Les murs en maçonnerie Eléments de cours - Saint

Transcription

Les murs en maçonnerie
Eléments de cours
Fabien Lagier
Augustin Parret-Fréaud
Paris, janvier 2006
B.T.S. bâtiment - Classe de 1ère année
Table des matières
Introduction
3
1 Maçonnerie de petits éléments - Généralités
1.1 Considérations générales . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Maçonnerie en agglomérés de béton . . . . . . . . . .
1.3.1 Les blocs traditionnels . . . . . . . . . . . . .
1.3.2 Caractéristiques principales des blocs en béton
1.4 Maçonnerie en briques d’argile cuite . . . . . . . . . .
1.4.1 Briques pleines . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2 Briques perforés et blocs perforés . . . . . . .
1.4.3 Briques creuses . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.4 Classe de résistance . . . . . . . . . . . . . . .
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2 Stabilité mécanique des maçonneries
2.1 Contraintes admissibles dans les parois porteuses sous l’effet de charges verticales
2.2 Évaluation des efforts sollicitant les parois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Vérification des contraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Vérification de la résistance de la paroi sous charges verticales. . . . . .
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3 Disposition constructives minimales
3.1 Fractionnement des murs . . . . . . .
3.2 Les chaı̂nages . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Chaı̂nages horizontaux . . . .
3.2.2 Chaı̂nages verticaux . . . . .
3.3 Protection des murs en soubassement
3.3.1 Coupure de capillarité . . . .
3.3.2 Enduits . . . . . . . . . . . .
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4 Effet de site
4.1 Définition de la hauteur .
4.2 Définition de l’exposition .
4.3 Définition des sites . . . .
4.3.1 Site a . . . . . . .
4.3.2 Site b . . . . . . .
4.3.3 Site c . . . . . . . .
4.3.4 Site d . . . . . . .
4.4 Typologie des maçonneries
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4.5
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
Choix
Type I . .
Type II .
Type III .
Type IV .
conceptuel
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33
5 Evolution des éléments de maçonnerie
34
Les blocs accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
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Introduction
On appelle maçonnerie un ouvrage composé de matériaux (blocs béton, briques, pierres,
etc.) unis par un liant (mortier, ciment, plâtre, etc.), le plus souvent dans le but de construire
un mur.
La maçonnerie est considérée comme la technique de construction la plus ancienne et la
plus répandue. En effet, comme elle n’utilise pour l’essentiel que des petits éléments, elle ne
nécessite pas de moyen de manutention important sur le chantier. Elle est donc applicable par
toutes les entreprises, et en particulier par l’artisan maçon qui réalise d’ailleurs la plupart des
constructions pavillonnaires.
Cependant, la pénurie de main d’oeuvre qualifiée, les prix de transport et de manutention
élevés, auxquels s’ajoute le faible rendement de la maçonnerie en pierres naturelles contribuent
à faire considérer cette dernière comme un ouvrage de luxe. Le thème de la construction en
pierre ne sera donc pas abordé dans ce cours. Ce type de construction a été pratiquement
abandonné depuis la venue progressive des produits industrialisés (bloc béton).
Les murs en maçonnerie doivent répondre à un certain nombre de règles, d’exigences que
l’on retrouve dans le Document Technique Unifié DTU 20.1 ” Ouvrages en maçonnerie de petits éléments - Parois et murs ”. Il se décompose en 3 parties :
– Partie 1 : Cahier des clauses techniques ;
– Partie 2 : Règles de calcul et dispositions constructives minimales ;
– Partie 3 : Guide pour le choix des types de murs de façades en fonction du
site ;
1
1.1
Maçonnerie de petits éléments - Généralités
Considérations générales
Les principaux matériaux dont on dispose pour la construction des murs sont :
– ................................... ;
– ................................... ;
– .....................................
A part quelques pierres naturelles, tous les matériaux utilisés pour la construction des
murs sont anisotropes, ce qui signifie qu’ils possèdent des caractéristiques différentes selon la
direction des sollicitations. Les agglomérés de béton et la brique d’argile cuite sont fabriqués
dans un sens bien défini.
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Fig. 1 – Forces agissant perpendiculairement aux lits des matériaux
Bien que les matériaux employés possèdent des caractéristiques technologiques différentes,
les principes généraux d’empilage restent identiques. Ces principes peuvent être résumés
comme suit :
– Les matériaux doivent être posés de manière à recevoir les forces qu’ils supportent
perpendiculairement au lit de leur structure.
– Les joints disposés dans le plan des forces doivent être décalés d’assise en assise, afin
d’assurer une parfaite cohésion de mur et de permettre la répartition et la transmission
des charges.
