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Dispositif | Eléments de structure en béton

Eléments de structure en béton

© DANAI KHAMPIRANON / Shutterstock.com

Les éléments de structure en béton se présentent sous diverses formes allant de la colonne à la poutre au voile ou à la dalle coulée sur place en passant par des hourdis préfabriqués. Les avantages de ces éléments sont nombreux : longue durée de vie, potentialité de recyclage, performance acoustique, grande portée possible, coût, etc. Leur énergie grise est par contre importante et la possibilité de démontage presque nulle.

Le premier tableau ci-dessous – «  Le béton comme matériau de structure  » - dispense des informations générales sur le béton, valables pour le matériau sous toutes ses formes en application structurelle. Les applications du béton coffré et coulé in situ étant quasi illimitées et très variées, elles ne peuvent être détaillées. Pour ce type d'application, se référer à ce premier tableau .

Ensuite, les tableaux comparatifs – «  Eléments de structure en béton - horizontaux  » et «  Eléments de structure en béton - verticaux  » listent les informations relatives aux éléments de structure en béton préfabriqué couramment disponibles sur le marché belge.

Au sein d'un même bâtiment, plusieurs types d'éléments de structure en béton peuvent bien entendu être combinés : voir sous « Mise en œuvre spécifique ».

Le béton comme matériau de structure

Description
  • Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats légers) agglomérés par un liant, le plus souvent du ciment. Lorsqu'il est assorti d'armatures métalliques, on parle de béton armé. Il peut également être précontraint.
  • Il peut aussi être traité à l'aide d'adjuvants pour être rendu hydrofuge (il devient alors étanche, empêchant les remontées capillaires).
  • L'ajout de différents matériaux (fibres textiles, copeaux de bois, matières plastiques...) permet de modifier ses propriétés physiques.
  • Moulé ou « coffré » (c'est-à-dire coulé dans un coffrage : un moule démontable mis en place sur le chantier et démonté après la prise), le béton peut prendre toutes les formes.
Prescription
  • La prescription d'un béton doit suivre les normes NBN EN 206-01 :2001 et NBN B 15-001 :2004.
  • Il convient de déterminer sa classe de résistance, le domaine d'utilisation, la classe d'environnement, la classe de consistance et la dimension nominale maximale.
  • Ces paramètres sont du ressort de l'ingénieur en stabilité.
Usage
  • voiles (murs)
  • poutres
  • dalles
  • planchers
  • poteaux / colonnes
  • voûtes
  • coques (béton projeté)
Il convient de distinguer le béton coulé sur place des éléments préfabriqués.
Ecobilan (*)
  • Eléments en béton coulé sur place
  • 3b – Bon choix
  • Eléments en béton préfabriqué
  • cfr. tableaux « Elément de structure en béton préfabriqué »
Avantages
  • Palette de formes et produits très étendue
  • Résistance à la compression élevée
  • Résistance à la traction élevée en cas de béton armé
  • Très bonne résistance au feu
  • Très longue durée de vie
  • Recyclable (concassage)
  • Très bonne performance acoustique
  • Masse élevée : contribution importante à l'inertie du bâtiment
  • Grande précision dimensionnelle
  • Maîtrise des déchets sur chantier
  • Grandes portées possibles
  • Aucun impact sur la santé des occupants du bâtiment (ne dégage pas de COV)
  • Pour les éléments préfabriqués :
  • Rapidité de mise en œuvre
  • Coût
  • Maîtrise des déchets sur chantier
Inconvénients
  • Produits dont l'énergie grise est importante
  • Mise en œuvre en auto-construction fortement limitée
  • Pour le béton coulé sur place :
  • Temps de mise en œuvre (coffrage, coulage, vibrage, temps de séchage)
  • Non démontable : démolition nécessaire en fin de vie
  • Pour les éléments préfabriqués :
  • Leur mise en œuvre nécessite généralement l'utilisation d'engins de levage
  • Démontabilité tributaire d'une étude poussée, dès la conception, des détails et techniques d'assemblage et du choix des produits
Finition
  • Le béton peut être teinté dans la masse en y incorporant des pigments naturels ou des oxydes métalliques.
  • Son parement pouvant être lissé ou travaillé, le béton de ciment est parfois laissé apparent (« brut de décoffrage ») pour son aspect minimaliste, brut et moderne.
Pose
  • voir sous « Mise en œuvre spécifique »
Durée de vie théorique
  • 100 ans
Fin de vie
  • À privilégier : Réutilisation d'élément complet (attention : étude précise des détails et techniques d'assemblage nécessaire)
  • Deuxième choix : recyclage (concassage)
  • A éviter : Mise en décharge

(*) Données issues du classement NIBE, consulté en juillet 2013.

