EP4330487A1 - Plancher de beton comportant un element en bois pour la fixation de poutrelles en bois avec une dalle de beton - Google Patents

Plancher de beton comportant un element en bois pour la fixation de poutrelles en bois avec une dalle de beton

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Publication number
EP4330487A1
EP4330487A1 EP22725798.7A EP22725798A EP4330487A1 EP 4330487 A1 EP4330487 A1 EP 4330487A1 EP 22725798 A EP22725798 A EP 22725798A EP 4330487 A1 EP4330487 A1 EP 4330487A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
floor
wood
slab
beams
concrete
Prior art date
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Pending
Application number
EP22725798.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-François Bocquet
Damien LATHUILLIERE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite de Lorraine
Original Assignee
Universite de Lorraine
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Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Lorraine filed Critical Universite de Lorraine
Publication of EP4330487A1 publication Critical patent/EP4330487A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43—Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/12—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with wooden beams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
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    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
    • E04B2005/235—Wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations having a special form
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
    • E04B2005/237—Separate connecting elements

Definitions

  • the invention relates to a concrete floor comprising at least one beam having a main axis, a concrete slab which is cast so as to rest on an upper face of the beam, a metal reinforcement which is taken in the slab, the beam being linked to the concrete slab by at least one added connecting element which is fixed to the beam and of which at least a part is embedded in the concrete slab.
  • the production of concrete floors is already widely known in the field of building construction, in particular residential buildings.
  • the invention relates more particularly to the production of concrete floors with beams.
  • Such a joist floor comprises a load-bearing structure of precast concrete joists arranged parallel with regular spacing, for example approximately every 60 cm. Reinforced concrete beams, prestressed concrete with continuous steels and lattice beams are known.
  • a concrete compression slab called “slab” with a thickness of between 4 cm and 10 cm, for example, is cast with a reinforcing element, such as a welded mesh on the load-bearing structure.
  • a reinforcing element such as a welded mesh on the load-bearing structure.
  • a formwork is placed between the beams.
  • An upper part of the beams is set directly in the concrete to secure the slab to the beams.
  • Many metal reinforcement elements are also provided to reinforce the slab and to further improve the fixing of the slab to the beams.
  • the compression slab ensures the rigidity of the floor and allows the transfer of loads to the beams.
  • interjoists sometimes also called "slabs" by misuse of language.
  • the interjoists can be used as formwork for the compression slab which covers them.
  • the interjoists have a supporting role or not. They also make it possible to reinforce the performance of a floor, for example thermal or sound insulation.
  • Such a floor with beams has the disadvantage of using many non-renewable raw materials, in particular the steel used for the reinforcements.
  • the production of concrete beams consumes a lot of energy.
  • the invention aims to obtain a concrete floor with beams having preserved mechanical properties while reducing the use of non-renewable raw materials, in particular steel, and reducing its carbon footprint.
  • the invention proposes a concrete floor comprising at least one beam having a main axis, a concrete slab which is cast so as to rest on an upper face of the beam, a metal reinforcement which is taken in the slab, the beam being linked to the concrete slab by at least one added connecting element which is fixed to the beam and of which at least a part is taken in the concrete slab, characterized in that the beam and the connecting element are made of wood .
  • the connecting element is formed of a strip of wood which extends along a main longitudinal axis and which has an underside for attachment to the beam and a upper face of contact with the concrete slab, the wooden strip comprising hollows produced by removal of material in its upper face into which the concrete of the slab is poured, the generally transverse walls delimiting the hollows being able to transmit the forces of shear exerted overall longitudinally by the slab on the strip of wood during bending of the floor.
  • This characteristic makes it possible in particular to guarantee that the concrete slab remains fixed to the beams even in the event of large amplitude bending of the floor. More specifically, it prevents the concrete slab from slipping relative to the beams.
  • the recesses are formed by grooves which extend generally transversely.
  • Such hollows are easy, quick and inexpensive to make on wooden slats.
  • the strip of wood is delimited by at least two edges which are provided with means to resist the vertical tearing of the slab relative to the strip of wood.
  • the means for resisting tearing are formed by ridges which extend longitudinally and in which the concrete of the slab is poured.
  • the means for resisting tearing are formed by a bevelled shape of the edges.
  • the beam is made of a soft wood, while the wooden strip is made of a hard wood.
  • the wooden strip is fixed by gluing its lower fixing face to the upper face of the beam.
  • the lower face for fixing the wooden strip comprises longitudinal discharge slots which make it possible to absorb the dimensional variations of the beam according to the hygrometric conditions.
  • the wooden strip is fixed to the beam by screwing or by nailing.
  • the floor produced according to the teachings of the invention comprises at least one strip of wood whose main longitudinal axis extends parallel to the main axis of the beams, called a spar.
  • At least one beam comprises a spar which extends substantially over the entire length of the upper face of the section of the beam intended to receive the concrete slab.
  • At least one beam comprises several beams which are distributed in an aligned manner over the entire length of the upper face of the beam intended to receive the concrete slab.
  • the floor produced according to the teachings of the invention, it comprises:
  • At least one strip of wood whose main longitudinal axis extends in a direction orthogonal to the main axis of the beams, called crosspiece, and fixed to the face of each of the beams in the interval between two beams.
  • This characteristic makes it possible to carry out part of the support function of the slab by means of wooden strips. This makes it possible in particular to reduce the dimensions of the metal reinforcement, and therefore the quantity of metal present in the floor.