1.2
Domaine d’application
Les fonctions assurées par les murs en maçonnerie concernent principalement :
– ...................................................................................................... ;
– ...................................................................................................... ;
– ...................................................................................................... ;
– ...................................................................................................... ;
– ...................................................................................................... ;
De plus la qualité des produits doit garantir leur durabilité et l’absence d’entretien durant
le vie de l’ouvrage.
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Les ouvrages courants de maçonnerie traditionnelle peuvent être classés suivant leur rôle
dans l’ouvrage :
– ......................................................................................... ;
– ......................................................................................... ;
– ......................................................................................... ;
– ..........................................................................................
Le DTU 20.1 distingue deux conceptions traditionnelles de murs en maçonnerie :
Murs à simple paroi
Ils ne comportent qu’une paroi de maçonnerie, enduite ou non :
– murs simples dont la paroi est constituée, dans le sens de l’épaisseur, par un seul
matériau principal.
Fig. 2 – exemple de mur simple
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– murs composites dont la paroi est constituée, dans le sens de l’épaisseur, par plusieurs
matériaux principaux (enduits non compris), solidarisés de façon continue par du mortier
ou du béton (fig. 3) ;
Fig. 3 – exemple de mur composite
Murs à double paroi
Ils comportent deux parois distinctes qui peuvent être :
– d’épaisseurs sensiblement égales : ce sont les murs doubles (fig. 4),
Fig. 4 – exemple de mur double
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– d’épaisseurs nettement inégales : ce sont les murs avec doublage (fig. 5), dits également murs avec cloison de doublage.
Fig. 5 – exemple de mur avec cloison de doublage
1.3
Maçonnerie en agglomérés de béton
Vers la fin du XIXème siècle, les premiers blocs béton sont réalisés manuellement. Les premières machines apparaissent aux environs de la première guerre mondiale, avec une cadence
de fabrication assez lente.
Aujourd’hui la production est entièrement automatisée, depuis l’asservissement de la centrale à béton jusqu’à la palettisation. Le bloc est le produit le plus utilisé pour la construction
des murs de maçonnerie (7 murs en maçonnerie sur 10 sont construits en blocs béton), ce qui
représente 13 millions de tonnes consommés chaque année.
Les agglomérés de béton sont appelés communément dans certaine région, agglos, parpaings, moellons, ou plots de béton. Son choix dépendra d’une étude approfondie des divers
facteurs :
– exigés vis-à-vis de ses caractéristiques énoncées au paragraphe 1.2..
– économique. (voir Annexe : Document 1 chiffrage rapide de maçonnerie)
L’ensemble des blocs correspond à 2 grandes familles :
– ............................................................ qui font l’objet de normes ; estampillés de la marque
NF, ce qui garantit la fourniture de matériaux de qualité, aux caractéristiques bien définies (cf. fig. 6)
– ............................................................ (qui relèvent le plus souvent de la procédure
d’avis technique). Les blocs en béton non traditionnels se différencient des blocs traditionnels lorsque la conformité du produit (ou du procédé) ne peut être appréciée par
référence aux documents normatifs existants (normes, DTU). L’avis technique précise
si le produit ou le procédé permet de satisfaire les exigences de la réglementation et des
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Fig. 6 – Marquage des blocs
règles de l’art. Il porte un jugement sur la durabilité et donne des informations sur l’aptitude à l’emploi dont l’utilisateur peut avoir besoin pour choisir, concevoir et réaliser
son ouvrage.
La maçonnerie d’agglomérés est particulièrement employée pour l’exécution des murs
de façades, ainsi que pour les murs de refend. Les agglomérés pleins lourds, sont utilisés
pour la construction des murs intérieurs devant offrir une certaine résistance mécanique et phonique, tandis que les agglomérés creux seront de préférence utilisés pour
les murs de façades (meilleure isolation thermique).Le cloisonnement exigeant des qualités d’isolation phonique, peut être réalisé par des agglomérés pleins de faible épaisseur.
Généralement peu hygroscopique1 , l’aggloméré de béton normal se comporte favorablement
en milieu humide. De plus, cette maçonnerie reçoit généralement un crépissage, ou un enduit,
destiné à protéger les éléments constitutifs et à améliorer l’aspect extérieur.
1.3.1
Les blocs traditionnels
Les blocs traditionnels peuvent être classés de différentes manières :
– Selon la nature du matériau constitutif :
– béton de granulats courants (masse volumique réelle du béton constitutif > 1700
kg/m3)
– béton de granulats légers (masse volumique réelle du béton constitutif < 1700 kg/m3)
– béton cellulaire autoclavé (400 kg/m3 < masse volumique réelle < 800 kg/m3). Ce
1
Qui absorbe l’humidité de l’air
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matériau est composé de chaux, ciment, sable et de poudre d’aluminium, qui au
contact de la chaux, produit des petites bulles d’hydrogène. On le trouve sous les
appellations Ytong, Thermopierre, Siporex,... C’est le bloc de construction maçonnée
qui offre la meilleure résistance thermique. (voir Annexe Documentation 2 : Ytong
Siporex, le monomur)
– Selon la structure interne :
– blocs pleins ;
– blocs perforés comportant des petits alvéoles cylindriques ;
– blocs creux comportant des alvéoles débouchant ou non.
