LES FAADES ET LMENTS ARCHITECTURAUX EN BETON Les produits prfabriqus de faade et lments architecturaux en bton sont gnralement constitus de grands panneaux ou voiles en bton, de largeurs courantes 6 8 m et dune hauteur dtage de btiment (des hauteurs plus importantes peuvent exister).

La paroi extrieure visible est ralise la plupart du temps laide dun bton architectonique ne ncessitant pas de finition complmentaire aprs mise en uvre. Il est toutefois possible de raliser un traitement complmentaire (protection, peinture, enduit) lors de la mise en uvre ou en rhabilitation. En plus de leur emploi en faade de btiment, ces lments peuvent tre utiliss pour de nombreuses autres applications, notamment en gnie civil : corniches de ponts, parapets, murs antibruit Les diffrentes familles de produits On distingue quatre grandes familles de produits caractriss par leur constitution interne.

a) Panneaux pleins

Ce sont des lments arms pouvant tre raliss partir de btons de nature diffrente :

bton de granulats lgers (argile expanse, copeaux de bois...) ; bton courant ; bton cellulaire.

Les diffrentes familles de produits prfabriqus de faade

composite ciment verre (CCV) ou mortier de fibres mtalliques pour constituer des lments minces dhabillage (10 20 mm).

Lpaisseur denrobage des armatures peut varier de 2 5 cm selon lexposition des lments.

Les panneaux peuvent tre raliss laide de deux types de bton : un bton de parement complt par un bton de masse gris solidaire du premier.

b) Panneaux nervurs

Ils sont constitus dun voile dpaisseur 6 cm minimum reli un rseau de nervures jouant le rle de raidisseurs. Cette solution permet de diminuer le poids des panneaux et de faciliter en consquence le transport et la mise en uvre.

c) Panneaux sandwiches voiles solidaires

Ils renferment un lment lger utilis souvent comme isolant thermique. Les voiles sont solidariss par des nervures armes ou des plots en bton.

Les nervures peuvent galement tre remplaces par une armature mtallique formant treillis, suffisamment rigide pour assurer la cohsion densemble du panneau. Ce type de panneau peut galement tre ralis en CCV avec une double peau isolation intgre. Cette dernire solution est intressante car elle rduit de manire importante les ponts thermiques rgnant au droit des nervures.

d) Panneaux sandwiches voile extrieur librement dilatable

Ils comportent un dispositif daccrochage ponctuel du voile extrieur sur le voile intrieur. Ce dispositif est complt par un ensemble dpingles de stabilisation uniformment rparties dans le voile. Lpaisseur minimale du voile extrieur est de 7 cm. Lpaisseur du voile intrieur peut tre de 9 cm en cas de murs non porteurs et de 12 cm dans le cas dlments porteurs.

Leur grand intrt est de pouvoir supprimer les ponts thermiques au niveau de la faade et de proposer optionnellement une paroi interne porteuse.

Fonctions mcaniques offertes Vis--vis de la fonction mcanique offerte, ces panneaux peuvent tre :

porteurs : ils supportent alors, en plus de leur poids propre, les charges verticales d'exploitation venant des planchers ainsi que les charges horizontales (exemples : vent, pousse des terres) ;

autoporteurs : ils reprennent leur poids propre et les charges horizontales ;

ports ou suspendus : leur poids propre est alors support par la structure.

En construction, les entreprises utilisent actuellement de plus en plus des lments autoporteurs, ports ou suspendus car ils permettent de sparer le cycle de ralisation de la faade de celui du gros uvre. La souplesse de production est ainsi amliore et les faades peuvent tre mises en uvre en fin de chantier, ce qui permet dviter des dgradations accidentelles ou des salissures au niveau des parements.

4 fonctions mcaniques possibles

lment porteur (faade) lment autoporteur (faade)

lment port (faade)

lment suspendu (faade)

Caractristiques principales Ils peuvent assurer un grand nombre de fonctions permettant de rpondre lensemble des exigences essentielles :

rsistance mcanique et stabilit ; tenue au sisme ; scurit en cas dincendie ; tanchit lair et leau, selon les types de joints adopts ; (voir schmas ci-aprs) isolation thermique ; isolation acoustique ; aspect (gravillons lavs, bouchard, sabl, poli..) ; durabilit.