Elements de structure en béton préfabriqué - horizontaux

PrédalleEléments alvéolés préfabriquésEléments à poutrelles et entrevous préfabriqués

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Source : http://www.febe.be

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Source : http://www.febefloor.be

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Source : http://www.rector.be

Description
  • Elément préfabriqué mince en forme de plaque, composé d'une couche de béton, d'une armature et/ou de treillis raidisseurs et pourvue des réservations nécessaires.
  • La partie supérieure est rugueuse et la partie inférieure est lisse et uniforme.
  • L'épaisseur totale du plancher est obtenue sur chantier par coulage dune couche de béton.
  • Les éléments de plancher alvéolés sont réalisés en béton armé ou précontraint.
  • Des canaux longitudinaux réduisent le poids des planchers. Le pourcentage d'espace creux (le volume des canaux) varie entre 30 et 50%.

Ce type d'élément horizontal composite est réalisé à l'aide des composants suivants :

  • poutres de support en béton préfabriqué, entrevous préfabriqués, couche de compression coulée sur place (si nécessaire du point de vue de la stabilité).
  • Les poutrelles sont placées en parallèle. Les entrevous (en béton, terre cuite, bois, polystyrène…) sont placés entre les poutrelles. Ce système de poutrelles et entrevous est finalement recouvert d'une couche de béton servant à solidariser l'ensemble.

Ecobilan

(*)

Dalle de sol :

  • 4a – Mauvais choix

Dalle d'étage :

  • 2b – Très bon choix
  • à 3a – Bon choix
  • (selon la portée)

Dalle de sol :

  • 3b – Bon choix

Dalle d'étage :

  • 2b à 2 c– Très bon choix
  • (selon la portée)
  • 3b – Bon choix
Dimensions courantes
  • Epaisseur : de 40 à 150 mm, avec 50 mm comme épaisseur standard. Elle est entre autres déterminée par l'enrobage en béton requis, la quantité d'armatures, l'épaisseur totale du plancher et les exigences constructives.
  • Largeur : de 1200 à 2400 mm. Elle dépend notamment de l'équipement du fabricant et des possibilités de grutage sur chantier.
  • Longueur : sur mesure (limitée uniquement par les contraintes du transport)
  • Epaisseur : de 50 à 800 mm
  • Largeur : de 62,5 à 480 cm
  • Longueur : jusqu'à 24 m
  • Epaisseur de 12 à 25 cm
  • Longueur de 4,3 à 7,7m
  • L'entraxe entre les poutres est de 60cm.
Avantages
  • Très grandes portées possibles.
  • Sous-face lisse : possibilité de ne pas mettre en œuvre une couche de finition
  • Possibilité de dimensions sur mesure
  • Montage rapide.
  • Très grandes portées possibles.
  • Possibilité de grandes portées
  • Gamme étendue de dimensions standards
  • Possibilité de dimensions sur mesure
  • Seul le remplissage des joints ou une couche de compres-sion minimale doit encore être réalisé(e) sur chantier
  • Montage rapide.
  • Très grandes portées possibles (fonction de la longueur des poutres)
  • Dimensions réduites et faible des entrevous : mise en place manuelle aisée possible.
  • Montage rapide.
Inconvénients
  • Nécessité un engin de levage et de pose
  • Nécessité un engin de levage et de pose
  • La sous-face nécessite une finition (excepté fonctions de stockage, industrie, locaux techniques…)
  • Nécessite un engin de levage et de pose (pour les poutres)
Pose
  • voir sous « Mise en œuvre spécifique »

(*) Données issues du classement NIBE, consulté en juillet 2013.