– Selon leur destination :
– blocs à enduire ;
– blocs apparents dont le béton constitutif doit assurer par lui-même l’étanchéité du
mur ;
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– Selon le mode de pose :
– pour les blocs à maçonner : pose avec joints épais (joints de mortier traditionnel) ;
– pour les blocs à coller : pose avec joints minces (joints de mortier-colle avec blocs
calibrés ou usinés sur leurs faces de pose) ;
– pour les blocs à emboı̂tement : pose sans joint vertical.
– Selon la partie de l’ouvrage à traiter :
– ....................................... pour les parties courantes ;
– ....................................... (blocs linteaux, blocs de coupe, blocs tableau, blocs de chaı̂nage, blocs poteaux, blocs d’angle) pour les parties d’ouvrage correspondantes.
Voir complément d’information sur les blocs spéciaux en annexe : Document 3.
De plus, vous trouverez en annexe Document 4 quelques exemples de bloc non traditionnel.
1.3.2
Caractéristiques principales des blocs en béton
Dimensions de coordination
Les dimensions d’appellation d’un bloc destiné à être enduit comprennent :
– la hauteur, longueur, largeur du bloc après fabrication
– la hauteur et la longueur en dimensions de coordination modulaire
Ces dimensions de coordination modulaire sont exprimées en centimètre, différente des
dimensions de fabrication du bloc car elles tiennent compte de l’épaisseur moyenne des joints
horizontaux (1cm) et de l’épaisseur apparente des joints verticaux (6 mm).
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Les produits les plus fréquemment disponibles sont fournis en annexe (document 5) :
– Profils, dimensions et domaines d’utilisations des blocs standard creux en béton de
granulats courants.
– Profils, dimensions et domaines d’utilisations des blocs standard pleins et perforés en
béton de granulats courants.
Classe de résistance
Les blocs, qui par définition servent à construire des murs, doivent assurer une fonction de
portance. Il en résulte que l’une de leurs propriétés essentielles est la résistance à l’écrasement.
Les maçonneries d’un même type se distinguent par leur classe de résistance. Celle-ci est
déterminée par la valeur garantie de leur résistance à l’écrasement. Cette classification est
basée sur la résistance caractéristique R, exprimé en MPa, rapportée à la section brute de
l’élément.
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Les ................................................................................................. des blocs destinés à être
enduits et de ceux destinés à rester apparents sont indiquées dans le tableau ci-dessous :
La classe représente la contrainte de rupture exprimée en bars (B40 = 40 bars = 4 MPa).
Quatre vingt quinze pour cent des blocs fabriqués dans une classe donnée doivent présenter
une résistance à l’écrasement égale ou supérieure à cette valeur (fractile 0,05) et aucun résultat
ne doit être inférieur à 80 % de la valeur de la classe.
Les lettres B, L, P, LP signifient :
– B : blocs en béton de granulats courants ;
– L : blocs en béton de granulats légers ;
– P : blocs apparents en béton de granulats courants ;
– LP : blocs apparents en béton de granulats légers.
1.4
Maçonnerie en briques d’argile cuite
Idem que pour les maçonneries en agglomérés béton, les maçonneries en briques doivent
satisfaire aux différentes exigences citées au paragraphe 1.1.. Selon le type de produits, sa
destination, son rôle et les règles de l’art, la géométrie d’un élément et ses dimensions varient.
On retrouve notamment, comme pour les agglomérés béton, toutes les formes particulières
adaptées à l’exécution des points singuliers (angles, linteaux, planelles, etc...).
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L’argile de terre cuite constitue un matériau léger qui convient parfaitement à la réalisation
des murs de façade et des cloisonnements intérieurs.
1.4.1
Briques pleines
La brique pleine ordinaire a le format 6x11x22 cm (hauteur, largeur, longueur). Toujours
employé, surtout dans le nord de la France, cet élément constitue d’excellents murs porteurs.
Spécialement fabriquée pour l’exécution d’élément vus (façades), elle présente une gamme de
teintes très variée. Elles sont montées à mortier de joints épais, généralement 1,5 cm pour les
joints horizontaux (assises) et 1 cm pour les verticaux.