4 exemples de joints dtanchit a) Joints dtanchit horizontaux

joint horizontal simple (exposition favorable)

situation H abrite 4 5 cm normale 6 7 cm trs expose 8 10 cm

joint retombe et rejingot

b) Joints dtanchit verticaux

joint glissire et languette

cran pare-pluie et chambre de dcompression

coupe horizontale coupe verticale

Exigences normatives Le DTU 22.1 "Murs extrieurs en panneaux prfabriqus de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervure en bton ordinaire" prcise les rgles de conception applicables pour assurer le bon comportement de ces lments lusage envisag. Le cahier des charges FIB Elments architecturaux en bton fabriqus en usine dfinit une terminologie dtat de surface, des caractristiques communes aux lments destins au btiment et au gnie civil ainsi que les niveaux dexigences. Il ne vise pas la conception et la mise en uvre.

Certification de produits Les caractristiques techniques garanties la livraison sont prcises dans le cahier des charges FIB lments architecturaux. Ce document constitue le rfrentiel technique pour l'attribution de la certification produits QualiF-IB dont la gestion est confie au CERIB par la FIB. La liste des producteurs certifis se trouve sur le site web www.cerib.com Normalisation europenne Le groupe de travail CEN TC 229/WG1/ TG 8 est mandat pour rdiger le futur texte normatif europen. Ce document est actuellement soumis l'enqute CEN.

EXTRAITS DU CAHIER DES CHARGES DES ELEMENTS ARCHITECTURAUX EN BETON FABRIQUES EN USINE (septembre 1996) - diteur FIB

Aspect de surface

Il est caractris par la dsignation de la rfrence et la dfinition du niveau de qualit (rgularit teinte et texture).

Dsignation de la rfrence Il sagit dun chantillon de lordre de 1 m x 1 m, voire un lment tmoin. La formalisation de laccord fait lobjet dun procs verbal dacceptation sign par les parties concernes. Le procs verbal mentionne galement, en regard du nuancier choisi, le niveau de teinte moyenne correspondant lchantillon tmoin. Commentaires : Chaque nuancier se prsente sous une forme identique. Lchelle centrale verticale comporte 5 niveaux de

teinte moyenne avec, de part et dautre lhorizontale, la tolrance correspondant au niveau de qualit. Le principe du nuancier est bas sur lchelle des gris en sept degrs labore en 1974 par le CIB (rapport

n 24 du Conseil International du Btiment), et reprise depuis par le fascicule de documentation AFNOR P18-503. Les 5 niveaux de teinte moyenne des nuanciers correspondent respectivement aux degrs 2, 3, 4, 5 et 6 de lchelle CIB et la tolrance 1 degr.

Dfinition du niveau de qualit Il est spcifi par deux critres : la teinte T et la texture dpiderme E .

Teinte* Le niveau de qualit (homognit) de la teinte T est dfini par un chiffre qui caractrise les carts admis par rapport la teinte moyenne, respectivement entre deux zones adjacentes et entre deux zones loignes (lments non contigus). Texture Le niveau de qualit de la texture dpiderme E est dfini par un chiffre qui caractrise le bullage admissible respectivement sur lensemble de la surface examine (bullage moyen) et en zones concentres (nuages de bulles). * Contrle des teintes ralisable l'aide de l'outil de visualisation du CERIB (1)

Extraits du cahier des charges FIB lments architecturaux en bton

(1) fournisseur CERIB : BP 59 28231 EPERNON Cedex - tel : 02.37.18.48.00 fax : 02.37.83.67.39

Dimensions

Classe A : exigence leve Classe B : exigence courante

CLASSE A CLASSE B

Epaisseur 2 mm 4 mm Planit (flche) Face vue : rgle de 2 m rgle de 0,2 m (local) Face non vue : rgle de 2 m

5 mm (*) 2 mm (*)

10 mm

10 mm 4 mm

15 mm

Gauchissement h = hauteur de l'lment en mm h

1

1 2m m h 1

6m m

Longueur, largeur, autres dimensions Pour les dimensions jusqu' 5 m Pour la partie au del de 5 m et jusqu' 12 m Tolrance maximale admise quelle que soit la dimension

1 mm/m

0,5 mm/m 8 mm

2 mm/m 1 mm/m 16 mm

Orthogonalit Limite de la diffrence entre diagonales Pour les dimensions jusqu' 5 m Pour la partie au del de 5 m et jusqu' 12 m Tolrance maximale admise quelque soit la dimension