Elements de structure en béton préfabriqué - horizontaux (suite)

ELEMENTS DE STRUCTURE EN BETON PREFABRIQUE – HORIZONTAUX (suite)
Eléments de plancher nervurés préfabriquésPoutre préfabriquée

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Source : http://www.archiexpo.fr

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Source : http://www.ijbgroep.nl

Description
  • Eléments en béton précontraint, existent en deux variantes : éléments TT et éléments en U renversé.
  • Les dalles minces nécessitent une couche de compression coulée sur place pour absorber les forces transversales verticales et assurer l'effet de diaphragme horizontal du plancher.
  • Disponibles en béton armé et en béton précontraint, en section de type I, T, rectangulaire ou sous forme de pannes.

Ecobilan

(*)

  • 3b – Bon choix
  • n/a
  • Compte tenu des écobilans des autres produits de structure en béton, il convient de considérer que le score se situera entre 3a et 3c (Bon choix).
Dimensions courantes
  • Epaisseur ; de 40/50 à 80/120 mm.
  • Largeur : éléments TT 2401, 2600 ou 3000 mm ; éléments en U 600 ou 1200 mm.
  • Longueur : jusqu'à 28 m
  • Gamme de produits très étendue. Voir sites web des fabricants.
  • La hauteur minimale est de 300 mm, le maximum dépend du type de profil.
  • Les longueurs varient également selon le produit, de 6m à 45m en dimension standard, avec possibilité de fabrication de plus grandes longueurs sur commande.
Avantages
  • Très grandes portées possibles.
  • Sous-face lisse : possibilité de ne pas mettre en œuvre une couche de finition
  • Les rainures des éléments peuvent être découpées sur un tiers de la hauteur aux appuis.
  • Possibilité de dimensions sur mesure
  • Montage rapide
  • Très grandes portées possibles.
  • Faces lisses: possibilité de ne pas mettre en œuvre une couche de finition
  • Montage rapide.
Inconvénients
  • Nécessité un engin de levage et de pose
  • Nécessité un engin de levage et de pose
Pose
  • voir sous « Mise en œuvre spécifique »

(*) Données issues du classement NIBE, consulté en juillet 2013.

Elements de structure en béton préfabriqué - verticaux

PrémursColonne préfabriquée

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Source : http://www.prefab.wikidot.com

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Source : http://www.staalbeton.be

Description
  • Les prémurs se composent de deux panneaux en béton armé industriel lisse (79% de sable et granulats, 7% d'eau et 14% de ciment) reliés l'un à l'autre par des poutres à treillis. Les panneaux fabriquésen usine constituent ainsi les faces extérieures du mur et jouent le rôle d'un coffrage permanent et structurel.
  • Ensuite, l'espace creux entre les deux parois du prémur est bétonné. Le résultat est un mur monolithique avec des surfaces lisses.
  • Disponibles en béton armé et en béton précontraint, en section circulaire ou rectangulaire.

Ecobilan

(*)

  • 2b – Très bon choix
  • n/a
  • Compte tenu des écobilans des autres produits de structure en béton, il convient de considérer que le score se situera entre 3a et 3c (Bon choix).
Dimensions courantes
  • Les prémurs sont produits sur mesure.
  • Les hauteurs de mur peuvent aller jusqu'à 8 mètres.
  • Les autres limites sont celles liées au transport.
  • Colonnes de section circulaire : diamètre de 400 à 900 mm, longueur de 4m (pour les plus gros diamètres) à 8m (pour les plus petits diamètres)
  • Colonnes de section rectangulaire : de 290x290 mm à 490x690 mm
Avantages
  • Surface très lisse sur la face intérieure et extérieure : possibilité de ne pas mettre en œuvre une couche de finition
  • Possibilité de dimensions sur mesure
  • Montage rapide
  • Peuvent couvrir la hauteur de plusieurs étages
  • Faces lisses: possibilité de ne pas mettre en œuvre une couche de finition
  • Possibilité de dimensions sur mesure
  • Montage rapide
Inconvénients
  • Nécessité un engin de levage et de pose
  • Nécessité un engin de levage et de pose
Pose
  • voir sous « Mise en œuvre spécifique »

(*) Données issues du classement NIBE, consulté en juillet 2013.

mis à jour le 01/01/2013

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