Les planchers jouent un rôle essentiel dans la définition de l’esthétique et de la fonctionnalité d’un espace. Du classique parquet en bois au moderne carrelage en céramique, en passant par le polyvalent revêtement en vinyle, le choix du bon type de plancher peut transformer complètement une pièce. Dans cet article, nous explorerons les différentes options de planchers disponibles, leurs avantages et inconvénients respectifs, et comment choisir celui qui correspond le mieux à votre style de vie et à vos préférences. Commençons par un bref aperçu des différents types de planchers.
Table des matières
1. Définition d’un plancher
Surfaces ou plateaux composites horizontaux séparant deux niveaux successifs dans une construction et recueillant les surcharges de fonctionnement du bâtiment, ont aujourd’hui d’autres fonctions très importantes relatives au confort thermique et acoustique, à la sécurité – protection incendie – et à l’esthétique, sans oublier le rôle technique de support de canalisations et réseaux divers.
Supporter les charges (poids des structures et actions permanentes) et des surcharges (actions variables et accidentelles) et les transmettre aux éléments porteurs que sont les murs et les poteaux.
2. Fonction principale
- transmettre des efforts horizontaux aux éléments de contreventement.
- Conserver une certaine élasticité dans les limites acceptables.
- Voir un poids modeste pour réduire le tous possible la charge permanente.
- Assurer une bonne isolation phonique.
- Assurer l’isolation thermique au-dessus d’espaces extérieurs ou non chauffés (caves ou vides sanitaires).
- offrir une surface praticable pour des revêtements.
- protéger quelquefois contre l’humidité.
- résister au feu.
- protéger contre l’effraction.
- permettre la distribution de fluides, particulièrement l’électricité.
- conserver dans le temps ses qualités physiques, mécaniques, acoustiques, son aspect et s planéité.
- pouvoir être construit facilement pour ne pas retarder la réalisation de l’ensemble de l’immeuble.
- et évidemment être économique, ce qui implique qu’on utilise intelligemment les caractéristiques des matériaux.
3. Eléments constitutifs :
On distingue trois parties :
- L’ossature, qui comprend la partie portante (solives en bois, fer, Béton armé, poutrelles, nervures en béton armé) et le hourdis de remplissage ou la dalle pleine.
- Le revêtement, posé sur la partie portante et qui constitue le sol fini.
- Le plafond (enduit plâtre, tôle d’acier, enduit ciment, …).
4. Typologie :
- Les planchers entrent dans grandes catégories selon :
- Le système porteur vertical.
- Le matériau.
- Les ouvertures.
- 4.1. Selon le système porteur verticale :
- Les trois principaux systèmes porteurs verticaux sont :
- La construction murale massive.
- La construction à pans de murs.
- La construction à ossature.
En fonction d’un premier choix du système porteur vertical et des dimensions des portées désirées, il est possible d’optimiser le type de plancher. De la direction de portance d’un système de plancher, c’est-à-dire de sa propriété à transmettre les charges aux supports verticaux, dans une direction privilégiée ou de tous cotés, de façon linéaire ou ponctuelle, découle sa relation à la structure du bâtiment. La vérification inverse est aussi valable, par exemple, d’un système de poutres découlera un système à pans de murs, un système de construction massive n’est pas nécessaire et un système ossature est impossible, du moins sans moyens auxiliaires. La coordination de systèmes de planchers prédéterminés et des structures verticales pourrait être l’élément directif d’un choix, mais l’association de tous les arguments, à commencer par l’utilisation, par l’aménagement et par la possibilité de transformation sont des préalables plus importants à la décision.
4.2. Selon le matériau :
Chaque élément constructif ne peut travailler que dans les limites du matériau le composant. Ainsi, le matériau influencera, à travers ses particularités intrinsèques, la capacité de résistance aux charges, la continuité structurale et naturellement les caractéristiques thermo acoustiques, de résistance au feu et de durabilité du plancher. Celui-ci travaillant en flexion, on choisira des matériaux qui ont une résistance à la traction, c’est-à-dire le bois, le bois, l’acier, le béton armé, soit des matériaux habituelles dans le bâtiment. Mis à part quelques cas où le matériau est imposé pour des raisons esthétiques ou commerciales, ou devant une situation de pénurie limitant le choix, les caractéristiques du matériau de structure horizontale correspondent logiquement aux exigences de la géométrie recherchée.
