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1. Fonctions & Rôle Structurel

1.1 Transmission des Charges (Descente de charge)

Le plancher reprend deux types de charges verticales :

• Charges Permanentes (G) : Poids propre du plancher, chapes, revêtements de sol, cloisons fixes.
• Charges d'Exploitation (Q) : Personnes, meubles, véhicules. (Ex: 150 kg/m² en logement, 250 kg/m² en bureaux, 500 kg/m² en archives).

Ces charges sont transmises aux éléments porteurs selon le sens de portée (unidirectionnel ou bidirectionnel).

1.2 Effet Diaphragme & Sismique

C'est une fonction vitale en zone sismique (Eurocode 8) ou sous fort vent. Le plancher agit comme une "plaque rigide" horizontale infiniment rigide dans son plan. Il solidarise les murs et les poteaux, répartissant les efforts horizontaux au prorata de la rigidité des éléments de contreventement. Pour cela, le ferraillage doit être continu (chainages périphériques et intérieurs).

1.3 Isolation (Acoustique, Thermique, Feu)

1.4 Combinaisons de Charges (Eurocodes)

Pour le calcul, on ne se contente pas d'additionner G et Q. On applique des coefficients de sécurité partiels :

• ELU (État Limite Ultime) : Vérification de la résistance (ne casse pas). Formule fondamentale : 1,35 G + 1,5 Q.
• ELS (État Limite de Service) : Vérification de la déformation (flèche) et de l'ouverture des fissures. Formule Quasi-permanente : G + 0,3 Q (pour habitation).

2. Planchers Coulés en Place

Le béton est acheminé par camion toupie et coulé dans un coffrage complet sur chantier.

2.1 La Dalle Pleine (BA)

L'épaisseur varie généralement de 15 à 25 cm. C'est la solution la plus phonique et la plus souple pour les formes complexes (courbes, porte-à-faux).
Ferraillage : Constitué de deux nappes de treillis soudé (inférieure pour la flexion positive, supérieure pour les moments négatifs sur appuis) et de renforts.

2.2 Plancher Champignon & Dalle Plate

Utilisé dans les bureaux ou parkings pour éviter les poutres retombantes (gain de hauteur sous plafond et passage réseaux facilité). La dalle repose directement sur les poteaux.
Risque Critique : Le poinçonnement. Si la dalle est trop fine, le poteau la traverse comme une aiguille.
Solutions : Chapiteaux (évasements coniques en tête de poteau) ou armatures spécifiques (goujons, rails anti-poinçonnement).

2.3 Plancher Réticulé (Waffle Slab)

Pour les très grandes portées (10-15m) avec de fortes charges (bibliothèques, musées). La sous-face présente un quadrillage de caissons en béton. On allège la dalle en créant des nervures croisées. On utilise des moules récupérables en plastique ou en métal. C'est une dalle nervurée bidirectionnelle.

2.4 Le Ferraillage : Dispositions Constructives

Le béton ne travaille pas seul. Le placement des aciers suit le diagramme des moments fléchissants :

• En travée (au milieu) : Le moment est positif, la fibre inférieure est tendue. Les aciers principaux sont en bas.
• Sur appui (au-dessus des murs/poutres) : Le moment est négatif, la fibre supérieure est tendue (effet de pincement). Il faut placer des aciers en haut, appelés "chapeaux".
• Arrêt des barres : On ne coupe pas les aciers n'importe où. On suit la courbe des moments décalée (règle de la couture) + longueur d'ancrage (40 à 50 fois le diamètre).

2.5 Règles de Prédimensionnement (L = Portée)

Pour estimer rapidement l'épaisseur h d'un plancher avant le calcul fin :

3. Planchers Préfrabriqués Courants

3.1 Poutrelles-Hourdis (Le Standard Maison Individuelle)

Système semi-préfabriqué composé de 3 éléments :

1. Poutrelles : En béton précontraint (plus légères et performantes) ou en treillis (plus maniables). Elles portent le plancher.
2. Hourdis (Entrevous) : Éléments de remplissage placés entre les poutrelles. Ils servent de "coffrage perdu".
3. Dalle de compression (ou table) : Béton coulé sur place (min. 4-5 cm) avec un treillis soudé anti-fissuration. C'est elle qui assure le monolithisme.

3.2 Traitement des Ponts Thermiques (Rupteurs)

Dans ce type de plancher, le pont thermique en about de dalle est critique. On utilise des rupteurs thermiques (blocs de laine de roche ou polystyrène traversés par des aciers inox) posés en périphérie. Ils assurent la continuité mécanique tout en stoppant le flux de chaleur.

4. Planchers Industrialisés (Grands Bâtiments)

4.1 Les Prédalles

Une prédalle est une plaque de béton préfabriquée (5 à 7 cm d'épaisseur) contenant tout le ferraillage inférieur. Elle sert de coffrage intégral (on ne décoffre pas) et participe à la résistance.
Avantages : Rapidité (pose à la grue), sous-face lisse (prête à peindre), sécurité (pas de travail de ferraillage complexe en hauteur).
Inconvénient : Nécessite beaucoup d'étais avant le coulage du béton complémentaire.
Variante : La prédalle suspendue (tirants intégrés) pour éviter l'étaiement.

4.2 Dalles Alvéolaires (DAP)

Éléments en béton précontraint de grande longueur (jusqu'à 15-20m). Elles sont évidées longitudinalement (alvéoles) pour réduire leur poids de 30 à 50%.
Usage : Parkings, centres commerciaux, bureaux open-space (pour éviter les poteaux intermédiaires). Pas ou peu d'étais nécessaires.
Clavetage : Les dalles sont posées côte à côte, et l'espace entre elles est rempli de béton fin pour assurer la solidarisation (effet diaphragme).

