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Les escaliers en bois
définition et méthode de calcul
Les escaliers en bois
Extrait du document
Qu’est ce qu’un escalier?
Ouvrage de circulation verticale, l’escalier permet aux utilisateurs de se rendre en toute sécurité d’un étage du bâtiment à l’autre: il doit donc être facilement praticable et suffisamment solide. Il faut aussi qu’il soit d’un entretien aisé, afin de pouvoir garantir à l’ouvrage une longévité économique acceptable. Dans bien des cas, on lui attribue en outre un rôle architectural important.
1-Eléments d’un escalier
Un escalier est constitué de marches, éventuellement de contremarches, de listels et d’une marche palière. Ces éléments sont supportés par des éléments inclinés, les limons.
1.1 Marche, contremarche, listel et limon
La marche est la partie horizontale sur laquelle on pose le pied pour monter ou descendre l’escalier. La contremarche est la partie verticale entre deux marches consécutives d’un escalier fermé. Le listel est une pièce moulurée appliquée en dessous du nez de la marche.
Le limon est un élément incliné de l’escalier supportant les extrémités des marches. Le limon à la française est entaillé de façon à obtenir des logements (évidements ou entailles) dans lesquels s’emboîtent les marches, les contremarches et les listels. Dans l’escalier à l’anglaise ou escalier à crémaillère, par contre, les marches ne sont plus encastrées dans des logements, mais reposent sur des limons découpés en dents de scie .
Le plan de marche est la face supérieure plane et horizontale d’une marche. Le nez de la marche est la partie située à l’avant de la marche. La première marche, souvent plus grande que les autres, est dite marche de départ ou marche royale ; elle est parfois exécutée en matériau pierreux (pierre, marbre, béton poli, …).
1.2 Garde-corps, poteau et colonne
Le garde-corps ou balustrade est destiné à la sécurité des personnes empruntant l’escalier. Il constitue souvent un élément décoratif important de l’escalier. Le garde-corps se compose d’une main courante et de balustres ou fuseaux assemblés au limon ou aux marches à intervalles réguliers. On peut aussi construire la balustrade avec des panneaux en bois, des éléments en verre ou en fer forgé . Les deux extrémités d’une volée d’escaliers sont souvent pourvues, en général du côté du jour, de poteaux ou bourdons . Le poteau de départ est celui qui se situe au pied de l’escalier. Dans l’escalier à vis ou colimaçon, le poteau est remplacé par une colonne ou noyau central, qui supporte l’extrémité la plus étroite des marches (collet).
1.3 Courbes et crosses
Les courbes sont des éléments de limon cintrés qui assurent la transition entre deux limons de jour consécutifs, entre un limon de jour et un limon traînant
1.4 Limon traînant, palier de repos, volée, marche palière et garde-carreau
Le limon horizontal longeant le jour du palier est appelé limon traînant ; lorsque les rives de la trémie ou du palier sont munies d’un revêtement en bois qui reçoit le pied des balustres du garde-corps longeant le palier, on peut con- sidérer ce revêtement comme un limon traînant.
Le palier de repos ou repos est un élément à surface horizontale plus large que la marche, qui relie deux volées d’escalier.
Une volée est une suite ininterrompue de marches balancées ou non, située entre deux planchers, entre un plancher et un palier ou entre deux paliers.
La marche palière ou plaquette d’arrivée est la dernière marche d’un escalier ou d’une volée d’escalier, dont la face supérieure est située au même niveau que le plancher ou le palier.
Le garde-carreau est un raccord entre le bord du palier et la première contremarche de la volée d’escalier suivante (dans le sens de la montée); elle est située dans le même plan que le palier.
2-hauteur de marche et giron
Les dimensions des différents éléments d’un escalier ne sont pas choisies au hasard, mais résultent d’un calcul visant à
Hauteur de la marche, giron, nez, pas, pente de l’escalier et ligne de pente.
H: Hauteur de la marche
G: Giron
α: pente de l’escalier, exprimée en degrés
1. Nez de marche
2.Pas G
3. Pente de l’escalier
4. Ligne de pente
garantir à l’utilisateur un maximum de confort et de sécurité.