4.2.1. Le bois :
N’est plus beaucoup utilisé bien que ses propriétés le rendent encore compétitif dans certains domaines. On le voit particulièrement dans les habitations individuelles. Mais, par exemple, les qualités du lamellé-collé font q’on le trouve en génie chimique (teinturerie industrielles) ou en génie rural (silos à céréales), cela étant du à la possibilité de grandes portées et à son inaltérabilité naturelle.
Contraintes :
L’humidité :
Le bois est un matériau hydrophile, susceptible de gonflement et de retrait sous les influences alternées d’humidité et de sécheresse. Un plancher en bois travaille constamment. Il est donc nécessaire que les appuis permettent un certain jeu des solives et des sommiers. Il faut surtout protéger les têtes de ses pièces de l’humidité que peuvent contenir les murs. Les piliers en bois ne reposent pas directement sur le sol, mais doivent être surélevés au moyen d’une pièce métallique ou d’une base en béton pour éviter un contact prolongé avec l’eau.
L’acoustique :
La superposition d’activités différentes entraîne des problèmes acoustiques de transmission des bruits aériens et des bruits d’impact. Dans la construction traditionnelle, l’isolation phonique des planchers est assurée par la loi de masse est remplacée, avec plus au moins de bonheur, par un système de couche multiple de matériaux différents : un revêtement souple et absorbant, un sol flottant, un absorbant phonique, un plafond suspendu. Le plancher est quelquefois chargé avec des plaques de béton ou du sable entraînant un surdimensionnement des structures. Ces solutions permettent de répondre aux exigences réglementaires concernant la transmission des bruits d’impacts entre deux logements. Cependant, même si les résultats du plancher alourdi sont satisfaisants, la performance globale (bruits aériens et bruits d’impacts) peut être fortement diminuée par des transmissions parasites dues à des jonctions avec les parois verticales, au passage de canalisation ou à des scellements.
Feu :
Au début des années 80, l’Association des établissements cantonaux d’assurance contre l’incendie, ce fondant sur le comportement positif du bois en cas d’incendie, a admis dans la classe de résistance au feu F 30 les piliers et les poutres convenablement dimensionnés. Renonçant ainsi à l’exigence d’incombustibilité, elle la maintint toutefois pour les planchers et les parois constituants des compartiments coupe-feu, étant donné le risque accru de propagation d’un incendie lié à la présence du bois.
Compte tenu des bons résultats obtenus lors d’essais avec des plancher en bois massif ou en éléments creux, certaines constructions de plancher et des parois en bois sont admises pour des utilisations bien définies :
Pour les maisons à un seul logement, qu’elles soient individuelles ou mitoyennes, jusqu’à deux étages et combles, y compris pour l’aménagement des cuisines.
Pour écuries des bâtiments agricoles.
Pour des constructions destinées à l’industrie ou aux arts et métiers, à un ou deux étages, selon les dimensions, le risque d’incendie et celui d’activation de feu.
4.2.2. L’acier :
Est employé sous différentes formes :
- Profilés associés à un corps creux de terre cuite ou de béton.
- Coffrage métallique perdu d’une dalle en béton, avec ou sans profilés.
- Ouvrages mixtes béton acier.
4.2.3. Le béton armé :
Est le matériau le plus courant à l’heure actuelle, utilisé sous de très nombreuses formes soit coulé en place ou préfabriqué. Le plancher peut être plein, nervuré, à caissons, avec des sommiers ou des champignons.
4.3. Selon les ouvertures :
La nécessité d’ouvertures importantes appelées trémies peut être une contrainte dans le choix du système de plancher et du matériau et inversement le choix de la forme structurale limite les possibilités d’ouvertures. Par analogie aux baies praticables dans les murs, les ouvertures découlent de la mise en place des éléments de construction.
