Brevet FR3122197A1 — publié le 20221028

L'invention concerne un plancher (10) de béton comportant au moins une poutrelle (12) présentant un axe (X) principal, une dalle (24) de béton qui est coulée de manière à reposer sur une face (14) supérieure de la poutrelle (12), une armature (30) métallique qui est prise dans la dalle (24), la poutrelle (12) étant liée à la dalle (24) de béton par au moins un élément de liaison rapporté qui est fixé à la poutrelle (12) et dont au moins une partie est prise dans la dalle (24) de béton, caractérisé en ce que la poutrelle (12) et l'élément de liaison sont réalisés en bois. Figure pour l'abrégé : Figure 6 PLANCHER DE BETON COMPORTANT UN ELEMENT EN BOIS POUR LA FIXATION DE POUTRELLES EN BOIS AVEC UNE DALLE DE BETON Domaine technique de l'invention L'invention se rapporte à un plancher de béton comportant au moins une poutrelle présentant un axe principal, une dalle de béton qui est coulée de manière à reposer sur une face supérieure de la poutrelle, une armature métallique qui est prise dans la dalle, la poutrelle étant liée à la dalle de béton par au moins un élément de liaison rapporté qui est fixé à la poutrelle et dont au moins une partie est prise dans la dalle de béton. Arrière-plan technique La réalisation de plancher en béton est déjà largement connue dans le domaine de la construction de bâtiments, notamment de bâtiments d'habitation. L'invention concerne plus particulièrement la réalisation de plancher en béton à poutrelles. Un tel plancher à poutrelles comporte une structure porteuse en poutrelles préfabriquées en béton disposées parallèlement avec un espacement régulier, par exemple environ tous les 60 cm. On connaît des poutrelles en béton armé, en béton précontraint avec aciers filants et des poutrelles avec treillis. Une dalle de compression en béton, appelée "hourdis", d'épaisseur comprise par exemple entre 4 cm et 10 cm, est coulée avec un élément d'armature, tel qu'un treillis soudé sur la structure porteuse. A cet effet, un coffrage est disposé entre les poutrelles. Une partie supérieure des poutrelles est directement prise dans le béton pour assurer la fixation de la dalle sur les poutrelles. Il est aussi prévu de nombreux éléments d'armature métallique pour renforcer la dalle et pour améliorer encore la fixation de la dalle sur les poutrelles. La dalle de compression assure la rigidité du plancher et permet le report des charges sur les poutrelles. L'espacement prévu entre deux poutrelles adjacentes est souvent comblé par des entrevous, parfois appelés aussi « hourdis » par abus de langage. Les entrevous peuvent servir de coffrage à la dalle de compression qui les recouvre. Selon la forme et le matériau utilisés, les entrevous ont un rôle porteur ou non. Ils permettent aussi de renforcer les performances d’un plancher, par exemple l'isolation thermique ou phonique. Un tel plancher à poutrelles présente cependant l'inconvénient d'utiliser de nombreuses matières premières non renouvelables, notamment l'acier utilisé pour les armatures. En outre, la production de poutrelles en béton consomme énormément d'énergie. L'invention vise à obtenir un plancher en béton à poutrelles présentant des propriétés mécaniques préservées tout en réduisant l'utilisation de matières premières non renouvelable, notamment d'acier, et en réduisant son empreinte carbone. L'invention propose un plancher de béton comportant au moins une poutrelle présentant un axe principal, une dalle de béton qui est coulée de manière à reposer sur une face supérieure de la poutrelle, une armature métallique qui est prise dans la dalle, la poutrelle étant liée à la dalle de béton par au moins un élément de liaison rapporté qui est fixé à la poutrelle et dont au moins une partie est prise dans la dalle de béton, caractérisé en ce que la poutrelle et l'élément de liaison sont réalisés en bois. Un tel plancher permet de limiter le recours au béton et aux éléments métalliques. La réalisation d'éléments en bois requiert en effet beaucoup moins d'énergie que la réalisation d'éléments équivalents en métal et en béton. