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04 mei 2016 | MICHEL VAN DEN BOSCH

Des cages d'ascenseur et d'escalier en béton préfabriqué pour un chantier plus efficace

La superposition d’éléments tubulaires constitue une solution préfabriquée prête à l’emploi parmi les plus courantes.

Outre leur fonction première, les cages d’ascenseur et d’escalier assurent souvent aussi la stabilité horizontale d’un bâtiment, que ce soit intégralement ou partiellement. En général, ces cages sont réalisées à l’aide de parois en béton coulé sur place ou de parois en maçonnerie généralement composées de blocs de béton. Toutefois, ces cages peuvent être réalisées à partir d’éléments en béton préfa, qui offrent à l’entrepreneur l’avantage d’un processus de construction plus efficace.

Méthodes traditionnelles

Lorsque les cages sont exécutées avec du béton coulé sur place ou des parois en maçonnerie, la construction s’opère généralement étage par étage. Il s’agit de la méthode la plus commune, parce que les planchers des étages peuvent être posés simplement sur les parois de la cage. Après la pose du plancher, on obtient ainsi une surface de travail sûre pour la pose des panneaux de coffrage de la partie suivante de la cage. Il arrive très rarement que la cage soit érigée sur plusieurs étages avant de commencer la construction du reste du bâtiment.

Les cages coulées sur place peuvent assurer sans le moindre problème la rigidité horizontale du bâtiment. La quantité d’armatures verticales fait toujours l’objet d’une étude circonstanciée. Les parois en maçonnerie n’offrent pratiquement aucune résistance à la traction. En fonction de leur charge verticale, elles peuvent contribuer dans une certaine mesure à la rigidité horizontale du bâtiment. La nécessité d’éventuelles parois de stabilisation supplémentaires est démontrée à l’aide d’une étude.

 

L'utilité du béton préfa

Moyennant une préparation approfondie du projet par l’architecte, le bureau d’étude et l’entrepreneur, qui permet d’éviter toute adaptation en cours de construction, le béton préfabriqué n’offre que des avantages. Cette solution se distingue par la rapidité de sa mise en oeuvre et la qualité élevée des éléments. La production des éléments préfabriqués est assurée par des ouvriers dûment formés et intervient dans un environnement maîtrisé et continu, protégé de toute influence atmosphérique. Les éléments sont soumis à un contrôle de qualité interne particulièrement sévère avant leur transport vers le chantier. La qualité est donc garantie. Et lorsque le fabricant est titulaire d’un certificat BENOR, cet auto-contrôle se déroule même sous la surveillance d’un organisme de certification externe indépendant.

La pose des éléments n’exige normalement que peu de temps. Une cage de plusieurs étages peut être posée en une seule journée. Une équipe de maximum 3 personnes suffit en outre pour le montage de la plupart des éléments. Après la pose, les éléments doivent être reliés entre eux. En fonction de la solution, cette intervention s’opère au moyen d’un raccord humide ou sec. Un raccord humide recourt soit à des armatures et du béton, soit à des fers de reprise, des gaines et du mortier. Les raccords à sec sont exécutés quant à eux au moyen de travaux de soudage ou de raccords boulonnés. Un raccord à sec nécessite moins de main-d’oeuvre et offre une résistance finale immédiate. Dans le cas de raccords boulonnés, les parois ne peuvent cependant pas contribuer à la stabilité horizontale du bâtiment, ce qui peut s’avérer un inconvénient. Dans la pratique, cependant, les raccords soudés sont très rares. L’intervention d’équipes de monteurs spécialisés contribue à l’optimisation du processus de construction, parce que l’entrepreneur peut utiliser ses ouvriers ailleurs.

Une tolérance limitée est indispensable pour une cage d’ascenseur, pour éviter tout incident lors de l’installation de l’ascenseur. Ce sont avant tout la planéité et la perpendicularité qui posent le plus souvent problème dans les méthodes traditionnelles (béton coulé sur place ou blocs de maçonnerie). La fabrication contrôlée des éléments préfabriqués limite non seulement les écarts dimensionnels, mais garantit aussi une planéité parfaite des faces des éléments. Les écarts dimensionnels limités sont par ailleurs compensés sur chantier par les raccords entre les éléments, ce qui simplifie aussi l’installation tout à fait verticale des éléments. Les surfaces lisses des faces apparentes permettent aussi une finition directe sousforme de peinture, d’enduit ou de carrelages.