- Formation d’ouvertures par suppression d’un champ:
a) construction massive,
b) construction à pans de murs,
C) construction à ossature.
- Formation d’ouvertures par fentes ou par trous
d) élargissement de la fente, saillie de la dalle de tous les cótés,
e) fente par saille unilatérale des poutres,
f) trou dans le plancher,
- Appui additionnel
g) espace créé par un mur complémentaire.
- Chevêtre:
h) arrêt des solives reprises par deux chevêtres,
ouverture par chevêtre das porteurs.
- Trémie
i) percement dans une dalle portée sur quatre cótés.
- Abandon d’un élément particulier:
k) suppression d’un corps creux, abandon du plafond entre deux poutres,
m) renonciation partielle du porte-à-faux de poutres.
5. Eléments composants :
5.1 Solive :
L’élément porteur de base d’un plancher en bois est la solive, généralement en Sapin, en Chêne ou en Pin. Le bois utilisé est desséché avec une teneur en eau maximal de 20 %. Le bois desséché à l’air est moins sujet à la pourriture que celui séché en étuve. Il faut éviter le bois de cœur.
Les dimensions des bois équarris sans normalisées avec des côtes deux en deux centimètre tant pour la largeur que pour la hauteur.
La longueur rationnelle d’une solive, pour une charge de logement est d’environ 4 m avec un écartement de 50 à 60 cm. L’écartement, d’axe en axe, des solives, est fonction de la portée, cependant, il ne sera pas supérieur à 70 cm pour ne pas entraîner des flèches exagérées et pas inférieur à 40 cm pour rester économique. L’écartement des solives dépend également des caractéristiques des éléments de remplissage.
Un moyen empirique de calcul de la section d’une solive permet de déterminer que la hauteur h est le 1/20 ème de la portée et que la largeur bconstitue les 2/3 d la hauteur pour des cas courants de 3 à 5 m de portée et pour une surcharge de locaux d’habitations, l’écartement normal est de 60 cm, si la portée dépasse 4 m, l’écartement peut être réduit, l’inverse est aussi valable.
La réduction ou l’élargissement de l’écartement peut aussi varier si la section calculée est trop forte ou trop faible en fonction de la portée. Pour des raisons économiques, il est préférable de choisir des solives hautes et de faible largeur, pour une même section de bois, la force portante de la solive ordinaire. Il en est de même pour tous les systèmes de solives en bois lamellé-collé. Cet emploi est du ressort de l’ingénieur ou du charpentier spécialisé.
5.2. Métal :
L’emploi de solives en fer et en acier remplaçant celles en bois apparus dans la seconde moitié du siècle passé, sitôt que l’industrie sidérurgique put mettre sur le marché des profilés laminés façonnés correctement et à un prix convenable. Des premiers essais avaient été tentés avec de la fonte, mais soit leur coût excessif, soit leur faible production ne leur accordèrent qu’un emploi exceptionnel.
Différents types furent étudiés ayant presque tous comme base une poutrelle à double T qui présente la meilleure résistance. La disposition ne se différenciée pas de celle des planchers en bois. Les solives sont réparties parallèlement au côté le plus étroit de l’espace à couvrir mais avec un écartement qui peut aller jusqu’à 1m.
Les profilés l’on permet de couvrir d’une seule pièce toute la largeur d’un immeuble d’habitation en prenant appui sur les murs de façade et sur un refend intermédiaire.
Pour mémoire, on peut rappeler quelques systèmes constructifs métalliques anciens, aujourd’hui abandonnés :
- voûtains de briques pleines de terre cuite posée sur champ.
- Briques creuses en béton formant voûtains.
- Augets en plâtre.
- Hourdies de roseau supportant du béton.
- Hourdies en terre cuite ou en béton.
Aujourd’hui, pour la majorité des bâtiments et particulièrement pour les immeubles d’habitations, les planchers métalliques sont abandonnés au profit du béton armé. Pour les constructions industrielles on utilise un nouveau type de planchers métalliques, les platelages métalliques.