1.4.2
Briques perforées et blocs perforés
La maçonnerie de briques perforées offre une excellente résistance à la compression (les
perforation sont disposées verticalement à l’intérieur du mur) et présente une isolation légèrement supérieure à la brique pleine. Certaines de ces briques sont traitées sur une face
afin d’offrir une surface esthétique et résistante, et d’autres reçoivent un enduit. Dans le but
d’augmenter la résistance à la compression et pour faciliter la mise en 12 uvre, ils existent les
blocs perforés qui permettent de réaliser toute l’épaisseur du mur par un seul élément.
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Fig. 7 – Brique perforée
Fig. 8 – Blocs perforés à enduire
1.4.3
Briques creuses
Les briques creuses, beaucoup plus légères, et de plus grandes dimensions, permettent la
réalisation de murs spécialement isolants. Ces produits ouverts aux deux extrémités, comportent des cloisonnements intérieurs longitudinaux continus sur toute la longueur. En revanche, leur résistance à la compression est très faible. Cette maçonnerie reçoit généralement
un enduit ou crépissage et trouve son utilisation principalement dans les maisons individuelles
ou en remplissage pour les séparations intérieures de bâtiments. On distingues deux désignations de brique creuse :
– C : briques à faces de pose continues, montées à joints de mortier horizontaux continus
– RJ : briques à rupture de joint, afin d’améliorer le comportement thermique du mur.
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1.4.4
Classe de résistance
Les classes de résistance garanties des briques (caractérisées d’après leur résistance R
moyenne et minimale à l’écrasement rapportée à la surface brute de la brique) sont indiquées
dans le tableau ci-dessous :
2
2.1
Stabilité mécanique des maçonneries
Contraintes admissibles dans les parois porteuses sous l’effet
de charges verticales
La contrainte C de compression (supposée uniforme) admissible en partie courante d’une
paroi porteuse vaut :
C=
....
....
avec :
– R : la résistance nominale à l’écrasement du matériau élémentaire qui constitue le mur
– N : appelé coefficient global de réduction, variant suivant le type de maçonnerie, le cas de
chargement mais également selon la valeur de l’élancement (voir Annexe : Document 6).
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L’élancement L pour les murs porteurs, vaut :
L=
....
....
avec :
– H : hauteur libre entre planchers ;
– e : épaisseur brute du mur porteur.
La nature du cas de charge :
– ................................................... (murs de refend) ;
– ................................................... (murs de facade).
Remarque sur l’application du coefficient N : L’application du coefficient global de
réduction N, permet de calculer la contrainte C de compression admissible en partie courante
d’une paroi porteuse, ce qui ne dispense pas de vérifier que les contraintes localisées restent
admissibles.
2.2
Évaluation des efforts sollicitant les parois
Les seuls efforts pris en compte dans le calcul sont les suivants :
– forces verticales : celles qui résultent de l’action de la pesanteur (charges permanentes,
charges d’exploitation, charges de neige) ;
– forces horizontales : celles qui résultent de l’action directe du vent sur les façades.
Il n’est pas tenu compte des efforts résultant des retraits et dilatations.
De plus respecter les dispositions constructives minimales (fractionnement des murs par des
joints de dilatation et de retrait nécessaires dans les maçonneries de grande surface) permet
de négliger les effets du retrait et de la dilatation.
2.3
2.3.1
Vérification des contraintes
Distributions
On admet que la distribution des contraintes dans une paroi est uniforme, sauf en ce qui
concerne les contraintes dues aux charges du plancher ou du linteau situé immédiatement
au-dessus de la section horizontale de la paroi considérée.
Le supplément local de contrainte dû à la réaction d’appui d’un linteau est évalué en supposant que la longueur d’appui du linteau est au plus égale à sa hauteur, et que la répartition
des contraintes correspondantes est triangulaire sur une longueur limitée à une fois la hauteur
du linteau.
St Lambert
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FL-APF
Fig. 9 – Répartition ds contraintes sur appui (trumeaux, linteaux, planchers...)
De même, les contraintes supplémentaires dues aux charges réparties apportées par une
dalle ou poutre, sont évaluées en supposant que la largeur d’appui de la dalle est limitée à son
épaisseur et que la distribution des contraintes correspondantes est triangulaire ou trapézoı̈dale
suivant les épaisseurs relatives de la paroi et de la dalle.
St Lambert
18
FL-APF
2.3.2
Vérification de la résistance de la paroi sous charges verticales.
Fig. 10 – Contraintes normales sous charges verticales
La vérification des contraintes est à effectuer à mi-hauteur (Section I-I)
– pour une charge répartie uniforme : (avec e épaisseur du mur)
....
<C
....
– pour une charge concentrée : le supplément de contraintes est donné par :
σuI =
δσuI =
............
<C
............
avec
....
