Brevet FR3127239A1 — publié le 20230324

L’invention concerne un élément de plancher (1) fini préfabriqué, constitué d’un panneau réalisé dans un matériau de structure (MS), comportant dans son épaisseur des blocs d’élégissement (5) et des armatures (6, 7), et au moins une couche supérieur (14) en matériaux de structure. Les blocs d’élégissement (5) forment un quadrillage et définissent entre eux un réseau de nervures (8, 9) s’étendant dans deux directions (X, Y) sécantes. Les armatures (6, 7) sont disposées en deux nappes (10, 11) parallèles de part et d’autre des blocs d’élégissement (5). Elles sont saillantes des bords (4) de l’élément de plancher (1) pour assurer une continuité mécanique avec des éléments de plancher (1) adjacents. Un plancher (20) est obtenu par juxtaposition des éléments de plancher (1) séparés entre eux par une zone de jonction (ZJ) délimitée par un béquet de coffrage (12) intégré, et par coulage uniquement dans les zones de jonction (ZJ) d’un matériau de clavetage (MC) à très hautes performances, pour sceller lesdits éléments de plancher (1) entre eux et aux éléments porteurs d’une construction, permettant de réaliser une structure porteuse d’un bâtiment sans dalle de compression coulée sur chantier. Figure pour l’abrégé : Fig 2 Élément de plancher fini préfabriqué, procédé de fabrication d’un plancher et plancher obtenu La présente invention concerne un élément de plancher fini préfabriqué, constitué d’un panneau réalisé dans un matériau de structure, défini par un plan, une largeur, une longueur, une épaisseur, une face inférieure, une face supérieure, et des bords qui relient les faces inférieure et supérieure, ledit élément de plancher comportant dans son épaisseur des blocs d’élégissement et des armatures, ainsi qu’un réseau de nervures et au moins une couche supérieure réalisés dans ledit matériau de structure. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un plancher à partir d’éléments de plancher finis préfabriqués et un plancher obtenu. Les éléments de plancher finis préfabriqués existent depuis de nombreuses années sous la forme de dalles alvéolées, en béton précontraint ou en béton armé, pour fabriquer des planchers secs, c’est-à-dire des planchers qui ne nécessitent pas de dalle de compression coulée sur chantier. Il existe également depuis de nombreuses années des éléments de plancher élégis préfabriqués, pour fabriquer des planchers semi-finis au même titre que des prédalles de plancher, nécessitant une dalle de compression coulée sur chantier. Un exemple est décrit dans la publication FR 2 856 092 B1 appartenant à la demanderesse, dans lequel les éléments de plancher élégis préfabriqués peuvent comporter des passages pour permettre la traversée des réseaux techniques. D’une façon générale, les éléments de plancher préfabriqués finis ou semi-finis doivent présenter un poids surfacique inférieur au poids d’un plancher plein coulé en place. Ce résultat est obtenu par des vides (dalle alvéolée), des blocs de matériau léger (élégissement), et/ou un matériau de structure léger. Le principal inconvénient des planchers à dalles alvéolées ou à dalles élégies est de ne porter que dans la direction principale du plancher. Ils ne peuvent prendre appui que sur des éléments porteurs linéaires comme des murs ou des poutres, conformément à la publication FR 1 353 463 A. Ces planchers ne sont donc pas utilisables sur des appuis ponctuels, comme des poteaux ou des piliers, sans l’utilisation de poutres plates appelées « bandes noyées » dans l’épaisseur du plancher. En outre, la traversée des réseaux techniques perpendiculairement au sens de portée est également problématique dans ce type de plancher, en particulier dans le cas des dalles alvéolées. La publication GB 1 403 337 A propose une dalle préfabriquée alvéolée comportant des nervures dans deux directions perpendiculaires, pouvant porter dans deux directions et adaptée pour des appuis ponctuels. Cependant, cette solution nécessite une dalle de compression coulée sur chantier. Les solutions actuelles d’éléments de planchers finis préfabriquées alvéolés ou élégis ne sont donc pas satisfaisantes. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une nouvelle solution d’un élément de plancher, fini et préfabriqué, qui a l’avantage d’offrir un compromis favorable entre un poids total du plancher fortement réduit, une quantité de béton coulé en place réduite à son minimum, une continuité mécanique garantie entre les éléments de plancher dans deux directions sécantes du plancher, et un plancher bas carbone. L’invention vise également la fabrication d’un plancher par juxtaposition d’éléments de plancher, et clavetage de ces derniers, lesdits éléments de plancher finis comportant toute la partie structurale du plancher. L’invention vise également le plancher obtenu, qui peut être posé avec ou sans étai, peut porter dans une ou dans deux directions, peut s’appuyer indifféremment sur des têtes de poteaux, des poutres ou des murs (voiles), et peut incorporer des réseaux techniques (électricité, courants faibles, eau). Dans ce but, l'invention concerne un élément de plancher du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que lesdits blocs d’élégissement sont constitués de blocs pleins ayant une densité inférieure à celle dudit matériau de structure et ont une largeur et une longueur inférieures à la largeur et à la longueur dudit élément de plancher, en ce que lesdits blocs d’élégissement sont disposés l’un par rapport à l’autre dans le plan dudit élément de plancher, moyennant un intervalle prédéfini, de sorte à définir entre eux ledit réseau de nervures réalisé dans ledit matériau de structure, lesdites nervures s’étendant dans deux directions sécantes dudit plan pour porter dans lesdites deux directions, et en ce que lesdites armatures s’étendent dans les deux directions sécantes et sont saillantes des bords dudit élément de plancher pour constituer des armatures d’attente et assurer une continuité mécanique avec des éléments de plancher adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher. Ainsi, l’élément de plancher obtenu constitue un élément complet et fini, qui intègre toutes les caractéristiques et performances nécessaires pour constituer un plancher ayant une portance dans deux directions sécantes, prêt à être posé et prêt à être scellé à d’autres éléments de plancher identiques ou similaires, permettant de raccourcir considérablement la durée du chantier, en évitant la pose de treillis d’armatures additionnels sur toute la surface du plancher et le coulage d’une dalle de compression sur chantier. En fonction des variantes de réalisation, les nervures formant ledit réseau peuvent être perpendiculaires entre elles ou non. Lesdits blocs d’élégissement ont avantageusement une épaisseur inférieure à l’épaisseur dudit élément de plancher, et peuvent être positionnés de sorte qu’ils affleurent la face inférieure dudit élément de plancher, ou qu’ils sont complètement noyés dans l’épaisseur dudit élément de plancher. Lesdites armatures peuvent avantageusement être disposées en au moins deux nappes parallèles audit plan, dont une nappe inférieure et une nappe supérieure, ladite nappe inférieure pouvant être située entre lesdits blocs d’élégissement ou en-dessous desdits blocs d’élégissement dans une couche inférieure réalisée dans ledit matériau de structure, et ladite nappe supérieure étant de préférence située au-dessus desdits blocs d’élégissement dans ladite couche supérieure. Lesdites nappes peuvent comporter des armatures s’étendant dans au moins deux directions sécantes dudit plan, et les armatures des deux nappes sont avantageusement saillantes des bords dudit élément de plancher pour assurer une continuité mécanique avec des éléments de plancher adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher. Dans une forme préférée de l’invention, ledit élément de plancher comporte un béquet de coffrage prolongeant la face inférieure dudit élément de plancher, sur au moins deux desdits bords pour créer des zones de jonction entre des éléments de planchers adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher. En variante de réalisation, ledit élément de plancher peut comporter des empochements dans lesdits bords, pour créer des zones de jonction élargies alternées avec des zones de jonction étroites entre des éléments de planchers adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher. Lesdites armatures peuvent être constituées de barres rigides, dont la partie saillante peut être droite, courbée en crochet, munie d’une tête d’ancrage qui peut être rapportée ou obtenue par déformation de matière, et/ou de câbles souples, dont la partie saillante peut former une boucle fermée ou ouverte. Selon les besoins, ledit élément de plancher peut comporter au moins un fourreau, qui traverse perpendiculairement ledit élément de plancher, pour délimiter une réservation destinée à recevoir au moins une barre d’armature au droit d’un élément porteur d’une construction. Dans ce cas, ledit