5. Planchers Mixtes & Collaborants

5.1 Bac Acier Collaborant

Une tôle d'acier nervurée sert de coffrage perdu et d'armature inférieure. Le profil de la tôle est cranté ou embouti pour empêcher le béton de glisser (collaboration mécanique).
Usage : Rénovation (léger), gratte-ciels (structure acier), planchers techniques.

5.2 Connexion Acier-Béton (Goujons)

Pour qu'une poutre métallique et une dalle béton travaillent ensemble, on soude des "connecteurs" (goujons à tête, type Nelson) sur la poutre. Ils empêchent le glissement relatif. La poutre acier reprend la traction, la dalle béton reprend la compression : le couple parfait.

5.3 Planchers Bois & CLT (Bas Carbone)

L'évolution vers le bas carbone (RE2020) impose le retour des structures bois.

• CLT (Panneaux Massifs) : Couches de bois croisées collées. Très grande résistance, permet de faire des planchers porteurs dans les deux sens et assure le contreventement.
• Plancher Mixte Bois-Béton : Solives bois + Dalle béton connectée par des tirefonds ou des entailles. Le béton apporte l'inertie, l'acoustique et la protection feu, le bois porte la structure.

6. Mise en Œuvre & Étaiement

6.1 Plan d'Étaiement

Pour les poutrelles-hourdis et les prédalles, les éléments ne portent pas leur propre poids + le béton frais sur toute la portée. Il faut placer des files d'étais intermédiaires (tous les 1.5m ou 2m environ) avant de charger le plancher. Ils doivent reposer sur un sol stable (pas sur de la terre meuble !).

6.2 Délais de Décoffrage

On ne retire pas les étais le lendemain ! Même si le béton semble dur, il n'a pas sa résistance (R28).
En général : 21 à 28 jours pour les grandes portées. Une reprise d'étaiement (séchage partiel) peut être faite plus tôt sous contrôle strict pour redistribuer les efforts sans surcharger la dalle jeune.

7. Pathologies & Calculs

7.3 Fissuration : Diagnostic

Toutes les fissures ne sont pas graves.
- Micro-fissurage de retrait : < 0.2mm, superficiel, sans danger structurel.
- Fissure de flexion : Perpendiculaire à la poutre, au milieu de la travée en sous-face. Signe de surcharge ou de manque d'aciers inférieurs.
- Fissure d'effort tranchant : Oblique à 45° près des appuis. Signe de rupture par cisaillement (très dangereux).

7.4 Trémies et Chevêtres

Une trémie est une ouverture dans le plancher (escalier, gaine). Elle coupe les poutrelles ou les aciers porteurs.
Le principe du renfort : On ne laisse jamais le vide. On crée un chevêtre (petite poutre perpendiculaire) qui récupère la charge des poutrelles coupées et la reporte sur les poutrelles voisines, qui deviennent des "poutres de rive" et doivent être renforcées (doublées ou ferraillage renforcé).

8. Étude de Cas : Note de Calcul Simplifiée

1. Analyse des Charges

• Dalle béton (20cm) : 0.20 x 2500 kg/m³ = 500 kg/m²
• Chape + Carrelage : 100 kg/m²
• Cloisons légères : 50 kg/m²
• Total G (Permanent) = 650 kg/m²
• Total Q (Exploitation) = 150 kg/m² (Logement)

2. Charge Linéique sur la poutrelle

La poutrelle reprend 2.50m de largeur de plancher.
g = 650 x 2.5 = 1625 kg/ml = 16.25 kN/m
q = 150 x 2.5 = 375 kg/ml = 3.75 kN/m

3. Combinaison ELU (État Limite Ultime)

Pu = 1.35 g + 1.5 q = 1.35(16.25) + 1.5(3.75) = 21.94 + 5.62 = 27.56 kN/m

4. Sollicitation Maximale (Moment de flexion)

Pour une poutre isostatique : \(M_{u} = \frac{P_u \times L^2}{8}\)
\(M_{u} = \frac{27.56 \times 5^2}{8} = \frac{689}{8} = 86.12 \text{ kN.m}\)
C'est ce moment de 86.12 kN.m qui servira à calculer la section d'acier nécessaire en zone tendue.

9. Rénovation et Renforcement

Intervenir sur l'existant est plus complexe que le neuf. Voici les solutions classiques :

• Plancher collaborant : Couler une dalle béton connectée sur un vieux plancher bois ou acier pour augmenter sa rigidité et son phonique.
• Renforcement Carbone (TFC) : Collage de lamelles de fibre de carbone en sous-face des poutres. La fibre reprend la traction à la place de l'acier manquant ou corrodé. Solution légère et très résistante.
• Moisage : Renforcer une poutre bois en boulonnant deux profils métalliques (UPE) de part et d'autre.

10. Comparatif Technique

11. Glossaire Technique

Arase

Niveau supérieur d'un mur ou d'un coffrage, parfaitement horizontal, servant de support au plancher.

Contre-flèche

Courbure vers le haut donnée volontairement au coffrage avant coulage. Quand on décoffre, le plancher redescend à l'horizontale sous son propre poids.

ELU / ELS

États Limites de calcul. ELU = Sécurité (ne tombe pas). ELS = Service (ne se déforme pas trop).

Loi de Masse

Principe acoustique : plus un matériau est lourd (dense), moins il vibre, et plus il isole des bruits aériens.

Rupteur Thermique

Boîtier isolant armé placé à la jonction Dalle/Façade pour assurer la continuité de l'isolation tout en transmettant les efforts mécaniques.

Trémie

Ouverture (réservation) dans un plancher pour le passage d'escaliers, ascenseurs ou gaines techniques.