....
On peut admettre qu’une charge concentrée se répartit uniformément à l’intérieur de la
zone délimitée par les deux droites partant du point d’application de la charge, et inclinées
sur la verticale de 1/4 .
dI = .... +
St Lambert
19
FL-APF
Vérification des contraintes localisées au point singulier
Pour la section du mur située immédiatement au-dessous du plancher (section II-II),
il faut vérifier que les contraintes extrêmes de compression, déterminées en cumulant les
contraintes réparties σu , (provenant des étages supérieurs) et les contraintes locales maximales δσloc (correspondant aux charges apportées par le plancher) sont inférieures au quart
de la résistance à l’écrasement R. Cette même règle s’applique au repos des linteaux sur les
maçonneries.
R
4
Si cette condition ne peut être respecté, une semelle de répartition sera créée pour respecter
cette condition.
σu + δσloc <
3
Disposition constructives minimales
A ce stade de l’avancée du cours, nous avons en main les éléments nécéssaires pour dimensionner un mur constitué de maçonnerie de petit éléments. Cependant, ceci ne suffit pas pour
assurer la stabilité globale d’un bâtiment.
Il faut maintenant se pencher sur les problèmes de dilatation 2 et d’ interface, à savoir :
– comment tenir compte de la dilatation des parois sous l’action des variations de la
température ambiance : c’est le rôle du .................................. ;
– comment assurer la liaison entre les différents murs et parties de murs (murs porteurs
comme murs de refend) au sein du même bâtiment : c’est le rôle des ........................ ;
– comment protéger les murs de l’action de l’humidité des sols : c’est le rôte de la
...........................................................
3.1
Fractionnement des murs
Dans les maçonneries de grandes surfaces, l’action des variations de température ambiante
peut engendrer des déformations non négligeables au niveau de la structure. Il faut donc laisser
la possibilité à la structure d’ “amortir” ces déformations, à l’aide des joints de dilatation (cf.
fig. 11).
Leur espacement est dicté par les rêgles du DTU 20.1. Il ne peut être supérieur à :
– .............................................................. ;
– .............................................................................
2
On dit d’un matériau qu’il est le siège d’un phénomène de dilatation si l’on observe des déformations th
de ce dernier proportionnelles aux variations du champ de température ambiant ∆T ou de l’hygrométrie du
milieu. Dans le cas de la dilatation thermique, celle-ci se caractérise par le coefficient de dilatation thermique
αth , on a alors la relation : th = αth ∆T .
St Lambert
20
FL-APF
Fig. 11 – Fractionnement des murs
3.2
Les chaı̂nages
Les chaı̂nages constituent l’élément essentiel de la stabilité globale d’un ouvrage en maçonnerie en permettant de relier les différents murs constitutifs, assurant ainsi .................. et
................. des efforts. Ils sont constitués d’armatures métalliques et travaillent en général en
traction, comme des tirants.
On en distingue deux types :
– les ........................................ ;
– les .........................................
3.2.1
Chaı̂nages horizontaux
Les chaı̂nages horizontaux se trouvent au niveau de chaque plancher ainsi qu’en couronnement de la construction. Ils permettent d’assurer une stabilité en ceinturant l’ensemble du
bâtiment au niveau de chaque plancher. Ils permettent de plus d’assurer une bonne répartition
des contraintes entre les étages supérieurs et l’étage directement intérieur, en reliant les murs
de façades entre eux et aux murs de refend. Ainsi, il est primordial d’assurer leur continuité
sur l’ensemble du bâtiment (i.e. la continuité des armatures les constituant : se reporter au
paragraphe intitulé Continuité des chaı̂nages horizontaux ci-dessous).
Dispositions constructives génériques
Rôle des ......................
3
3
Les planelles (cf. fig. 13) sont des petits éléments de maçonnerie, d’épaisseur beaucoup moins importante
que les blocs traditionnels, qui ne jouent aucun rôle mécanique mais permettent (cela est expliqué par la suite)
St Lambert
21
FL-APF
Fig. 12 – Chaı̂nages horizontaux
Fig. 13 – Planelle
Les chaı̂nages, de par leur matériau constitutif principal (le béton), introduisent des discontinuités dans un mur en éléments de maçonnerie, discontinuités qui peuvent être préjudiciables à l’esthétique des facades enduites (apparition de fissures de l’enduit au voisinage du
chaı̂nage). La planelle, en se plaçant devant le chaı̂nage (cf. fig. 12) permet d’assurer cette
continuité des matériaux en offrant à l’enduit une surface uniforme dans la zone chaı̂née, et
donc sur l’ensemble de la facade.
Dimensionnement des armatures minimales
– Type d’acier utilisé : .......................................