élément de plancher peut comporter autour dudit fourreau une zone d’appui pleine de matériau de structure, sans bloc d’élégissement. Les nervures prévues dans ledit élément de plancher peuvent avoir une largeur variable, de préférence croissante en direction dudit fourreau ou de ladite zone d’appui pleine. De la même manière, ledit élément de plancher peut comporter au moins un passage destiné à recevoir une gaine ou un conduit technique, ledit passage étant réalisé par une rainure et/ou une perforation prévue dans lesdits blocs d’élégissement et par un fourreau de passage dans lesdites nervures entre les blocs d’élégissement adjacents concernés. Le but de l’invention est également atteint par un procédé de fabrication d’un plancher consistant à : - juxtaposer des éléments de plancher sur des éléments porteurs d’une construction pour former la surface du plancher à fabriquer, lesdits éléments de plancher étant séparés entre eux par des zones de jonction comportant les parties saillantes desdites armatures, - imbriquer entre elles lesdites parties saillantes des armatures des éléments de plancher adjacents dans lesdites zones de jonction, et - couler un matériau de clavetage uniquement dans lesdites zones de jonction pour sceller lesdits éléments de plancher entre eux et auxdits éléments porteurs de la construction pour terminer ledit plancher sans dalle de compression coulée sur chantier, ledit plancher portant dans deux directions sécantes. Dans ce procédé, lesdites zones de jonction sont avantageusement délimitées par des béquets de coffrage intégrés auxdits éléments de plancher et/ou peuvent comporter une alternance de zones de jonction élargies et de zones de jonction étroites si les éléments de plancher comportent des empochements dans ses bords. Le procédé prévoit en outre de couler un matériau de clavetage ayant une très forte résistance à la compression dans lesdites zones de jonction, ledit matériau étant choisi dans le groupe comprenant les bétons ou microbétons hautes performances, les bétons ou microbétons à très hautes performances, avec ou sans fibres de renfort, les bétons ou microbétons fibrés à ultra hautes performances. Il prévoit d’utiliser préférentiellement des microbétons, dont les granulats ont une taille inférieure ou égale à 10mm. Le but de l’invention est également atteint par un plancher obtenu par ledit procédé de fabrication, sans dalle de compression coulée sur chantier. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : est une vue en perspective d’un élément de plancher fini préfabriqué selon l’invention, est une vue en coupe transversale de l’élément de plancher de la selon le plan de coupe II-II, est une vue en coupe transversale de deux éléments de plancher avant assemblage, est une vue en coupe transversale des deux éléments de plancher de la après assemblage, est une vue en perspective et en transparence d’un plancher représenté partiellement par six éléments de plancher selon la juxtaposés, est une vue de dessus du détail VI du plancher de la montrant les armatures saillantes dans la zone de jonction entre des éléments de plancher adjacents, est une vue agrandie du détail VII de la montrant une zone d’appui sur un poteau porteur, prévue dans un élément de plancher, est une vue en coupe transversale de l’élément de plancher de la , au droit de la zone d’appui sur le poteau porteur, est une vue de dessus d’un élément de plancher pourvu de nervures d’épaisseur croissante en direction de la zone d’appui, est une vue en coupe d’une jonction entre un élément de plancher et un trumeau, est une vue en coupe du côté de la jonction de la , est une vue en coupe de deux éléments de plancher assemblés selon une variante de réalisation de la , est une vue en coupe de deux éléments de plancher assemblés selon une variante de réalisation de la , est une vue en perspective d’un élément de plancher selon la variante de réalisation de la , est une vue en perspective partielle de l’élément de plancher de la , est une vue de dessus d’une partie d’un élément de plancher pourvu de réservations pour le passage des réseaux techniques dans l’épaisseur du plancher, est une vue en coupe transversale dans un premier plan de coupe de l’élément de plancher de la , est une vue en coupe transversale dans un second plan de coupe de l’élément de plancher de la , est une vue en perspective d’un élément de plancher selon une autre variante de réalisation de l’invention, et est une vue en coupe de deux éléments de plancher de la assemblés. Elément