La hauteur de la marche (H, en mm) est la distance verticale qui sépare la surface de deux marches consécutives. Le giron (A, en mm) est la distance horizontale entre deux contremarches consécutives ou entre le nez de deux marches successives. Il est mesuré sur la ligne de foulée.
La ligne de foulée figure la trajectoire la plus probable des pas d’une personne circulant dans un escalier. C’est généralement sur cette ligne qu’on mesure le giron des marches.
Le choix judicieux, selon l’espace disponible, de la hauteur des marches et de leur giron facilite le parcours de l’escalier et diminue le risque de chute, en particulier à la descente. Un giron suffisamment grand offre une bonne surface d’appui pour le pied et permet de descendre l’escalier sans risquer de glisser sur le nez des marches.
Le tableau 1 indique quelques dimensions courantes pour la hauteur des marches et leur giron, en fonction de la destination du bâtiment et de l’utilisation de l’escalier.
3Nez des marches
Pour faciliter le parcours de l’escalier, les marches sont superposées de façon à former saillie sur le nu de la contremarche; cette saillie est appelée nez de marche. Dans un escalier courant, la grandeur du nez est fonction de celle du giron au droit de la ligne de foulée et varie de 30 mm pour les marches larges à maximum 50 mm pour les marches étroites.
Dans un escalier très raide (hauteur des marches ≥ 200 mm), un nez de marche trop important constitue un danger, car le pied peut y rester accroché lors de la montée.
Le nez de marche empêche également le talon de buter sur la contremarche lors de la descente.
4-Module du pas
Les pas d’une personne normale circulant sur une surface horizontale ont une longueur d’environ 0,60 m. Plus la surface tend à s’incliner, plus la longueur des pas diminue. Ces principes sont à la base du rapport entre la hauteur de marche (H) et le giron (G), préconisé pour la conception d’un escalier facilement praticable, soit:
2H + G = 600 ± 30 mm.
Ce rapport, parfois appelé module ou valeur du pas (M), varie donc en principe entre 570 et 630 mm.
Dans le cas d’escaliers peu utilisés, le module du pas pourra s’écarter davantage des valeurs recommandées ci-avant. Ainsi, l’escalier d’un grenier, par exemple, aura un giron plus court et sera plus raide qu’un escalier assurant une fonction centrale dans le bâtiment.
5-Pente de l’escalier
La pente de l’escalier est fonction de la hauteur de la marche et de son giron. Elle détermine donc l’inclinaison de l’escalier sur la ligne de foulée.
La ligne de pente est l’axe imaginaire le long duquel on mesure la pente de l’escalier.
L’escalier courant présente un angle d’inclinaison situé entre 20 et 45°. La pente des escaliers servant de voies d’évacuation en cas d’incendie ne peut excéder 37° (ceci ne concerne pas les maisons unifamiliales).
6-Marches balancées, zone de rampe, emmarchement et jour
Dans une volée d’escalier tournant, les marches sont généralement balancées, de sorte que l’avant de la marche supérieure n’est plus parallèle à celui de la marche inférieure. Pour établir le balancement, les menuisiers appliquent
une méthode de calcul géométrique assurant la répartition harmonieuse de marches. Les escaliers à marches balancées sont également appelés escaliers balancés, bien que seules certaines marches soient concernées par ce mouvement.
Un coin coupé est réalisé en coupant l’angle extérieur d’un escalier (à quartier) tournant.
Le jour de l’escalier ou puits est l’espace libre, vu en plan, compris entre le limon traînant et le limon rampant ou entre les limons rampants. Cet espace est inexistant dans les escaliers à noyau et dans certains escaliers droits à palier de repos.
7-Hauteur d’étage; étendu de l’escalier, échappée de reculement
La hauteur d’étage (d’un plancher à l’autre) est la distance verticale entre le niveau fini de deux étages successifs. L’étendue de l’escalier est la distance horizontale occupée par un escalier après sa pose.
Pour déterminer l’encombrement de l’escalier, l’auteur de projet doit également tenir compte du reculement, de l’échappée au droit de la ligne de foulée et des baies extérieures se trouvant dans la cage d’escalier.