– Etage courant :
d’homogénéiser les surfaces des facades avant pose de l’enduit
St Lambert
22
FL-APF
avec :
– A : ...........................................................
– S : ........................................................... (cf. fig. 12).
– Planchers terrasse :
Généralement, les planchers terrasse sont plus exposés que les planchers courants (présence, notamment, de phénomènes de dilatation) : souvent en béton armé, il comportent
plusieurs dispositifs (notamment d’étanchéité) les alourdissant. Il faut donc prévoir des
chaı̂nages en conséquence. On retiendra :
Continuité des chaı̂nages horizontaux
Comme nous l’avons évoqué précédemment, il est très important d’assurer une bonne
continuité des chaı̂nages horizontaux, notamment dans les angles, où les concentrations de
contraintes sont les plus importantes. La figure 14 ci-dessous nous renseigne sur la solution
constructive à adopter de façon à respecter cette condition.
Fig. 14 – Recouvrement des chaı̂nages horizontaux
Nous pouvons en effet constater que sur la figure de gauche, les armatures ne se recouvrent
pas : il n’y a pas transmission d’efforts entre celles-ci.
3.2.2
Chaı̂nages verticaux
Les chaı̂nages verticaux servent essentiellement à assurer la stabilité des murs sous l’action
des charges, notamment au voisinage des angles. Ils doivent obligatoirement être réalisés dans
St Lambert
23
FL-APF
les angles saillants et rentrants, au niveau des intersections avec les murs de refend ainsi que
de part et d’autre des joints de fractionnement du bâtiment, comme le montre la figure 15.
Fig. 15 – Disposition des chaı̂nages verticaux
Contrairement à leurs homologues horizontaux, l’utilisation des chaı̂nages verticaux n’est
pas systématique : en effet, en toute rigueur, elle n’est obligatoire que dans le cas où le plancher
haut de l’étage considéré est en béton armé ou en béton précontraint (cf. fig. 16).
Enfin, il est impératif d’ancrer les chaı̂nages verticaux par des retours d’équerre, afin
d’assurer une liaison mécanique avec les chaı̂nages horizontaux (cf fig. 17).
3.3
Protection des murs en soubassement
L’un des problèmes majeurs des constructions se trouve au niveau de l’interface entre les
murs et le sol. En effet, le sol - élément humide par nature - contient une quantité non négligeable d’eau, qui s’infiltre par phénomène de capillarité 4 au sein des murs, pouvant fragiliser
leur structure et entraı̂ner l’apparition d’humidité dans les locaux abrités.
Il faut donc :
– d’une part protéger la structure des murs maçonnés contre les remontés d’eau : c’est le
rôle des ......................................... ;
– d’autre part protéger les locaux abrités des infiltrations, de manière à préserver leur
confort d’utilisation : c’est le rôle des ..............................................
4
Le phénomène de capillarité est à l’origine des infiltrations d’eau. Il est observable dans les milieux poreux
(les murs en font partie !) où les forces de cohésion intermoléculaires sont à l’origine d’une remontée progressive
des molécules d’eau au au sein de la structure
St Lambert
24
FL-APF
Fig. 16 – Utilisation des chaı̂nages verticaux
Fig. 17 – Liaison des chaı̂nages horizontaux et verticaux
St Lambert
25
FL-APF
3.3.1
Coupure de capillarité
Cette technique permet de protéger les murs des remontées d’eau en effectuant une coupure
au niveau du plancher du premier niveau (cf fig. 18 et 19) à l’aide d’un matériau plus dense
que ceux constitutifs des blocs de maçonnerie. Elle peut être réalisée à l’aide :
– d’un ........................... ;
– d’une ...............................
Coupure à l’aide d’un chaı̂nage
Fig. 18 – Coupure de capillarité à l’aide d’un chaı̂nage
Ce chaı̂nage doit être nu, en béton armé, et disposé au niveau du plancher bas ou du dallage du rez-de-chaussée sur toute l’épaisseur des murs de soubassement. Il doit d’autre part
être placé à 5 cm minimum au dessus du sol extérieur fini. Il assure alors à lui seul la coupure
de capillarité sans nécéssité de dispositions supplémentaires.
Coupure à l’aide d’une bande quasi-imperméable
Cette coupure doit être située à 15 cm minimum au dessus du niveau le plus haut du sol
définitif extérieur, au dessous du plancher bas ou au dessus du chaı̂nage le cas échéant, et
recouvrir l’ensemble des murs de soubassement. Elle peut être exécutée soit :
– à l’aide .................................................................................... ;
– à l’aide .........................................................................