Les produits préfabriqués sont plus coûteux que les éléments coulés sur place, en raison de leur production et de leur transport. Mais la comparaison ne peut se limiter au seul produit. Les solutions en béton préfabriqué génèrent d’autres économies qui les rendent finalement moins coûteuses : salaires des ouvriers, coûts liés aux coffrages et durée de la construction. Il va de soi que le coût total est fonction du type de projet (bâtiment résidentiel, immeuble de bureaux, immeuble industriel), de l’accessibilité et de l’aménagement du chantier (nombre, capacité et emplacement des grues) et du type de solution préfabriquée.

Des exigences sévères de résistance au feu sont imposées aux cages d’escalier qui font office de sorties de secours. Les éléments en béton préfabriqué permettent sans le moindre problème de garantir des résistances au feu jusqu’à REI240.

Il existe deux types de solutions en béton préfabriqué pour cages d’ascenseur et d’escalier : les éléments prêts à l’emploi (éléments tubulaires et parois massives) et les solutions basées sur des w préfabriquées qui sont remplies de béton sur chantier.

 

Les parois creuses

Les parois creuses, aussi appelées doubles parois, prémurs ou parois de coffrage, sont composées de deux panneaux lisses de béton armé industriel, qui sont reliés entre eux par des raidisseurs. Sur le chantier, le vide entre les panneaux est pourvu d’une armature et rempli de béton afin d’obtenir une paroi monolithe. Les panneaux d’une épaisseur de 5 à 8 cm sont réalisés en béton de qualité C30/37 au minimum. L’épaisseur totale de la paroi pour une application dans le cadre de cages d’ascenseur et d’escalier est de 20 à 25 cm. Les dimensions maximales sont de 3,7 m x 10,0 m. Les parois sont généralement mises en oeuvre étage par étage, mais si les éléments sont basculés sur chantier, une hauteur de mur de 10 m est réalisable d’un seul tenant. Dans la pratique, cela reste toutefois exceptionnel.

Les parois creuses portent généralement le label BENOR selon les normes NBN EN 14992 et NBN B 21-612. Le client a ainsi la garantie que les éléments répondent aux prescriptions techniques spécifiques des normes régissant les produits.

Lorsque la cage fait office de cage d’escalier, les paliers préfabriqués sont généralement posés sur des profilés d’acier qui sont ancrés dans les parois de la cage par des raccords boulonnés. Les escaliers préfabriqués sont posés sur les paliers. La combinaison d’éléments préfabriqués et de béton coulé sur place amplifie la flexibilité du système. Des structures plus importantes et plus complexes sont ainsi possibles, combinant par exemple les cages d’ascenseur et d’escalier avec les espaces sanitaires.

 

Eléments tubulaires

La superposition d’éléments tubulaires constitue une solution préfabriquée prête à l’emploi parmi les plus courantes. Les éléments carrés ou rectangulaires se composent de parois massives d’une épaisseur moyenne de 20 cm et d’une qualité de béton C30/37 au minimum. La dimension maximale est de 3,4 m pour la hauteur et la largeur. Pour la longueur, elle est de 6,4 m.

Dans certains cas, les éléments tubulaires peuvent donner lieu à un transport exceptionnel en raison de leurs dimensions ou de leur poids. Dans ce cas, leur transport vers le chantier exige une autorisation spéciale.

Aucune norme n’est disponible à ce jour pour les éléments tubulaires pour cette application. Une certification BENOR selon les normes NBN EN 13369 et NBN B 21-600 (« Dispositions générales pour produits  préfabriqués en béton ») est cependant toujours possible.

 

Parois massives

Une autre solution préfabriquée, à mi-chemin entre les solutions à base de parois creuses et les éléments tubulaires, utilise des parois massives accouplées sur chantier, étage par étage, au moyen de fers de reprise et de gaines ou de raccords boulonnés. Les raccords soudés sont en principe possibles, mais ne se rencontrent que rarement dans la pratique. Les parois superposées sont également reliées entre elles par des fers de reprise et des gaines ou par des raccords boulonnés.

Le béton est au minimum d’une qualité C30/37 et l’épaisseur des parois est généralement comprise entre 15 et 20 cm. Les dimensions maximales sont plus limitées que celles des parois creuses. Ces parois préfabriquées portent généralement le label BENOR selon les normes NBN EN 14992 et NBN B 21-612.

 

Conclusion

Pour la construction de cages d’ascenseur et d’escalier, de nombreux entrepreneurs privilégient encore les systèmes traditionnels. Hélas, souvent par habitude. Les solutions préfabriquées sont pourtant presque toujours possibles d’un point de vue technique. Lorsqu’on prend tous les coûts en compte, elles s’avèrent le plus souvent plus économiques. Une préparation approfondie du projet est cependant une condition essentielle.

(BHE)

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