  • the wooden strips are treated with a water-repellent product.
  • This feature prevents the water present in the concrete during the pouring of the slab from being absorbed by the wooden strips.
  • the wooden slats are protected against rotting, while the concrete retains its mechanical characteristics, including at the interface with the wooden slats during setting.
  • the invention also relates to a method for producing a floor according to the teachings of the invention, characterized in that it consists of:
  • The is a perspective view similar to that of the which represents the beam equipped with waterproof skirts for the individual transport of each beam to the construction site of the building.
  • longitudinal, vertical and transverse orientations will be adopted without limitation.
  • the longitudinal and transverse directions are applied locally for each blade 32 of wood.
  • the vertical direction is indicated by the arrow "V" of the figures which is oriented by convention from bottom to top.
  • the term "horizontal” will be used to denote a plane parallel to the transverse longitudinal upper face of the floor slab, the vertical direction extending orthogonally to the horizontal upper face of the slab.
  • the vertical direction often corresponds to the direction of gravity, however the invention is also applicable to floors intended to be inclined with respect to the direction of gravity.
  • the concrete floor 10 comprises at least one beam 12 having a main "X" axis.
  • Each beam 12 here has a rectangular cross section.
  • each beam 12 is delimited vertically by an upper face 14 and a lower face 16, and transversely by two side faces 18.
  • each beam 12 generally comprises two end sections 20 which are intended to allow it to be supported on supports 16 and a central section, called bearing section 22, which is intended to extend between the two supports 16.
  • the support 16 can be formed by the leveling of a wall 23, by a support beam, called sail working at the belt fixed to a wall 25, as shown in , or a metal shoe (not shown) which is attached to a wall.
  • the floor 10 has several beams 12, as shown in Figures 1 and 2, they are preferably arranged parallel.
  • the floor 10 here has four identical beams 12. They are spaced transversely by a spacing "E” with respect to the axis "X" of the beams 12.
  • the beams when it is sought to obtain a floor which is not rectangular in shape, can be arranged in a non-parallel manner with respect to each other.
  • the floor 10 also has a concrete slab 24 which is cast so as to rest on the upper face 14 of the beam 12.
  • the concrete slab 24 has the shape of a plate which is delimited vertically by an upper horizontal face 26 of floor and a lower horizontal face 28 of the floor.
  • the slab 24 has a substantially constant vertical thickness, for example between 4 cm and 10 cm, preferably about 7 cm. In general, the slab 24 rests on the span section 22, while the end sections 20 project on either side of the slab 24.
  • the slab 24 is here reinforced by a metal frame 30 which is set in the concrete constituting the slab 24.
  • the frame 30 is shown in broken lines in and it is visible on the exploded view shown in . It has here the form of a lattice in the form of a grid formed by crossings of metal rods, in particular of steel.
  • the beam 12 is made of wood. It is for example a soft wood, such as coniferous wood, in particular spruce. Such wood has mechanical properties that are entirely suitable for construction, particularly in terms of breaking strength and elasticity.
  • a wooden beam 12 instead of a reinforced concrete beam, as is the case in the state of the art, is a solution having many advantages, in particular a point of view of environmental protection.
  • softwood has dimensions that are likely to vary according to climatic conditions with a much greater amplitude than that of concrete. This therefore risks further weakening the bond between the wood and the concrete.
  • the soft wood of the beam 12 risks absorbing the humidity contained in the concrete during the pouring of the slab 24. This risks causing a structural disparity in the slab 24, the places being dried out too quickly by absorption of the water being less resistant due to poor setting of the concrete than the places where the water has evaporated more slowly.
  • the water absorbed by the beams 12 risks causing play to appear and, in the long term, causing a start of fungal degradation in the soft wood and thus significantly reducing the breaking strength of the beam.
  • At least one added connecting element which is fixed to the beam 12, on the one hand, and of which at least a part is taken in the slab 24 of concrete, on the other hand.
  • the connecting elements are also made of wood. This is for example wood treated to resist moisture, in particular by means of a water-repellent treatment.
  • These are, for example, connecting elements made of a hard wood, such as beech or oak.
  • the water-repellent treatment is for example carried out by applying one or more layers of a water-repellent product such as a varnish, optionally preceded by the application of a bonding undercoat.
  • a water-repellent product such as a varnish
  • Each connecting element is more particularly formed by a blade 32 of wood which extends along a longitudinal axis "L”, as shown in more detail in .
  • this blade 32 of wood will be referred to below as spar 32A or crosspiece 32B.
  • the blade 32 of wood has a lower horizontal face 34 for fixing with the beam 12 and an upper face 36 of contact with the slab 24 of concrete.
  • the strip 32 of wood has lateral edges 38 which extend longitudinally and which join its lower face 34 to its upper face 36.
  • the vertical thickness of the blade is generally much smaller than the dimensions of its lower and upper faces 34, 36, for example of the order of a centimeter.
  • the strip 32 of wood is more particularly intended to be set in the concrete of the slab 24 over its entire thickness so that its lower face 34 is flush with the lower face 28 of the slab 24.
  • the blade 32 of wood has recesses 39 produced by removal of material in its upper face 36. These recesses are delimited at least in part by walls 40 extending generally transversely.
  • the term “globally” means that the walls 40 can have an inclination in a horizontal plane with respect to the main longitudinal axis "L”, for example the walls 40 can form an angle of between 45° and 135° with respect to the longitudinal axis "A" of the blade 32 of wood.