St Lambert
26
FL-APF
Fig. 19 – Coupure de capillarité à l’aide d’une bande quasi-imperméable
3.3.2
Enduits
En plus de la remontée capillaire dans les murs en élévation, il faut également protéger
les locaux abrités par les murs de soubassement contre les infiltrations. Pour cela il peut être
nécéssaire de recourir à la pose d’un enduit en face extérieure (voir fig. 20).
Selon l’utilisation des locaux qu’ils abritent, les murs de soubassement peuvent être séparés
en trois catégories :
– catégorie 1 : murs de locaux habitables en sous-sol (pas de trace d’humidité admise) :
un enduit extérieur, drainé ou non selon la nature et l’humidité du sol, est obligatoire,
d’autre part, les épaisseurs minimales de ces murs varient entre 0,20 m (blocs de béton)
et 0,30 m (blocs de terre cuite).
– catégorie 2 : murs de locaux de service (chaufferie, garage, ...) ou des infiltrations
limitées peuvent être admises : l’enduit n’est pas obligatoire, il doit être ajouté suivant
l’utilisation du local, les épaisseurs minimales sont les même que précedemment ;
– catégorie 3 : mur de vide sanitaire ou terre plein : dans ce cas là, il n’y a aucun enduit
à rajouter, seule la résistance mécanique conditionne l’épaisseur minimale de la paroi.
St Lambert
27
FL-APF
Fig. 20 – Revêtement des murs en soubassement
4
Effet de site
L’une des fonctions principale d’un mur est de protéger l’habitat qu’il abrite contre les effets
de l’humidité. Ainsi, les ceux-ci se doivent d’être des barrages les plus efficaces possible contre
toute forme d’infiltration d’eau pouvant provenir de pluies, de phénomènes de condensation
ou bien de remontées d’humidité du sol (ce cas particulier a déjà été traité précédemment).
Si le béton fournit déjà de lui-même une solution efficace contre ces problèmes d’humidité, il
peut être nécéssaire d’améliorer les effets de celle-ci dans certaines situations où les facteurs
environnementaux sont plus spécifiques (présence d’un fort vent dominant, milieu maritime
...).
Ainsi, la conception des murs va donc dépendre à la fois des caractéristiques principales du
milieux environnant et de la hauteur de l’ouvrage. Afin d’apporter des solutions constructives
adaptées, il est nécéssaire :
– tout d’abord de définir la hauteur d’un mur (cela correspond en fait à des classes de
hauteur).
– ensuite, de définir la notion d’ exposition des murs ;
– puis de définir les différents sites d’exposition ;
– enfin, de définir les différents types de maçonnerie ;
4.1
Définition de la hauteur
On définit des hauteurs de référence dans lesquelles peuvent être classées les différentes
parois, en fonction de la distance entre leur partie supérieure (à une hauteur d’étage courant
près) et le sol fini existant :
St Lambert
28
FL-APF
–
–
–
–
–
4.2
:
:
:
:
:
moins de 6 m ;
entre 6 et 18 m ;
entre 18 et 28 m ;
entre 28 et 50 m ;
entre 50 et 100 m.
Définition de l’exposition
On distingue, en fonction des vents dominants et de leur direction :
– les facades abritées ;
– les facades non abritées.
Dans le cas d’une maison isolée, la facade non abritée est la facade exposée aux vents
dominants. Les autres facades sont considérées comme abritées (fig. 21).
Vent chargé
de pluie
Facade
abritée
Facade
non abritée
Fig. 21 – Cas d’une maison isolée
Dans le cas de constructions en continuité, une facade exposée aux vents dominants pourra
être considéré comme abritée si la distance entre celle-ci et le bâtiment lui faisant face est
inférieure à 30m (fig. 22).
Facade
non abritée
Facade
abritée
Facade
abritées
Vent chargé
de pluie
Facade
non abritée
> 30 m
< 30 m
Fig. 22 – Cas de constructions en continuité
Dans le cas de constructions protégées par un relief naturel, une facade (ou partie de
facade) exposée aux vents dominants pourra être considéré comme abritée si la distance entre
celle-ci et le relief lui faisant face est inférieure à 30m (fig. 23).
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29
FL-APF
Partie de facade
non abritée
Vent chargé
de pluie
Facade
abritée
Partie de
facade abritée
30 m
Fig. 23 – Cas de constructions protégées par un relief naturel
4.3
Définition des sites
En France, la réglementation nationale distingue quatre types de sites d’expositions, classés
du plus protégé de l’humidité au plus exposé.
4.3.1
Site a
Ce site regroupe l’ensemble des constructions situées à l’intérieur de grands centres urbains,
où la moitié au moins des bâtiments atteignent une hauteur minimale de 4 niveaux (fig. 24).
Fig. 24 – Site a
4.3.2
Site b
Ce site concerne les construction situées soit dans les villes de petites taille ou de taille
moyenne soit à la périphérie des grands centres urbains (fig. 25).