1,5 mm/m 0,75 mm/m

12 mm

3 mm/m 1,50 mm/m

24 mm Dans le cas de pices non rectangulaires, par analogie, la commande pourra prciser la mesure de l'cart entre diagonales thoriques et diagonales mesures comme mode d'apprciation de l'angularit. Rectitude des artes (des lments et des ouvertures) 4 mm Angles et artes vus Les artes d'abouts doivent tre nettes et ne pas prsenter de discontinuit excdant 50 mm. Les artes des angles doivent tre bien formes et ne pas prsenter d'cornure suprieure 10 mm. Incorporation inserts Sauf prcision particulire indique sur les plans ou dans les conditions spcifiques des fournisseurs de ces inserts contractuels de fabrication, la tolrance relative la position de ces lments est de 10 mm. Baies pour menuiseries rapportes Sauf prcision particulire indique sur les plans, la tolrance relative la position des ouvertures est de 5 mm par rapport la cte thorique.

Durabilit

Enrobage des armatures : minimal 25 mm pour toute surface extrieure ou expose aux intempries, minimal 20 mm pour toutes autres parties.

Rsistance mcanique : 28 jours et sauf spcification suprieure prcise la commande, le bton constitutif doit prsenter une rsistance caractristique de 30 MPa au fractile 0,05.

Absorption deau par remonte capillaire : Le coefficient dabsorption deau par remonte capillaire du bton de granulats courants doit prsenter 28 jours pour les btons de masse et de parement une valeur au plus gale 3, aucun rsultat individuel nexcdant 3,5.

Plasticit : Sauf utilisation dadjuvants, la plasticit du bton frais doit tre telle que son affaissement au cne dAbrams mesur selon la norme NF P18-451(voir norme europenne NF EN 12390) soit infrieur ou gal 10 cm.

Essais complmentaires pour environnement agressif.

Extraits du cahier des charges FIB lments architecturaux en bton (suite) Rsistance au gel-dgel Il est dfini quatre classes de rsistance au gel correspondant aux types denvironnement (gel pur, gel + sels de dverglaage) auxquelles les lments, notamment ceux destins la ralisation dinfrastructures routires, peuvent tre exposs :

Types denvironnement correspondants(1)

Classes dexposition correspondantes dsignation

de la classe de rsistance

nature de gel type de salage

Essais et spcifications fascicule

65A EN

206-1 EN

13369

trs frquent

(> 30 j/an)

EC2 ED2 Gs + S

(2) frquent

(10 29 j/an)

Essai de gel selon P 18-424 et essai dcaillage selon P 18-420 :

allongement relatif 500 m/m et rapport des carrs des frquences de rsonance 60 (mesur selon NF P 18-414) ;

caillage 750 g/m2. ED2 XF4 E

Gs

gel svre

peu frquent

(< 10 j/an)

Essai de gel selon P 18-424 : allongement relatif 500 m/m et rapport des

carrs des frquences de rsonance 60 (mesurs selon NF P 18-414).

EA2 EB2 XF3 D

Gm + S

(2)

trs frquent

(> 30 j/an)

Essai de gel selon P 18-425 et essais dcaillage selon P 18-420 :

allongement relatif 500 m/m et rapport des carrs des frquences de rsonance 60 (mesur selon NF P 18-414) ;

caillage 750 g/m2.

EC2 ED2 XF4 E

frquent (10 29

j/an)

Pas dessai de gel/dgel si les conditions suivantes sont satisfaites :

absorption deau conforme lart. 5.4.3. du cahier des charges(3)

EB2 XF2 XF4 D

Gm

gel modr

Peu frquent (<

10 j/an)

rsistance caractristique du bton 35Mpa dans le cas de salages frquents.

Dans le cas contraire, essai de gel selon P 18-425 et spcification identique classe Gs

EA1 EB1 XF1 C

(1) Les types denvironnement sont ceux du fascicule 65A du CCTG, qui dfinit :

- trois natures de gel : gel svre (plus de 10 jours /an T < - 10 C) gel faible (au plus 2 jours/an T < - 5 C) gel modr (entre gel svre et gel faible).

- deux types de salage : trs frquent (plus de 30 jours/an) frquent (moins de 30 jours/an).

(2) Une classe exceptionnelle SS correspondant une valeur dcaillage 200 g/m

peut tre requise pour des lments de gnie civil destins tre vus de prs (< 3,0 m) et dont les qualits esthtiques sont particulirement importantes pour louvrage dans lequel ils sont incorpors.

(3) La spcification dabsorption deau 3 nest pas requise pour les btons avec

entraneur dair.