  • the grooves are inclined by approximately 10° with respect to the longitudinal axis "L”.
  • the blade 32 of wood here forming a spar 32A
  • the concrete of the slab 24 is poured into the hollow 39.
  • the generally transverse walls 40 are capable of transmitting shear forces "C" exerted generally longitudinally by the slab to the blade 32 of wood during bending of the floor 10. This thus makes it possible to prevent the slab 24 from sliding longitudinally with respect to the blades 32 of wood.
  • the recesses 39 are formed by grooves which extend generally transversely. These are rectilinear grooves which extend from one side edge 38 to the other.
  • the grooves forming the recesses 39 are formed by non-rectilinear grooves, such as chevrons or waves.
  • the invention thus makes it possible to increase the bending rigidity of the floor 10 by associating the beam 12 of wood stressed in tension with the slab 24 of concrete stressed in compression by means of the blade 32 of wood forming a very rigid.
  • the side edges 38 are here provided with ridges 42 which extend longitudinally.
  • the concrete of the slab 24 is poured into the grooves 42.
  • the grooves 42 are capable of transmitting orthogonal heaving forces to the slab 24 up to the blade 32 of wood in order to prevent the tearing of the slab 24 relative to the blade 32 of wood.
  • the side edges 38 of the blade 32 of wood have a beveled shape so that the blade 32 of wood has, in cross section, a profile of trapezoidal shape for dovetail fixing of the blade 32 of wood in the slab 24.
  • At least one blade 32 of wood which extends parallel to the main axis "X" of the beams 12, is called spar 32A.
  • the beams 32A are intended to be fixed directly on the upper face 14 of each beam 12 in order to guarantee a good fixing of the slab 24 to each beam 12.
  • the beams 32A advantageously have the same width as the upper face 14 of the beam 12. They are here arranged so that their side edges 38 are in the extension of the side faces 18 of the beams 12. Thus, the shear forces applied to the beams 32A during bending of the assembly formed by the beam 12 and the slab 24 is distributed over a larger area.
  • a beam 12 comprises several beams 32B which are aligned on the upper face 14 of the beam 12 which is intended to receive the slab 24.
  • the beams 32A of the same beam 12 are arranged at a distance longitudinally from each other , with a regular interval "I", over the entire length of the upper face 14 of the beam 12 which is intended to receive the slab 24.
  • the recesses 39 are regularly distributed over the upper face 36 of each spar 32A.
  • the cumulative length of the beams 32A is at least equal to and preferably greater than the cumulative length of the intervals "I".
  • the shearing force is distributed over a greater length, by limiting, or even eliminating, the stress concentrations.
  • the spars 32A are distributed unevenly, with a greater density near the end sections 20, the density gradually decreasing on approaching the middle of the span section 22 .
  • the shear forces "C" are much greater near the end sections 20 resting on the supports 16 than in the middle of the span section 22 of the beam 12.
  • each beam comprises a spar which extends substantially over the entire length of the upper face of the beam which is intended to receive the slab.
  • the hollows, in particular grooves can then be distributed regularly over the entire length of the spar, or according to a gradual distribution in which the hollows, in particular the grooves, are arranged with greater density near the end sections 20, the density gradually decreasing as it approaches the middle of the reach section 22.
  • Each spar 32A is preferably fixed by bonding its lower fixing face 34 directly to the upper face 14 of the beam 12.
  • the bonding can be activated by slow polymerization, heating, friction, etc.
  • the spars 32A and the beams 12 are made of wood of different species which react in different ways to hygrometric variations.
  • the softwood beams 12 are in particular likely to have dimensions varying with a greater amplitude than the hardwood beams 32B depending on the hygrometric conditions, dependent on humidity and temperature.
  • the lower face 34 for fixing the spar has longitudinal discharge slots 44 which make it possible to absorb the dimensional variations of the beam 12 depending on the hygrometric conditions, as illustrated in .
  • the beams can be fixed by nailing or by screwing to the beams.
  • each crosspiece 32B is arranged across the beams 12.
  • a crosspiece 32B rests on several beams 12. More specifically, each crosspiece 32B is arranged in the interval "I" reserved between two longitudinal members 32A of each beam 12. Thus , the crosspieces 32B are located in the same horizontal plane as the side members 32A.
  • the lower fixing face 34 of each crosspiece 32B is arranged directly in contact with the upper face 14 of each beam 12.
  • the crosspieces 32B are preferably fixed to the beams 12 by screwing or by nailing. As a variant, the crosspieces are fixed to the beams by gluing.
  • This grid arrangement of the longitudinal members 32A and the crosspieces 32B thus makes it possible to confer good support on the slab 24. This at least makes it possible to reduce the section of the metal rods used to form the reinforcement 30.
  • the floor 10 can also comprise interjoists 46 which are inserted in the spacing "E" between two beams 12.
  • the beams 12 are also equipped with means for supporting the interjoists 46.
  • This is a a board 48 of wood fixed flat under the lower face 16 of each beam 12.
  • the board 48 has a width greater than that of the beam 12 so that two side strips 50 of the board 48 protrude laterally on either side of the beam 12 to serve as a support for the interjoists 46.
  • Each board 48 is fixed to the beam 12, for example by gluing if it participates mechanically in the longitudinal behavior, by nailing or by screwing.
  • the board 48 can be made of hardwood or softwood depending on the strength desired.
  • Such a floor 10 can be implemented either directly on the construction site of the building, or in the workshop so that it can then be transported and installed as a prefabricated element on the site.