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, l'élément de liaison est formé d'une lame de bois qui s'étend selon un axe principal longitudinal et qui présente une face inférieure de fixation avec la poutrelle et une face supérieure de contact avec la dalle de béton, la lame de bois comportant des creux produits par enlèvement de matière dans sa face supérieure dans lesquels le béton de la dalle est coulé, les parois globalement transversales délimitant les creux étant aptes à transmettre les efforts de cisaillement exercés globalement longitudinalement par la dalle sur la lame de bois lors d'une flexion du plancher. Cette caractéristique permet notamment de garantir que la dalle de béton demeure fixée aux poutrelles même en cas de flexion de grande amplitude du plancher. Elle permet plus particulièrement d'éviter le glissement de la dalle de béton par rapport aux poutrelles. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, les creux sont formés par des rainures qui s'étendent globalement transversalement. De tel creux sont aisés, rapides et peu onéreux à réaliser sur des lames de bois. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, la lame de bois est délimitée par au moins deux chants qui sont munis de moyens pour résister à l'arrachement vertical de la dalle par rapport à la lame de bois. Il est en effet important de garantir que la dalle ne puisse être arrachée verticalement par rapport aux poutrelles. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, les moyens pour résister à l'arrachement sont formés par des stries qui s'étendent longitudinalement et dans lesquelles le béton de la dalle est coulé. Comme pour les rainures, de telles stries sont aisées, rapides et peu onéreuses à réaliser sur des lames de bois. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, les moyens pour résister à l'arrachement sont formés par une forme biseautée des chants. Il s'agit d'une variante de réalisation des moyens pour résister à l'arrachement qui sont tout aussi aisés, rapides et peu onéreux à réaliser sur des lames de bois. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, la poutrelle est réalisée en un bois tendre, tandis que la lame de bois est réalisée en un bois dur. Ceci permet de garantir une bonne élasticité et une bonne résistance à la rupture pour la poutrelle, tandis que les lames de bois présentent une dureté à même de garantir leur fonction de fixation de la dalle de béton. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, la lame de bois est fixée par collage de sa face inférieure de fixation sur la face supérieure de la poutrelle. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, la face inférieure de fixation de la lame de bois comporte des fentes longitudinales de décharge qui permettent d'absorber les variations dimensionnelles de la poutrelle en fonction des conditions hygrométriques. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, la lame de bois est fixée à la poutrelle par vissage ou par clouage. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, il comporte au moins une lame de bois dont l'axe principal longitudinal s'étend parallèlement à l'axe principal des poutrelles, dite longeron. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, au moins une poutrelle comporte un longeron qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la face supérieure du tronçon de la poutrelle destiné à recevoir la dalle de béton. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, au moins une poutrelle comporte plusieurs longerons qui sont répartis de manière alignée sur toute la longueur de la face supérieure de la poutrelle destinée à recevoir la dalle de béton. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, il comporte : - au moins deux poutrelles chacune équipée de plusieurs longerons espacés longitudinalement d'un intervalle, - au moins une lame de bois dont l'axe principal longitudinal s'étend selon une direction orthogonale à l'axe principal des poutrelles, dite traverse, et fixée sur la face de chacune des poutrelles dans l'intervalle entre deux longerons. Cette caractéristique permet de réaliser une partie de la fonction de support de la dalle au moyen de lames de bois. Cela permet notamment de réduire les dimensions de l'armature métallique, et donc la quantité de métal présent dans le plancher. Selon un autre aspect du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention, les lames de bois sont traitées avec un produit hydrofuge. Cette caractéristique permet d'éviter que l'eau présente dans le béton lors du coulage de la dalle ne soit absorbée par les lames de bois. Ainsi, les lames de bois sont protégées contre le pourrissement, tandis que le béton conserve ses caractéristiques mécaniques, y compris au niveau de l'interface avec les lames de bois pendant la prise. L'invention concerne aussi un procédé de réalisation d'un plancher selon les enseignements de l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste à : - fixer sur la face supérieure de chaque poutrelle au moins une lame de bois ; - agencer un coffrage et/ou des entrevous dont une face supérieure affleure la face supérieure des poutrelles de manière que les lames de bois fassent saillie par rapport au coffrage et/ou aux entrevous ; - agencer une armature métallique sur les poutrelles ; - couler une dalle de béton qui prenne l'armature métallique et les lames de bois. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés comportant les figures suivantes. La est une vue en perspective qui représente un plancher à poutrelles réalisé selon les enseignements de l'invention qui ne comporte pas d'entrevous. La est une vue similaire à celle de la qui représente un plancher réalisé selon les enseignements de l'invention qui comporte des entrevous intercalés entre les poutrelles. La est une vue de détail éclatée qui représente une poutrelle, une dalle de béton armé et une lame de bois pour la fixation de la dalle de béton sur la poutrelle. La est une vue en perspective qui représente un plancher réalisé selon les enseignements de l'invention qui est monté en appui sur l'arase d'un mur d'un bâtiment. La représente une vue similaire à celle de la dans laquelle le plancher réalisé selon les enseignements de l'invention est monté en appui sur une poutre en bois fixée à un mur ou à une paroi d'un bâtiment. La est une vue en perspective éclatée du plancher de la . La est une vue en perspective qui représente un tronçon d'extrémité d'une lame de bois assurant la fixation de la dalle de béton avec la poutrelle sur l'un quelconque des planchers réalisés selon les enseignements de l'invention, la lame de bois comportant des rainures rectilignes. La est une vue en coupe longitudinale selon le plan de coupe 8-8 de la qui représente la lame de bois, formant ici un longeron, qui est fixée sur la poutrelle et prise dans la dalle pour garantir la fixation de la poutrelle avec la dalle. La est une vue de dessus qui représente une variante de réalisation des rainures équipant la face supérieure de la lame de bois de la . La est une vue de dessus qui représente une variante de réalisation des rainures équipant la face supérieure de la lame de bois de la . La est une vue schématique en coupe longitudinale le long d'une lame de bois prise dans la dalle, la lame de bois n'étant pas réalisée selon les enseignements de l'invention car dénuée de creux dans sa face supérieure, l'ensemble formé par la lame de bois et la dalle étant en flexion entre deux appuis d'extrémités, la flexion étant exagérée pour les besoins de la description. La est une vue similaire à celle de la dans laquelle la lame de bois est réalisée selon les enseignements de l'invention et équipée de creux permettant la reprise des efforts de cisaillement. La est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 13-13 de la , qui représente la lame de bois munie de strie pour empêcher son arrachement vertical par rapport à la dalle. La est une vue en coupe transversale similaire à celle de la , qui représente une variante de réalisation de la lame de bois qui est munie de chants biseautés pour empêcher son arrachement vertical par rapport à la dalle. La est une vue en perspective d'une poutrelle destinée à être utilisée pour fabriquer un plancher selon les enseignements de l'invention dans laquelle la poutrelle est équipée de lames de bois formant des longerons. La est une vue en coupe transversale selon le plan de coupe 16-16 de la qui représente deux poutrelles munies de longerons et d'un coffrage pendant le coulage de la dalle de béton. La est une vue en coupe transversale similaire à celle de la qui représente une variante de réalisation du plancher réalisé selon les enseignements de l'invention. La est une vue en perspective similaire à celle de la qui représente la poutrelle équipée de jupes imperméables pour le transport individuel de chaque poutrelle vers le chantier de fabrication du bâtiment. La est une vue en perspective qui représente deux poutrelles similaire à celle représentée à la entre lesquelles sont agencés des entrevous après relèvement de la jupe imperméable. La est une vue similaire à celle de la dans laquelle les jupes ont été rabattues sur les entrevous pour former une surface étanche. La est une vue similaire à celle de la dans laquelle des traverses ont été agencées sur les poutrelles. Plancher (10) de béton comportant au moins une poutrelle (12) présentant un axe (X) principal, une dalle (24) de béton qui est coulée de manière à reposer sur une face (14) supérieure de la poutrelle (12), une armature (30) métallique qui est prise dans la dalle (24), la poutrelle (12) étant liée à la dalle (24) de béton par au moins un élément de liaison rapporté qui est fixé à la poutrelle (12) et dont au moins une partie est prise dans la dalle (24) de béton, caractérisé en ce que la poutrelle (12) et l'élément de liaison sont réalisés en bois. Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de liaison est formé d'une lame (32) de bois qui s'étend selon un axe (L) principal longitudinal et qui présente une face (34) inférieure de fixation avec la poutrelle (12) et une face (36) supérieure de contact avec la dalle (24) de béton, la lame (32) de bois comportant des creux (39) produits par enlèvement de matière dans sa face (36) supérieure dans lesquels le béton de la dalle (24) est coulé, les parois (40) globalement transversales délimitant les creux (39) étant aptes à transmettre des efforts (C) de cisaillement exercés globalement longitudinalement par la dalle (24) à la lame (32) de bois lors d'une flexion du plancher (10). Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les creux (39) sont formés par des rainures qui s'étendent globalement transversalement. Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la lame (32) de bois est délimitée par au moins deux chants (38) qui sont munis de moyens pour résister à l'arrachement vertical de la dalle (24) par rapport à la lame (32) de bois. Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens pour résister à l'arrachement sont formés par des stries (42) qui s'étendent longitudinalement et dans lesquelles le béton de la dalle (24) est coulé. Plancher (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour résister à l'arrachement sont formés par une forme biseautée des chants (38). Plancher selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la poutrelle est réalisée en un bois tendre, tandis que la lame de bois est réalisée en un bois dur. Plancher selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la lame (32) de bois est fixée par collage de sa face (34) inférieure de fixation sur la face (14) supérieure de la poutrelle (12). Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face ((34) inférieure de fixation de la lame (32) de bois comporte des fentes (44) longitudinales de décharge qui permettent d'absorber les variations dimensionnelles de la poutrelle (12) en fonction des conditions hygrométriques. Plancher (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la lame (32) de bois est fixée à la poutrelle (12) par vissage ou par clouage. Plancher (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une lame (32) de bois dont l'axe (L) principal longitudinal s'étend parallèlement à l'axe (X) principal des poutrelles (12), dite longeron (32A). Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une poutrelle (12) comporte un longeron (32A) qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la face (14) supérieure du tronçon de la poutrelle (12) destiné à recevoir la dalle (24) de béton. Plancher (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins une poutrelle (12) comporte plusieurs longerons (32A) qui sont répartis de manière alignée sur toute la longueur de la face (14) supérieure de la poutrelle destinée à recevoir la dalle (24) de béton. Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins deux poutrelles (12) chacune équipée de plusieurs longerons (32A) espacés longitudinalement d'un intervalle (I), - au moins une lame (32) de bois dont l'axe (L) principal longitudinal s'étend selon une direction orthogonale à l'axe (X) principal des poutrelles (12), dite traverse (32B), et fixée sur la face (14) de chacune des poutrelles (12) dans l'intervalle (I) entre deux longerons (32A). Plancher (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que les lames (32) de bois sont traitées avec un produit hydrofuge. Procédé de réalisation d'un plancher (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à : - fixer sur la face (14) supérieure de chaque poutrelle (12) au moins une lame (32) de bois ; - agencer un coffrage (52) et/ou des entrevous (46) dont une face supérieure affleure la face (14) supérieure des poutrelles (12) de manière que les lames (32) de bois fassent saillie par rapport au coffrage (52) et/ou aux entrevous (46) ; - agencer une armature (30) métallique sur les poutrelles (12) ; - couler une dalle (24) de béton qui prenne l'armature (30) métallique et les lames (32) de bois.