pose sans étai

PRÉDALLE FEU

L’exigence COUPE-FEU s’applique à la dalle finie de plancher.
Le DTU-FEU Béton P 92-701 et le CPT-II-Prédalle donnent les moyens de calculer la stabilité en cas d’incendie des planchers à prédalles.
Plusieurs solutions sont possibles :

CALCUL DE LA RÉSISTANCE AU FEU POUR UN PLANCHER EN APPUI LIBRE

Les prédalles standard  assurent, pour le plancher fini, la résistance au feu requise sans disposition constructive particulière, en particulier pour les degrés coupe-feu moyens ne dépassant pas une heure.

Pour des degrés coupe-feu plus élevés (2 ou 3 heures par exemple), on peut obtenir de façon économique les performances demandées :
• soit en augmentant, simultanément, l’épaisseur de la prédalle et l’enrobage des fils de précontrainte,
• soit en ajoutant quelques armatures de précontrainte,
• soit en adjoignant des armatures complémentaires DANS la
prédalle. Cette disposition facilite le travail sur chantier, mais on peut aussi, pendant la phase de chantier, poser ces armatures complémentaires sur les prédalles avant coulage.

CALCUL DE LA RÉSISTANCE AU FEU POUR UN PLANCHER EN CONTINUITÉ

Dans le cas de dalle continue, la prise en compte des moments sur appuis se révèle très avantageuse, dès lors que les armatures en chapeaux restent froides et que leur résistance n’est pas entamée.

> SOLUTION PAR LE COFFRAGE

dalle alvéolée

Si la dalle présente une épaisseur suffisante pour que les armatures en chapeaux ne risquent pas la rupture, le calcul est mené en ne prenant en compte que les charges du plancher ; il faut alors vérifier la compatibilité de la nuance des chapeaux (HA, Adx,T.S) avec l’épaisseur et les portées des dalles adjacentes à
l’appui considéré. L’article 2,2 de l’Annexe V du CPT-II, issu du DTU-FEU, donne toutes indications pour cette solution.

PRÉDALLE ACOUSTIQUE

Les dalles finies avec prédalles se comportent comme des dalles pleines de même épaisseur. La LOI DE MASSE donne l’affaiblissement acoustique en fonction de la masse des dalles.

Pour atténuer les bruits aériens et le bruit d’impact, on peut combiner l’effet de la masse des dalles avec une dalle flottante coulée sur un matériau résilient.
Un revêtement de sol posé sur une dalle de 18 cm dont les performances ΔLw sont suffisamment élevées peut suffire.
(Exemple : un revêtement de sol classé ESA3 : 17<ΔLW<21
diminuera le niveau de bruit de choc d’une dalle d’au moins
17 dB, et jusqu’à 21 dB).

Exemples :
Pour dalles de 18 : Ln = 74 dB.
Pour dalles de 18 + revêtement ESA 3 : 53 dB<Ln<57 dB

Exemple d’isolation réglementaire :

isolation règlementation

PRÉDALLE THERMIQUE

LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE D'UNE PREDALLE

Seule l’isolation thermique concerne les planchers. Au titre de ce chapitre est défini le coefficient Ubât. C’est «le coefficient moyen de déperdition par les parois et les baies du bâtiment, exprimé en W / m2 K et déterminé par la méthode de calcul Th–C».

Il se calcule comme la valeur moyenne des coefficients surfaciques et linéiques des éléments de l’enveloppe, pondérée par leurs surfaces ou leurs linéaires correspondants.

Par exemple, le coefficient Ubât de référence concernant les planchers bas est de 0,36 en zone climatique H1 et H2 et 0,43 en zone H3. Appliqué à un bâtiment donné, ce coefficient sera multiplié par la surface réelle des planchers bas.

Le coefficient appliqué pour le linéaire de la liaison périphérique des planchers bas avec un mur est de
0,50, qui sera multiplié par ce linéaire.

LE CONFORT D’ÉTÉ

Selon les mêmes principes que pour les déperditions
d’énergie, est édictée la deuxième condition permettant à un bâtiment d’être considéré comme conforme :
Dans un bâtiment non climatisé, la température intérieure conventionnelle (Tic) doit être
inférieure ou égale à la température intérieure conventionnelle de référence (notée Ticréf).
C’est également le titre II de l’arrêté qui détermine pour le confort d’été les caractéristiques de référence.

« LES GARDE-FOUS »

Des performances minimales sont par ailleurs requises :
Les caractéristiques de l’isolation thermique des parois, des baies, des équipements de chauffage, de ventilation, d’eau chaude sanitaire, de climatisation, d’éclairage et des protections solaires sont au moins égales aux caractéristiques thermiques minimales définies au titre III de l’arrêté.