  • each beam 32B is fixed on the upper face 14 of each beam 12.
  • the beams 32A are for example glued by their lower fixing face 34 to the upper face 14 of the associated beam 12.
  • the board 48 is positioned and fixed against the lower face 16 of the beam 12.
  • Each spar 32A is then treated against humidity, for example by spraying with a water-repellent product.
  • This treatment carried out after fixing the beams 32A on the beam 12 makes it possible to obtain a good seal including on the zones of the upper face 14 of the beam which would not be covered by a beam 32A, in particular in the spacings "I" between two side members 32A if applicable.
  • the beams 12 are arranged in parallel with a determined lateral spacing "E", for example approximately 60 cm. Then a formwork 52 is arranged between the beams 12 so that the upper face of the formwork is flush with the upper face 14 of the beams 12. The beams 32A thus project vertically upwards relative to the formwork 52.
  • crosspieces 32B are arranged across the beams and fixed to the beams 12.
  • a metal reinforcement 30 is then placed on the beams 12 and on the beams 32A. Then the concrete slab 24 is cast on the formwork 52 and on the beams 12, so that the reinforcement 30 and the side members 32A, and if necessary the crosspieces 32B, are set in the concrete.
  • the formwork 52 is removed, and the floor 10, as shown in , is transported to the construction site as a precast element.
  • the floor 10 when the floor 10 is intended to be made in the workshop, it can be made upside down.
  • the concrete slab 24 is then poured into a mold 54, the bottom of which forms the imprint of the upper face 26 of the slab 24, and in which the reinforcement 30 has been placed beforehand.
  • the direction of gravity has been indicated by the arrow "g".
  • the beams 12 are turned over, upper face 14 downwards, then placed above the concrete slab 24 with their upper face flush with the surface of the poured concrete so that the beams 32A, and if necessary, the sleepers 32B can be dipped in the still liquid concrete.
  • the beams 12 are kept in this position until the concrete has hardened.
  • the slab 24 When the concrete has hardened, the slab 24 can be unmolded, the longitudinal members 32A and the crosspieces 32B then being set in the concrete.
  • Floor 10 can be turned right side up.
  • the beams are optionally connected together by crosspieces 32B.
  • This embodiment advantageously makes it possible to obtain a slab 24 having an upper face 26 having an excellent finish and very good flatness.
  • each skirt 56 is arranged to cover an associated side face 18 of the beam.
  • the upper face 14 is indeed protected by the longitudinal members 32A and by the water-repellent treatment, while the lower face 16 is protected by the boards 48.
  • the skirts 56 are fixed to their beam 12 by a free longitudinal upper edge 58 which extends along the angle between the upper face 14 and the associated side face 18 .
  • a lower edge 60 of the skirts is fixed along the board 48.
  • the protective skirts 56 can also be used to form a formwork for the concrete slab 24 as will be explained later.
  • the beams 12 are positioned in the work, then they are fixed in place, as shown in .
  • the skirts 56 are raised, then interjoists 46 intended to form a formwork are arranged in the spaces "E" reserved between two adjacent beams.
  • the interjoists 46 rest on the strips 50 of planks 48 which protrude from the two beams 12 on either side of the spacing "E".
  • the skirts 56 are then folded flat on the upper surface of the interjoists 46 and fixed edge to edge, for example by adhesive strips, to produce a sealed horizontal surface 62 which is flush with the upper face 14 of the beams 12 for the casting of the slab, as illustrated in .
  • crosspieces 32B are then arranged across the beams 12, above the watertight horizontal surface 62, then fixed to the beams 12, as illustrated in .
  • a reinforcement 30 is then placed on the beams thus arranged.
  • the slab 24 can then be cast so that the reinforcement 30, the longitudinal members 32A and/or the crosspieces 32B are embedded in the concrete to obtain a floor 10 as shown in .
  • the floor 10 produced according to any one of the embodiments of the invention advantageously makes it possible to replace concrete and steel elements with wooden elements. This allows both to limit the carbon footprint of the floor and to avoid intensive use of non-renewable raw materials.
  • the floor 10 thus produced is easy to implement and it has mechanical properties entirely suitable for the construction of buildings.

Landscapes

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Abstract

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.

Description

    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.
    •  Description détaillée de l'invention
  • Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.
  • Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif des orientations longitudinales, verticales et transversales. Les directions longitudinales et transversales sont appliquées localement pour chaque lame 32 de bois. La direction verticale est indiquée par la flèche "V" des figures qui est orientée par convention du bas vers le haut. On utilisera le terme "horizontal" pour désigner un plan parallèle à la face supérieure longitudinale transversale de la dalle du plancher, la direction vertical s'étendant orthogonalement à la face supérieure horizontale de la dalle. Pour un tel plancher, la direction verticale correspond souvent à la direction de la gravité, cependant l'invention est aussi applicable à des planchers destinés à être inclinés par rapport à la direction de la gravité.
  • On a représenté aux figures 1 et 2 un plancher 10 de béton réalisé selon les enseignements de l'invention.
  • Le plancher 10 de béton comporte au moins une poutrelle 12 présentant un axe "X" principal. Chaque poutrelle 12 présente ici une section transversale rectangulaire. Comme représenté plus en détails à la , chaque poutrelle 12 est délimitée verticalement par une face 14 supérieure et une face 16 inférieure, et transversalement par deux faces 18 latérales. Comme représenté à la , chaque poutrelle 12 comporte généralement deux tronçons 20 d'extrémité qui sont destinés à permettre son appui sur des supports 16 et un tronçon central, dit tronçon 22 de portée, qui est destiné à s'étendre entre les deux supports 16.