6. Différente types de plancher :
6.1. Planchers en béton armé :
Dans les planchers en béton armé, on distingue trois principaux groupes :
6.1.1. Dalles coulées au chantier :
Dalle pleine en béton armé :
La dalle pleine, appelée aussi « dalle massive » est une plaque dont l’épaisseur est petite par rapport à ses autres dimensions. Son épaisseur H varie de 1/10 à 1/35 de la grande portée L. Dans les bâtiments courants, elle varie entre 12 cm et 18 cm. Dans les bâtiments industriels, cette épaisseur est souvent plus forte.
La dalle pleine travaille dans les deux sens. Ce type de plancher est très courant car, il permet une grande souplesse dans les portées et les formes, en particulier la facilité des divers percements.
La dalle pleine nécessite un coffrage sur toute sa surface, ce qui provoque une consommation importante de bois qui présente un désavantage.
Les portées courantes de ces dalles L sont de 6m à 7m. Ces dalle portent sur un réseau de poutres secondaires et de poutres principales perpendiculaires au précédentes et leurs transmettent les différentes charges et surcharges.
- Crochet d’adhérence.
- Armature principale, généralement dans le sens de la plus petite portée.
- Armature de répartition posée sur l’armature principale.
- Ligature assurant un canevas indéformable.
- Béton dosé généralement à 300 kg/m3; n’est mis en place qu’après le contrôle de l’armature.
Dalle nervurée :
Il s’agit d’une dalle plus légère que la dalle pleine. C’est un plancher constitué par une dalle générale d’épaisseur relativement faible et qui varie entre 4cm et 10cm, et par des poutrelles rapprochées avec L .
La hauteur totale H (Nervure + Dalle) varie de 25cm à 35cm.La dalle nervurée est indiquée pour couvrir des locaux de forme allongée. Elle porte dans un seul sens. Lorsque la portée L dépasse 4m, il est nécessaire de prévoir une ou plusieurs nervures transversales de raidissement afin de solidariser les autres nervures.
Ce type de dalle offre moins de souplesse d’utilisation que la dalle pleine.
La largeur des nervures doit être choisie de façon telle que les armatures puissent être disposées et enrobées d’une manière convenable.
Dalle à caisson :
L’élément porteur est constitué par un réseau de nervures croisées.
L’armature des nervures est proportionnelle à la portée dans chaque sens. Si le plafond est apparent, le coffrage doit ètre très soigné; il est souvent exécuté en matière synthetique ou en métal.
C’est une dalle à nervures, dont les nervures sont dans les deux sens et se croisent. Elle est indiquée pour couvrir des locaux de forme carrée ou presque carrée.
Plancher à caisson
Dalle champignon :
Les dalles champignons sont utilisées quand les hauteurs de la construction sont faibles et quand on veut éviter la présence de poutres apparents.
La dalle champignon est constituée par une dalle continue, sans nervures, armée dans les deux sens reposant directement sur des poteaux et constituent avec ces derniers un cadre dans l’espace.
Cette dalle transmet aux poteaux des réactions importantes, d’où risques de pincement de la dalle autour des poteaux. Pour remédier à ce phénomène, on élargit le sommet des poteaux sous forme de champignon (chapiteau). Il s’agit d’un tronc de pyramide ou d’un tronc de cône apparent sous le plancher.
L’écartement des poteaux L varie de 8à12m dans chaque sens, dans certaines exécutions, ces écartements sont de 22m à 25m.
L’épaisseur de la dalle varie de 15cm à 35 cm.
a) Hyperbole.
b) Epaisseur constante.
c) Tronc de pyramide double.
d) Tronc de pyramide simple.
6.1.2. Dalle semi préfabriquées :
Elles sont composées par deux éléments, généralement préfabriqués en usine ou sur chantier :
- Le système porteur, constitué par des poutrelles en béton armé.
- Remplissage, constitué par des corps creux ou hourdis.
- Le bétonnage sur chantier de la dalle de compression est le point commun entre les dalles semi préfabriqués.