Concernant l’isolation thermique, il est précisé que chaque paroi donnant sur l’extérieur, un vide sanitaire, un parking collectif, un comble ou le sol, doit présenter une isolation minimale, exprimée en coefficient de transmission thermique U (en W / m2 K). Ainsi le coefficient Up maximal déterminé pour un plancher
bas donnant sur vide sanitaire est de 0,43.

 Pour un plancher sous combles, il est de 0,30, etc. De même il est précisé que les ponts thermiques dûs à la liaison de deux parois dont l’une au moins est en contact avec l’extérieur, mesurés par le coefficient de transmission thermique linéique ψ, ne doivent pas dépasser les valeurs garde fous suivantes :

Pour les maisons individuelles 0.99 W / mK Pour les autres bâtiments d’habitation 1.10 W / mK Pour les bâtiments tertiaires(à partir du 01/01/04) 1.35 W / mK

PLAN DE POSE DES PREDALLES

plan de pose prédalle
acier prédalle

MISE EN OEUVRE PREDALLE

  • Les étais doivent être réglés en place avant la pose des prédalles, qu’il s’agisse des étais de rive ou des étais centraux. Leur dimensionnement doit correspondre aux règles
    de l’art.
  • Le plan de pose fourni par notre Bureau d’Etudes permet ensuite la pose des prédalles elles-mêmes.
    Après mise en place de toutes les armatures complémentaires, telles que dessinées sur le plan de pose, et après installation des pieuvres électriques et de tous les inserts prévus, le coulage de la dalle de compression peut être entrepris. Il est recommandé de vérifier une dernière fois l’étaiement avant cette opération.
prédalle mise en oeuvre

ÉTAIEMENT PREDALLE

Les étais sont réglés de niveau avec les appuis.
• Dans le cas de prédalles avec isolant en sous-face, il est impératif de placer entre l’étai et l’isolant un madrier d’une largeur minimum de 20 cm, pour éviter le poinçonnement de l’isolant.

Etaiement prédalle

STOCKAGE ET MANUTENTION

APPUI

stockage et manutention

Les prédalles sont posées soit sur des appuis béton préalablement réglés de niveau soit sur des lisses d’étai en bois placées
contre l’appui. Ces dispositions sont très importantes pour la sécurité du chantier.

POSE AVEC ÉTAIS.

sur appui porteur en béton banché : le repos de la
prédalle est de 2 cm minimum
– sur mur maçonné et dressé : le repos de la prédalle
est de 4 cm minimum

POSE SANS ÉTAIS.

sur appui porteur en béton banché : le repos
de la prédalle est de :
– 3 cm minimum pour une portée inférieure à 5 m,
– 5 cm minimum pour une portée supérieure à 5 m
sur mur maçonné et dressé : le repos de la prédalle est de 5 cm minimum

DALLE ALVÉOLÉE

dalle alvéolé détails

La dalle alvéolée  est un élément en béton précontraint par armatures adhérentes.
Cet élément s’obtient par extrusion et forte compression du béton. La largeur standard est de 1,20 m. L’épaisseur varie suivant les exigences du chantier.

Dans les cas les plus courants, la face supérieure de la dalle alvéolée LB7 est griffée pour recevoir une dalle collaborante coulée sur chantier. Elle peut être lissée. Dans ce cas, les dalles ne recevant pas de dalle collaborante sont simplement clavetées
entre elles.

Il est important alors de vérifier si la planimétrie de surface est
suffisante et ne nécessite pas une chape de ragréage (suivant la finition ou le type de revêtement de sol exigé) 

La dalle alvéolée  convient aux bâtiments à grandes trames. Elle permet d’obtenir de grandes surfaces libres limitant les éléments porteurs, particulièrement adaptées aux parkings, bureaux, bâtiments scolaires et commerciaux, hôpitaux…

La dalle alvéolée  se pose sans étai, permettant de gagner du temps sur le planning et finalement d’économiser sur le coût de la construction..
Coulée sur coffrage métallique, la sous-face de la dalle alvéolée LB7 est lisse. Elle pourra recevoir une finition (conformément au DTU peinture) ou un isolant (flocage, fibrastyréne…). Suivant le type de bâtiment, un faux-plafond peut être nécessaire.

Les abouts standard sont rugueux, avec torons dépassants quand la longueur d’appui est INSUFFISANTE. Pour éviter la pénétration du béton dans les alvéoles, des bouchons en plastique ou en polystyrène sont mis en place.

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