  • Comme représenté à la , le support 16 peut être formé par l'arase d'un mur 23, par une poutre de support, dite voile travaillant à la ceinture fixée à une paroi 25, comme représenté à la , ou encore un sabot métallique (non représenté) qui est fixé à un mur.
  • Lorsque le plancher 10 présente plusieurs poutrelles 12, comme représenté aux figures 1 et 2, elles sont de préférence agencées parallèlement. Le plancher 10 présente ici quatre poutrelles 12 identiques. Elles sont espacées transversalement d'un espacement "E" par rapport à l'axe "X" des poutrelles 12.
  • En variante non représentée, lorsqu'on cherche à obtenir un plancher qui ne soit pas de forme rectangulaire, les poutrelles peuvent être agencées de manière non parallèle les unes par rapport aux autres.
  • Le plancher 10 présente aussi une dalle 24 de béton qui est coulée de manière à reposer sur la face 14 supérieure de la poutrelle 12. La dalle 24 de béton présente la forme d'une plaque qui est délimitée verticalement par une face 26 horizontale supérieure de plancher et une face 28 horizontale inférieure de plancher. La dalle 24 présente une épaisseur verticale sensiblement constante, par exemple comprise entre 4 cm et 10 cm, de préférence environ 7 cm. En général, la dalle 24 est en appui sur le tronçon 22 de portée, tandis que les tronçons 20 d'extrémité font saillie de part et d'autre de la dalle 24.
  • La dalle 24 est ici renforcée par une armature 30 métallique qui est prise dans le béton constituant la dalle 24. L'armature 30 est représentée en traits interrompus à la et elle est visible sur la vue éclatée représentée à la . Elle présente ici la forme d'un treillis en forme de grille formée de croisements de tiges métalliques, notamment d'acier.
  • Selon les enseignements de l'invention, la poutrelle 12 est réalisée en bois. Il s'agit par exemple d'un bois tendre, tel que du bois de conifère, notamment de l'épicéa. Un tel bois présente des propriétés mécaniques tout à fait adaptées à la construction, notamment en termes de résistance à la rupture et d'élasticité. En outre, l'utilisation d'une poutrelle 12 en bois à la place d'une poutrelle en béton armé, comme c'est le cas dans l'état de la technique, est une solution présentant de nombreux avantages, notamment d'un point de vue de la protection de l'environnement.
  • Contrairement à l'état de la technique, il n'est pas possible de prendre directement la poutrelle 12 en bois tendre dans le béton formant la dalle 24 pour assurer la fixation de la dalle 24 sur les poutrelles 12.
  • En effet, le béton n'adhère pas suffisamment au bois tendre pour garantir la tenue du plancher 10.
  • De plus, le bois tendre présente des dimensions qui sont susceptibles de varier en fonction des conditions climatiques avec une amplitude bien supérieure à celle du béton. Cela risque donc d'affaiblir encore l'adhérence entre le bois et le béton.
  • En outre, le bois tendre de la poutrelle 12 risque d'absorber l'humidité contenue dans le béton lors du coulage de la dalle 24. Cela risque de provoquer une disparité structurelle dans la dalle 24, les endroits asséchés trop rapidement par absorption de l'eau étant moins résistant par mauvaise prise du béton que les endroits où l'eau s'est évaporée plus lentement. De plus, l'eau absorbée par les poutrelles 12 risque de faire apparaître des jeux et, à terme, de provoquer un départ de dégradation fongique dans le bois tendre et ainsi de réduire sensiblement la résistance à la rupture de la poutre.
  • Pour permettre de fixer la dalle 24 par rapport à la poutrelle 12, il est prévu au moins un élément de liaison rapporté qui est fixé à la poutrelle 12, d'une part, et dont au moins une partie est prise dans la dalle 24 de béton, d'autre part.
  • Les éléments de liaison sont aussi réalisés en bois. Il s'agit par exemple de bois traité pour résister à l'humidité, notamment au moyen d'un traitement hydrofuge. Il s'agit par exemple d'éléments de liaison réalisé dans un bois dur, tel que du hêtre ou du chêne.
  • Le traitement hydrofuge est par exemple réalisé par application d'une ou plusieurs couches d'un produit hydrofuge tel qu'un vernis, éventuellement précédé par l'application d'une sous-couche d'accrochage.
  • Chaque élément de liaison est plus particulièrement formé par une lame 32 de bois qui s'étend selon un axe "L" longitudinal, comme cela est représenté plus en détails à la . Selon son orientation par rapport à la poutrelle, cette lame 32 de bois sera appelée par la suite longeron 32A ou traverse 32B.
  • La lame 32 de bois présente une face 34 horizontale 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 présente des chants 38 latéraux qui s'étendent longitudinalement et qui joignent sa face 34 inférieure à sa face 36 supérieure. L'épaisseur verticale de la lame est généralement très inférieure aux dimensions de ses faces 34, 36 inférieure et supérieure, par exemple de l'ordre du centimètre.
  • La lame 32 de bois est plus particulièrement destinée à être prise dans le béton de la dalle 24 sur toute son épaisseur de manière que sa face 34 inférieure affleure à la face 28 inférieure de la dalle 24.