8-Sécurité d’utilisation
8.1 Généralités
L’auteur du projet prendra les mesures propres à garantir la sécurité des utilisateurs. L’établissement des critères est basé sur un comportement raisonnable et responsable des utilisateurs ou, s’il s’agit d’enfants, des personnes chargées de veiller à leur sécurité.
Un escalier sûr est aisé à parcourir et est convenablement éclairé. Il doit en outre procurer un sentiment de sécurité lors de la marche.
Il existe des spécifications en ce qui concerne les exigences posées au garde-corps . En général, le garde-corps assure la sécurité des personnes contre les risques de chute.
8.2 Eclairage
Une bonne visibilité contribue à assurer la sécurité dans un escalier. Bien que ce critère puisse difficilement s’exprimer par le biais d’une prescription, il est souhaitable de tenir
compte, dès le stade du projet et lors du choix du type d’escalier, de l’incidence lumineuse dans la cage d’escalier. L’éclairage des escaliers fermés encloisonnés dans une cage peut être amélioré par un accroissement du jour.
Les escaliers ouverts sont plus lumineux, mais ils sont dangereux pour certains utilisateurs (comme les enfants) ou créent un sentiment d’insécurité lors de la montée (personnes âgées, par exemple). De plus, dans les bâtiments publics, les hôpitaux et les écoles en particulier, le risque de chute de récipients en verre ou d’autres objets durs est accru en raison du vide laissé entre les marches.
8.3 Choix de la hauteur de la marche et du giron
L’auteur du projet tiendra compte du danger potentiel que représente, par exemple, un giron trop étroit lors de la descente de l’escalier, surtout lorsque les marches sont balancées. C’est pour le même motif qu’un escalier ne peut présenter une pente trop raide.
8.4 Emmarchement ou largeur libre
Dans une habitation, la largeur de l’escalier est généralement de 0,8 à 1 m; elle peut être moindre pour un escalier peu fréquenté, comme celui menant à la cave ou au grenier. Les escaliers étroits présentent évidemment l’inconvénient de rendre malaisé le transport d’objets encombrants.
8.5 Palier
Pour pouvoir monter un escalier sans fatigue, on limite en général une volée à 17 marches. Les escaliers comptant plus de 17 marches sont interrompus, selon le cas, par un ou plusieurs paliers. Les escaliers lents (à faible pente), où les marches sont basses et profondes (comme dans les bâtiments publics, par exemple), peuvent comporter un plus grand nombre de marches par volée.
8.6 Parachèvement du plan de marche
Les marches cirées ou imprégnées d’huile présentent plus de risques de glissade que les surfaces vernies. En Allemagne, l’emploi d’huile ou de cire est interdit lorsqu’il s’agit de la dernière couche de finition. L’escalier peut également être recouvert de tapis (chemin d’escalier).
Dans les bâtiments publics, les nez de marche sont généralement pourvus de baguettes antidérapantes.
8.7 Synthèse
Les quelques recommandations reprises ci-après permettront de concevoir un escalier offrant une sécurité optimale:
- on veillera à ce que la cage d’escalier soit suffisamment éclairée
- on prévoira un giron suffisant; le balancement correct des marches permettra d’améliorer le confort de la marche;
- toutes les marches auront en principe la même hauteur; dans le cas contraire, l’écart doit porter sur la marche de départ et ne peut être supérieur à 6 mm, sans toutefois dépasser 2 mm entre deux marches successives;
- chaque volée possède au maximum 17 marches;
- l’échappée doit être suffisante en tout point de l’escalier (valeur recommandée: 2,1 m);
- dans les bâtiments publics, on prescrit généralement l’usage de baguettes antidérapantes, dont la couleur diffère parfois de celle des marches et qui sont généralement fixées dans les nez de marches;
- dans le cas de paliers intermédiaires dans un escalier droit, chaque volée possède un nombre de marches identiques, de préférence pair, de façon à alterner l’usage des deux pieds à chaque départ. La longueur d’un palier intermédiaire correspond au moins à trois girons ou, mieux, à deux hauteurs de marche et deux girons;
- en ce qui concerne la conception et la fixation des rampes et garde-corps, on se référera aux dispositions des STS 54, qui recommandent une hauteur minimale de 0,9 m. La hauteur minimale de la main courante par rapport au nez des marches s’élève à 0,75 m selon le RGPT.
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