Dalle à hourdis et poutrelles :
Cette solution, très communément employées dans les bâtiments d’habitation consiste à utiliser des hourdis creux et des poutrelles en béton armé.
On pose à intervalles réguliers des poutrelles en béton armé préfabriquées et on remplit l’intervalle avec des hourdis de terre cuite, de béton,…
Les parois latérales est supérieurs des hourdis servent de coffrage aux poutrelles et à la dalle de compression en béton coulé sur toute la surface du plancher. La paroi inférieure sert de support à l’enduit de plafond en plâtre ou en mortier de ciment.
La dalle de compression est armée d’un simple quadrillage d’armatures constitué, en général, par une nappe de treillis soudé d’un espacement de 20 cm x 30 cm au maximum.
Dalle à poutrelles seules :
Dans ce cas, les hourdis sont supprimés. On calcule au préalable du béton dans des corps creux, ouverts vers le haut, réalisant ainsi des poutrelles armées. Ces dernières sont ensuite juxtaposées côte à côte et reçoivent un léger treillis et une chape de 4 à 5 cm.
Dalle à corps creux :
On pose côte à côte des corps creux, généralement en terre cuite. Ils présentent des languettes latérales qui forment un vide entre les rangées parallèles de corps creux. Ce vide reçoit une armature, puis on le bétonne en recouvrant les corps creux de 4 à 8 cm de béton. Après décoffrage, on obtient une dalle dont la face inférieure sera entièrement en terre cuite ou en aggloméré de béton et bois.
6.1.3. Dalles préfabriquées :
Elles sont conçues pour diminuer les opérations sur chantier réalisées sur des tables de coffrage, elles sont immédiatement porteuses après avoir exécuter les jointements. Ces planchers sont réalisés sous forme de dalle pleine, dalle avec évidements, dalles nervurées, …etc.
6.2. Plancher en bois :
Les planchers sont utilisés pour les maisons individuelles, les constructions rurales ou, pour avoir un effet esthétique avec un plafond à poutres apparentes
Les planchers en bois se composent des éléments suivants :
- Le remplissage entre solive
- Les trémies et chevêtres
- Le sommier
- La solive
- Les chevêtres
6.3. Plancher métallique :
Ce type de plancher, sur sous sol et pour les dalles très chargées, disparaissait de plis en plus au profit des dalles en béton armé, Il réapparaît actuellement dans les bâtiments administratifs ou industriels à ossature métallique, mais sous une forme différente.
Ce système permet de franchir de grandes portées avec des charges considérables, Son exécution est rapide et précise. Par contre, ce système est couteaux et les aciers doivent être protégés de la rouille soit par de la peinture, soit en les enrobant de béton.
On distingue les types suivants :
6.3.1. Plancher en tôle pliée ou ondulée :
Ce sont des planchers fortement développés pour les constructions de bureaux.
6.3.2. Plancher à hourdis creux et poutrelles en acier :
Ce sont des planchers appropriés pour les maisons d’habitation et de commerce. Les hourdis peuvent prendre différentes formes et être construits en différents matériaux, terre cuite, béton, etc.…
6.3.3. Plancher à poutrelles en acier et plaques de béton :
Ce sont des planchers utilisés souvent comme couverture de cave.
7. Chaînages :
Ce sont des éléments en béton armé disposés horizontalement et ceinturant le bâtiment sur les murs porteurs au niveau des planchers de chaque étage. Il contribuent à la stabilité du bâtiment et réduisent les risques de fissuration. Souvent, les épaisseurs des chaînages sont égales à l’épaisseur de la dalle.
8. Règles parasismiques :
Les planchers seront réalisés en :
- Dalle en béton armé coulé sur place.
- Poutrelles et corps creux avec dalle de compression.
- Les armatures des poutrelles doivent être convenablement ancrées dans les chaînages horizontaux ou dans les poutres.
- Les poutrelles en bois (solives) ou métalliques devront s’appuyer sur toute l’épaisseur du mur porteur.
- Prévoir autour des ouvertures éventuelles des planchers, des encadrements armés.