  • La lame 32 de bois comporte des creux 39 produits par enlèvement de matière dans sa face 36 supérieure. Ces creux sont délimités au moins en partie par des parois 40 s'étendant globalement transversalement. Le terme "globalement" signifie que les parois 40 peuvent présenter une inclinaison dans un plan horizontal par rapport à l'axe "L" longitudinal principal, par exemple les parois 40 peuvent former un angle compris entre 45° et 135° par rapport à l'axe "A" longitudinal de la lame 32 de bois. Ainsi, sur la , les rainures sont inclinées d'environ 10° par rapport à l'axe "L" longitudinal.
  • Comme représenté à la , la lame 32 de bois formant ici un longeron 32A, le béton de la dalle 24 est coulé dans le creux 39. Ainsi, après durcissement de la dalle 24, les parois 40 globalement transversales sont aptes à transmettre des efforts "C" de cisaillement exercés globalement longitudinalement par la dalle à la lame 32 de bois lors d'une flexion du plancher 10. Ceci permet ainsi d'éviter que la dalle 24 ne glisse longitudinalement par rapport aux lames 32 de bois.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement aisé à réaliser, les creux 39 sont formés par des rainures qui s'étendent globalement transversalement. Il s'agit ici de rainures rectilignes qui s'étendent d'un chant 38 latéral à l'autre.
  • En variante de l'invention représentée aux figures 9 et 10, les rainures formant les creux 39 sont formées par des rainures non rectilignes, telles que des chevrons ou des vagues.
  • Ainsi, lorsqu'un effort vertical "F" est appliqué vers le bas au milieu du plancher 10, ce dernier fléchi sur ses appuis 16 dans le sens longitudinal de la lame 32 de bois, le plancher tend à glisser par rapport aux lames de bois. Comme représenté à la , en l'absence des creux 39, les extrémités de la dalle 24 glissent longitudinalement vers l'extérieur par rapport à la lame 32 de bois. Comme représenté à la , les creux 39 réalisés selon les enseignements de l'invention permettent d'éviter très efficacement ce glissement. Les efforts "C" de cisaillement exercés par la dalle 24 sur la lame 32 de bois sont alors absorbés par compression longitudinale de la dalle de béton et par traction longitudinale de la poutrelle 12 de bois qui est collée sous la lame 32 de bois (non représentée). Or le béton est justement connu pour pouvoir supporter d'importants efforts de compressions, tandis que le bois présente une élasticité suffisante pour absorber les mêmes efforts de traction.
  • L'invention permet ainsi d'augmenter la rigidité de flexion du plancher 10 en associant la poutrelle 12 de bois sollicitée en traction avec la dalle 24 de béton sollicitée en compression par l'intermédiaire de la lame 32 de bois formant un élément de connexion très rigide.
  • Il est en outre prévu de munir les lames 32 de bois de moyens pour résister à l'arrachement vertical de la dalle 24 par rapport aux lames 32 de bois.
  • A cet effet, comme représenté aux figures 7 et 13, les chants 38 latéraux sont ici munis de stries 42 qui s'étendent longitudinalement. Le béton de la dalle 24 est coulé dans les stries 42. Après durcissement de la dalle 24, les stries 42 sont aptes à transmettre des efforts de déchaussement orthogonaux à la dalle 24 jusqu'à la lame 32 de bois afin d'empêcher l'arrachement de la dalle 24 par rapport à la lame 32 de bois.
  • Selon une variante de réalisation des moyens pour résister à l'arrachement représentés à la , les chants 38 latéraux de la lame 32 de bois présentent une forme biseautée de manière que la lame 32 de bois présente, en coupe transversale, un profil de forme trapézoïdale pour une fixation à queue d'aronde de la lame 32 de bois dans la dalle 24.
  • Au moins une lame 32 de bois qui s'étend parallèlement à l'axe "X" principal des poutrelles 12, est dite longeron 32A. Comme représenté aux figures 6 et 8, les longerons 32A sont destinés à être fixés directement sur la face 14 supérieure de chaque poutrelle 12 afin de garantir une bonne fixation de la dalle 24 à chaque poutrelle 12. Les longerons 32A présentent avantageusement la même largeur que la face 14 supérieure de la poutrelle 12. Ils sont ici agencés de manière que leurs chants 38 latéraux soient dans le prolongement des faces 18 latérales des poutrelles 12. Ainsi, les efforts de cisaillement appliqués aux longerons 32A pendant une flexion de l'ensemble formé par la poutrelle 12 et la dalle 24 est réparti sur une plus grande surface.
  • De préférence, comme représenté à la , une poutrelle 12 comporte plusieurs longerons 32B qui sont alignés sur la face 14 supérieure de la poutrelle 12 qui est destinée à recevoir la dalle 24. Les longerons 32A d'une même poutrelle 12 sont agencés à distance longitudinalement l'un de l'autre, avec un intervalle "I" régulier, sur toute la longueur de la face 14 supérieure de la poutrelle 12 qui est destinée à recevoir la dalle 24. Les creux 39 sont répartis régulièrement sur la face supérieure 36 de chaque longeron 32A.
  • La longueur cumulée des longerons 32A est au moins égale et de préférence supérieure à la longueur cumulée des intervalles "I". Ainsi, l'effort de cisaillement est réparti sur une plus grande longueur, en limitant, voir en supprimant, les concentrations de contrainte.