4.3.3
Site c
Ce site regroupe l’ensemble des construction situées en rase campagne (fig. 26).
St Lambert
30
FL-APF
Fig. 25 – Site b
Fig. 26 – Site c
4.3.4
Site d
Sont ici concernées les constructions située dans les villes côtières ou bien isolées en bord
de mer (fig. 27), lorsque ces constructions sont à une distance du littoral inférieur à une limite
(fonction des conditions climatiques locales et de la hauteur du bâtiment étudié).
Il est à noter que la dite limite doit être dans les meilleures conditions au moins égale à
quinze fois la hauteur réelle de l’édifice au dessus du sol, et peut atteindre 5 à 10 km dans
certaines zones particulièrement exposées.
Fig. 27 – Site d
4.4
Typologie des maçonneries
De même que pour les sites d’exposition, nous sommes amenés à définir différents types
de murs (de I à IV) selon les dispositions constructives retenues.
St Lambert
31
FL-APF
4.4.1
Type I
Un mur de type I ne contient :
– ni revêtement étanche sur son parement extérieur ;
– ni coupure de capillarité dans son épaisseur.
Fig. 28 – Murs de type I
4.4.2
Type II
Un mur de type II ne contient aucun revêtement étanche sur son parement extérieur,
mais contrairement à son homologue du type I, il possède dans son épaisseur une coupure de
capillarité continue qui peut être réalisée soit :
– à l’aide de panneaux isolants non hydrophiles (murs de type IIa) ;
– à l’aide d’une lame d’air continue (murs de type IIb).
4.4.3
Type III
De même, les murs de type III ne comportent pas de revêtements étanches, en revanche, il
possèdent un doublage séparé de la maçonnerie par une lame d’air à la base de laquelle sont
prévus des dispositifs de collecte et d’évacuation des eaux d’infiltration éventuelles.
4.4.4
Type IV
Les murs de ce type voient leur étanchéité à la pluie assurée par un revêtement (bardages,
revêtement à base de liants plastiques ...) situé en avant de la paroi de maçonnerie.
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Fig. 29 – Murs de type II
4.5
Choix conceptuel
A partir des informations concernant l’exposition, la hauteur et la situation d’un mur,
nous allons donc pouvoir déterminer des dispositions constructives génériques afin d’assurer
au mieux la protection de l’espace abrité contre l’humidité.
Le tableau 1 résume ces choix dans le cas de murs en blocs de granulats courants.
Facade abritée
Facade
non
abritée
Sites a, b,
c
Site d
Type
Type
Type
Type
Type
Type
Type
Type
Type
de mur
I
I
IIa
III ou IV
IIa (sauf front de mer)
IIb
III
IV
Hauteur maxi de la facade
< 28 mètres
< 6 mètres
< 50 mètres
< 100 mètres
< 18 mètres
< 28 mètres
< 50 mètres
< 100 mètres
Tab. 1 – Récapitulatif du choix d’un type de mur
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Fig. 30 – Murs de type III
Fig. 31 – Murs de type IV
5
Evolution des éléments de maçonnerie
Les blocs accessoires
Ils sont utilisés pour réaliser toutes les parties non courantes en maçonnerie. Le bloc béton étant énormément utilisé pour la réalisation de maison individuelle, il a donc été conçu
des blocs spéciaux pour chaque point particulier rencontré au niveau de la maçonnerie. Ils
ont pour but d’optimiser le rendement de montage car il dispense toute réalisation en béton
banché supplémentaire. Les plus fréquemment rencontrés sont :
– Les blocs d’angles : permettent la réalisation des chaı̂nages verticaux (angle droit
uniquement), et offrent ainsi aux enduits un support homogène.
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FL-APF
– Les blocs de coupe : servent à de multiples utilisations : trumeaux, murs de longueur
non modulaire ? Ils permettent la réalisation aisée de feuillures (dormant fenêtre). Les
coupes correspondent en général au demi ou au quart de bloc.
– Les blocs d’about : facilitent la réalisation des ouvertures ou des angles, lorsque les
chaı̂nages verticaux ne sont pas indispensables. Ils offrent une meilleure finition de la
maçonnerie et une application simplifiée des enduits (pas de rechargement).
– Les bloc linteaux : Ils simplifient la réalisation des linteaux sur chantier. Constituant
un coffrage perdu, ils permettent de respecter l’homogénéité d’aspect et de structure de
la façade. Il évite ainsi la fissuration de l’enduit à la jonction de la maçonnerie et du
linteau. Il existe des blocs adaptés aux différentes hauteurs de linteaux (20 - 25 voire 30
cm).
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Les murs en maçonnerie Eléments de cours - Saint

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