Ouvrages (rglementation et normalisation) Les textes appliquer en fonction des diffrents critres exigenciels sont prciss ci-aprs.

Rsistance mcanique et stabilit

NF P 06-001 "Charges dexploitation". NF P 06-004 "Poids propre des lments et autres charges permanentes". DTU 22-1 "Murs extrieurs en panneaux prfabriqus de grandes dimensions du type

plaque pleine ou nervure en bton ordinaire".

P 05-321 "Prsentation des performances des faades construites avec des composants de mme origine".

P 08-302 "Murs extrieurs des btiments - Rsistance aux chocs - Mthodes dessais et critres".

P 08-321 "Faades construites avec des composants - Essais de rsistance aux chocs". P 08-322 "Faades construites avec des composants - Essais de rsistance aux

pressions et dpressions statiques engendres par le vent".

"Prescriptions techniques communes aux procds de mur ou de gros uvre" (mai 1987) du GS n 1.(GS1 : Groupe Spcialis n 1 charg de formuler les Avis Techniques prfabrication lourde, secrtariat : CSTB).

Rgles UEATC relative aux procds de construction par grands panneaux lourds prfabriqus (juin 1966).

Rgles BAEL 91 modifies 99 (DTU P 18-702) "Rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages et constructions en bton arm, suivant la mthode des tats limites".

Rgles NV 65 (DTU P 06-002) "Rgles dfinissant les effets de la neige et du vent sur les constructions".

Tenue aux sismes

Rgles PS 92 (NF P 06-013) "Rgles de construction parasismiques applicables aux btiments".

Rgles PSMI (NF P 06-014) "Rgles de construction parasismiques des maisons individuelles et des btiments assimils".

Scurit en cas dincendie

Arrt du 25 juin 1980 modifi : rglementation applicable aux tablissements recevant du public (ERP).

Instruction technique n 249 modifie du 21 juin 1982 relative aux faades. Articles R 235-4-8 et R 235-4-15 du code du travail. Arrt du 31 janvier 1986 modifi par larrt du 19 dcembre 1988 : rglementation

applicable aux btiments dhabitation.

Arrt du 18 octobre 1977 : rglementation applicable aux immeubles de grande hauteur (IGH).

Isolation thermique

Dcret et Arrt du 29 novembre 2000 relatif aux caractristiques thermiques des btiments nouveaux et des parties nouvelles de btiment.

Rgles Th-U relatives au calcul des caractristiques thermiques utiles des parois de construction.

Isolation acoustique

Les Arrts du 28 octobre 1994 : nouvelle rglementation acoustique pour les btiments dhabitation (NRA).

Arrt du 30 mai 1996 : modalits de classement des infrastructures de transports terrestres et isolements acoustiques des btiments dhabitation affects par le bruit.

Exigences QUALITEL vis--vis du confort acoustique des btiments dhabitation. Arrt du 9 janvier 1995 : rglementation acoustique applicable aux tablissements

denseignement.

tanchit lair et leau

DTU 22.1. Prescriptions techniques communes du GS1.

Excution

DTU 22.1. Fascicules 65, 65A, 65B du CCTG : excution des ouvrages de gnie civil en bton arm

ou prcontraint.

Aspect de surface

Fascicule de documentation P 18 503. Fascicule 65A du CCTG. Cahier des charges FIB lments architecturaux.

Durabilit

DTU 22.1. Rgles UEATC relatives aux procds de construction de grands panneaux lourds

prfabriqus.

Rgles BAEL 91. Fascicule 65A du CCTG. Cahier des charges FIB relatif aux lments architecturaux en bton fabriqu en usine.

Nota : le guide pour l'utilisation d'lments en bton architectonique dans les projets d'architecture (collection Technique CIMBETON, rfrence B62) rassemble toutes les donnes concernant cette famille de produits. Produits complmentaires Associs ces lments, on peut trouver tout un ensemble de produits appels lments dhabillage et de dcoration. Ils permettent dassurer une finition complmentaire en faade. On trouve notamment :

bardages, vtures ; bandeaux applicables au droit dun joint ; lments de corniches, gnoises ; balustrades, garde-corps ; dalles de balcons, loggias ; cellules tridimensionnelles.

Une autre technologie dlments utilisant des plaques de parement en bton architectonique de faible paisseur (30 mm environ) peut galement tre employe pour les lments de faade. Ces lments sont fixs individuellement la structure du btiment laide de pattes de fixation et goupilles de liaison.

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