  • En variante, les longerons 32A sont répartis de manière non régulière, avec une plus grande densité à proximité des tronçons 20 d'extrémité, la densité diminuant graduellement en se rapprochant du milieu du tronçon 22 de portée. En effet, les efforts "C" de cisaillement sont beaucoup plus importants à proximité des tronçons 20 d'extrémité en appui sur les supports 16 qu'au milieu du tronçon 22 de portée de la poutrelle 12.
  • Selon une autre variante non représentée, chaque poutrelle comporte un longeron qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la face supérieure de poutrelle qui est destinée à recevoir la dalle. Les creux, notamment des rainures, peuvent alors être répartis régulièrement sur toute la longueur du longeron, ou selon une répartition graduelle dans laquelle les creux, notamment les rainures, sont agencés avec une plus grande densité à proximité des tronçons 20 d'extrémité, la densité diminuant graduellement en se rapprochant du milieu du tronçon 22 de portée.
  • Chaque longeron 32A est de préférence fixé par collage de sa face 34 inférieure de fixation directement sur la face 14 supérieure de la poutrelle 12. L’activation du collage peut être réalisée par polymérisation lente, chauffage, friction, etc.
  • Les longerons 32A et les poutrelles 12 sont réalisées en des bois d'essences différentes qui réagissent de manières différentes aux variations hygrométriques. Les poutrelles 12 en bois tendre sont notamment susceptibles de présenter des dimensions variant avec une plus grande amplitude que les longerons 32B en bois dur en fonction des conditions hygrométriques, dépendantes de l'humidité et de la température. Lorsque le longeron 32A est fixé par collage, pour éviter qu'il ne se décolle sous l'effet des conditions hygrométriques, la face 34 inférieure de fixation du longeron comporte des fentes 44 longitudinales de décharge qui permettent d'absorber les variations dimensionnelles de la poutrelle 12 en fonction des conditions hygrométriques, comme cela est illustré à la .
  • En variante non représentée, les longerons peuvent être fixés par clouage ou par vissage sur les poutrelles.
  • Optionnellement, il est aussi possible de réduire encore la quantité de métal nécessaire à l'armature 30 en équipant le plancher 10 de lames 32 de bois s'étendant selon un axe principal orthogonal à l'axe des poutrelles 12, dite traverses 32B. Ces traverses 32B sont agencées en travers les poutrelles 12. Ainsi, une traverse 32B est en appui sur plusieurs poutrelles 12. Plus particulièrement, chaque traverse 32B est agencée dans l'intervalle "I" réservé entre deux longerons 32A de chaque poutrelle 12. Ainsi, les traverses 32B sont situées dans le même plan horizontal que les longerons 32A. La face 34 inférieure de fixation de chaque traverse 32B est agencée directement au contact de la face 14 supérieure de chaque poutrelle 12.
  • Les traverses 32B sont de préférence fixées sur les poutrelles 12 par vissage ou par clouage. En variante, les traverses sont fixées sur les poutrelles par collage.
  • Cette disposition en quadrillage des longerons 32A et des traverses 32B permet ainsi de conférer un bon soutien à la dalle 24. Cela permet au moins de réduire la section des tiges métalliques utilisées pour former l'armature 30.
  • Comme cela est représenté à la , le plancher 10 peut aussi comporter des entrevous 46 qui sont insérés dans l'espacement "E" entre deux poutrelles 12. En ce cas, les poutrelles 12 sont aussi équipées de moyens de support des entrevous 46. Il s'agit ici d'une planche 48 de bois fixée à plat sous la face 16 inférieure de chaque poutrelle 12. La planche 48 présente une largeur supérieure à celle de la poutrelle 12 de manière que deux bandes 50 latérales de la planche 48 dépassent latéralement de part et d'autre de la poutrelle 12 pour servir de support aux entrevous 46. Chaque planche 48 est fixée à la poutrelle 12, par exemple par collage si elle participe mécaniquement au comportement longitudinal, par clouage ou par vissage. La planche 48 peut être réalisée en bois dur ou en bois tendre selon la résistance recherchée.
  • Un tel plancher 10 peut être mis en œuvre soit directement sur le chantier de fabrication du bâtiment, soit en atelier pour pouvoir être ensuite transporté et installé en tant qu'élément préfabriqué sur le chantier.
  • Quel que soit le mode de mise en œuvre du plancher 10, les poutrelles 12 sont préalablement chacune équipées d'un ou de plusieurs longerons 32B. Ainsi chaque longeron 32B est fixé sur la face 14 supérieure de chaque poutrelle 12. Comme expliqué précédemment, les longerons 32A sont par exemple collés par leur face 34 inférieure de fixation sur la face 14 supérieure de la poutrelle 12 associée.
  • Lorsque cela est nécessaire, la planche 48 est positionnée et fixée contre la face 16 inférieure de la poutrelle 12. On obtient ainsi l'élément de structure représenté à la .
  • Chaque longeron 32A est ensuite traité contre l'humidité, par exemple par pulvérisation d'un produit hydrofuge. Ce traitement réalisé après fixation des longerons 32A sur la poutrelle 12 permet d'obtenir une bonne étanchéité y compris sur les zones de la face 14 supérieure de la poutrelle qui ne seraient pas recouvertes par un longeron 32A, notamment dans les espacements "I" entre deux longerons 32A le cas échéant.
  • A partir de ces poutrelles 12 ainsi réalisées, on décrit à présent, à titre non limitatif, plusieurs manières d'obtenir un plancher selon les enseignements de l'invention.