de plancher (1, 1’, 1’’) fini préfabriqué, constitué d’un panneau réalisé dans un matériau de structure (MS), défini par un plan (XY), une largeur, une longueur, une épaisseur, une face inférieure (2), une face supérieure (3), et des bords (4) qui relient les faces inférieure et supérieure, ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’) comportant dans son épaisseur des blocs d’élégissement (5) et des armatures (6, 7), ainsi qu’un réseau de nervures (8, 9) et au moins une couche supérieure (14) réalisés dans ledit matériau de structure (MS), caractérisé en ce que lesdits blocs d’élégissement (5) sont constitués de blocs pleins ayant une densité inférieure à celle dudit matériau de structure (MS) et ont une largeur et une longueur inférieures à la largeur et à la longueur dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’), en ce que lesdits blocs d’élégissement (5) sont disposés l’un par rapport à l’autre dans le plan (XY) dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’), moyennant un intervalle (I) prédéfini, de sorte à définir entre eux ledit réseau de nervures (8, 9) réalisé dans ledit matériau de structure (MS), lesdites nervures (8, 9) s’étendant dans deux directions (X, Y) sécantes dudit plan pour porter dans lesdites deux directions, et en ce que lesdites armatures (6, 7) s’étendent dans les deux directions (X, Y) sécantes et sont saillantes des bords (4) dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’) pour constituer des armatures d’attente et assurer une continuité mécanique avec des éléments de plancher (1, 1’, 1’’) adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher (20). Élément de plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures (8, 9) formant ledit réseau sont perpendiculaires entre elles. Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits blocs d’élégissement (5) ont une épaisseur inférieure à l’épaisseur dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’), et sont positionnés de sorte qu’ils affleurent la face inférieure (2) dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’), ou qu’ils sont complètement noyés dans l’épaisseur dudit élément de plancher (1, 1’, 1’’). Élément de plancher selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites armatures (6, 7) sont disposées en au moins deux nappes (10, 11) parallèles audit plan (XY), dont une nappe inférieure (10) et une nappe supérieure (11), et en ce que ladite nappe inférieure (10) est située entre lesdits blocs d’élégissement (5) ou en-dessous desdits blocs d’élégissement (5) dans une couche inférieure (13) réalisée dans ledit matériau de structure (MS), et ladite nappe supérieure (11) est située entre lesdits blocs d’élégissement (5) ou au-dessus desdits blocs d’élégissement (5) dans ladite couche supérieure (14). Élément de plancher selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites nappes (10, 11) comportent des armatures (6, 7) s’étendant dans au moins deux directions (X, Y) sécantes dudit plan, et en ce que les armatures (6, 7) des deux nappes (10, 11) sont saillantes des bords (4) dudit élément de plancher pour assurer une continuité mécanique avec des éléments de plancher (1, 1’, 1’’) adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher (20). Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’) comporte un béquet de coffrage (12, 12’) prolongeant la face inférieure (2) dudit élément de plancher (1, 1’), sur au moins un desdits bords (4), pour créer des zones de jonction (ZJ) entre des éléments de planchers (1, 1’, 1’’) adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher (20). Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de plancher (1’’) comporte des empochements (24) dans lesdits bords (4), pour créer des zones de jonction (ZJ) élargies alternées avec des zones de jonction (ZJ) étroites entre des éléments de planchers (1’’) adjacents lorsqu’ils sont juxtaposés pour fabriquer un plancher (20). Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites armatures (6, 7) sont constituées de barres rigides, dont la partie saillante est droite, courbée en crochet, munie d’une tête d’ancrage ou en boucle fermée, et/ou de câbles souples, dont la partie saillante forme une boucle fermée ou ouverte. Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’) comporte au moins un fourreau (16), qui traverse perpendiculairement ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’), pour délimiter une réservation destinée à recevoir au moins une barre d’armature (22) au droit d’un élément porteur (21, 23) d’une construction. Élément de plancher selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’) comporte autour dudit fourreau (16) une zone d’appui pleine (ZP) de matériau de structure (MS), sans bloc d’élégissement. Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les nervures (8, 9) ont une largeur variable, de préférence croissante en direction dudit fourreau (16). Élément de plancher selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit élément de plancher (1, 1’, 1’’) comporte au moins un passage destiné à recevoir une gaine ou un conduit technique, ledit passage étant réalisé par une rainure (18) et/ou une perforation (19) prévue dans lesdits blocs d’élégissement (5) et par un fourreau de passage (17) dans les nervures (8, 9) entre les blocs d’élégissement (5) adjacents concernés. Procédé de fabrication d’un plancher (20) à partir d’éléments de plancher (1, 1’, 1’’) finis préfabriqués selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes dudit procédé consistent à : - juxtaposer des éléments de plancher (1, 1’, 1’’) sur des éléments porteurs (21, 23) d’une construction pour former la surface du plancher (20) à fabriquer, lesdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’) étant séparés entre eux par des zones de jonction (ZJ) comportant les parties saillantes desdites armatures (6, 7), - imbriquer entre elles lesdites parties saillantes des armatures (6, 7) des éléments de plancher (1, 1’, 1’’) adjacents dans lesdites zones de jonction (ZJ), et - couler un matériau de clavetage (MC) uniquement dans lesdites zones de jonction (ZJ) pour sceller lesdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’) entre eux et auxdits éléments porteurs (21, 23) de la construction pour terminer ledit plancher (20), sans dalle de compression coulée sur chantier, ledit plancher portant dans deux directions (XY) sécantes. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdites zones de jonction (ZJ) sont délimitées par des béquets de coffrage (12, 12’) intégrés auxdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’). Procédé selon l’une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que lesdites zones de jonction (ZJ) comportent une alternance de zones de jonction (ZJ) élargies et de zones de jonction (ZJ) étroites, obtenue par des empochements (24) prévus dans les bords (4) desdits éléments de plancher (1’’). Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il consiste à couler un matériau de clavetage (MC) ayant une très forte résistance à la compression dans lesdites zones de jonction (ZJ), ledit matériau étant choisi dans le groupe comprenant les bétons ou microbétons hautes performances (BHP), les bétons ou microbétons à très hautes performances (BTHP) avec ou sans fibres de renfort, les bétons ou microbétons fibrés à ultra hautes performances (BFUHP). Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser des microbétons, dont les granulats ont une taille inférieure ou égale à 10mm. Plancher (20) obtenu par le procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce qu’il comporte des éléments de plancher (1, 1’, 1’’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, lesdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’) étant juxtaposés pour former la surface dudit plancher (20), et séparés entre eux par des zones de jonction (ZJ) comportant les parties saillantes desdites armatures (6, 7), en ce que lesdites parties saillantes des armatures (6, 7) desdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’) adjacents sont imbriquées entre elles dans lesdites zones de jonction (ZJ), et en ce que, uniquement lesdites zones de jonction (ZJ) sont scellées par un matériau de clavetage (MC) coulé en place pour sceller lesdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’) entre eux et auxdits éléments porteurs de la construction pour terminer ledit plancher (20), sans dalle de compression coulée sur chantier, ledit plancher portant dans deux directions (XY) sécantes. Plancher selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdites zones de jonction (ZJ) sont délimitées par des béquets de coffrage (12, 12’) intégrés auxdits éléments de plancher (1, 1’, 1’’). Plancher selon l’une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisé en ce que lesdites zones de jonction (ZJ) comportent une alternance de zones de jonction (ZJ) élargies et de zones de jonction (ZJ) étroites, obtenue par des empochements (24) prévus dans les bords (4) desdits éléments de plancher (1’’).