  • Selon un premier mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 et 16, lorsque le plancher 10 est destiné à être réalisé en atelier, les poutrelles 12 sont agencées parallèlement avec un espacement "E" latéral déterminé, par exemple environ 60 cm. Puis un coffrage 52 est agencé entre les poutrelles 12 de manière que la face supérieure du coffrage affleure la face 14 supérieure des poutrelles 12. Les longerons 32A font ainsi saillie verticalement vers le haut par rapport au coffrage 52.
  • Optionnellement, des traverses 32B sont agencées en travers des poutrelles et fixées aux poutrelles 12.
  • Une armature 30 métallique est ensuite posée sur les poutrelles 12 et sur les longerons 32A. Puis la dalle 24 de béton est coulée sur le coffrage 52 et sur les poutrelles 12, de manière que l'armature 30 et les longerons 32A, et le cas échéant les traverses 32B, soient pris dans le béton.
  • Lorsque le béton a durci, le coffrage 52 est ôté, et le plancher 10, tel que représenté à la , est transporté jusqu'au chantier en tant qu'élément préfabriqué.
  • Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la , lorsque le plancher 10 est destiné à être réalisé en atelier, il peut être réalisé de manière renversée. La dalle 24 de béton est alors coulée dans un moule 54, dont le fond forme l'empreinte de la face 26 supérieure de la dalle 24, et dans lequel l'armature 30 a été préalablement disposée. On a indiqué la direction de la gravité par la flèche "g".
  • Avant que le béton ne durcisse, les poutrelles 12 sont retournées, face 14 supérieure vers le bas, puis disposées au-dessus de la dalle 24 de béton avec leur face supérieure affleurant à la surface du béton coulé de manière que les longerons 32A, et le cas échéant les traverses 32B, puissent être trempés dans le béton encore liquide. Les poutrelles 12 sont maintenues dans cette position jusqu'à ce que le béton ait durci.
  • Lorsque le béton est durci, la dalle 24 peut être démoulée, les longerons 32A et les traverses 32B étant alors pris dans le béton. Le plancher 10 peut être retourné à l'endroit.
  • Avant d'être positionnées au-dessus de la dalle 24, les poutrelles sont éventuellement reliées entre elles par des traverses 32B.
  • Ce mode de réalisation permet avantageusement d'obtenir une dalle 24 présentant une face 26 supérieure présentant une excellente finition et une très bonne planéité.
  • Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, lorsque le plancher 10 est réalisé directement sur le chantier. Les poutrelles 12 sont alors acheminées individuellement jusqu'au chantier.
  • Avantageusement, pour les protéger durant leur acheminement, il est prévu de munir les poutrelles 12 de deux jupes 56 réalisées en une feuille de matériau imperméable tel que du plastique souple, comme cela est illustré à la . Chaque jupe 56 est agencée de manière à couvrir une face 18 latérale associée de la poutrelle. La face 14 supérieure est en effet protégée par les longerons 32A et par le traitement hydrofuge, tandis que la face 16 inférieure est protégée par les planches 48.
  • Les jupes 56 sont fixées à leur poutrelle 12 par un bord 58 supérieure longitudinal libre qui s'étend le long de l'angle entre la face 14 supérieure et la face 18 latérale associée. Pour le transport, un bord 60 inférieur des jupes est fixé le long de la planche 48.
  • Avantageusement, les jupes 56 de protection peuvent aussi être utilisées pour réaliser un coffrage pour la dalle 24 de béton comme cela sera expliqué par la suite.
  • Arrivées sur le chantier, les poutrelles 12 sont positionnées dans l'ouvrage, puis elles sont fixées en place, comme représenté à la . Les jupes 56 sont relevées, puis des entrevous 46 destinés à former un coffrage sont agencés dans les espacements "E" réservés entre deux poutrelles adjacentes. Les entrevous 46 reposent sur les bandes 50 de planches 48 qui dépassent des deux poutrelles 12 de part et d'autre de l'espacement "E".
  • Pour la réalisation de la dalle 24, les jupes 56 sont ensuite rabattues à plat sur la surface supérieure des entrevous 46 et fixées bord à bord, par exemple par des bandes adhésives, pour réaliser une surface 62 horizontale étanche qui affleure la face 14 supérieure des poutrelles 12 en vue du coulage de la dalle, comme illustré à la . Le cas échéant, des traverses 32B sont ensuite agencées en travers des poutrelles 12, par-dessus la surface 62 horizontale étanche, puis fixées aux poutrelles 12, comme illustré à la .
  • Une armature 30 est ensuite posée sur les poutrelles ainsi agencées. La dalle 24 peut ensuite être coulée de manière que l'armature 30, les longerons 32A et/ou les traverses 32B soient prises dans le béton pour obtenir un plancher 10 tel que représenté à la .
  • Le plancher 10 réalisé selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention permet avantageusement de remplacer des éléments de béton et d'acier par des éléments en bois. Ceci permet à la fois de limiter l'empreinte carbone du plancher et d'éviter d'avoir un recours intensif à des matières premières non renouvelables.
  • En outre, le plancher 10 ainsi réalisé est facile à mettre en œuvre et il présente des propriétés mécaniques tout à fait adaptées à la construction de bâtiments.
    •

Claims (16)

  1. 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.
  2. 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).
  3. Plancher (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les creux (39) sont formés par des rainures qui s'étendent globalement transversalement.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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).
  7. 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.
  8. 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).
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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).
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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).
  15. Plancher (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames (32) de bois sont traitées avec un produit hydrofuge.
  16. 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.
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