cours doc prof_corrige

Les murs en maconnerieElements de cours1

Fabien Lagier

Augustin Parret-Freaud

Paris, janvier 2006

1Dans ce document, vous remarquerez que les images ne sont pas toujours la ou l’on s’attend qu’elles

soient : ceci vient du fait que j’ai defini ma macro pour l’insertion d’images a partir d’un format

flottant. Je comprend que cela puisse etre plus complique pour un eleve de BTS de suivre, cependant,

les images sont numerotees et bien referencees. Ainsi, avec un minimum d’effort et de bonne volonte,

ils devraient arriver a outrepasser cette (pseudo?) difficulte. Si c’etait a refaire, je m’abstien-

drais de definir un format flottant, et utiliserais un package special (caption2) pour referencer alors

les images. Pour l’heure, je n’ai pas le temps de m’en occuper. - APF

B.T.S. batiment - Classe de 1ere annee Les murs en maconnerie

Table des matieres

Introduction 2

1 Maconnerie de petits elements - Generalites 21.1 Considerations generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Maconnerie en agglomeres de beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3.1 Les blocs traditionnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.3.2 Caracteristiques principales des blocs en beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.4 Maconnerie en briques d’argile cuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.4.1 Briques pleines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.4.2 Briques perforees et blocs perfores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.4.3 Briques creuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.4.4 Classe de resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2 Stabilite mecanique des maconneries 142.1 Contraintes admissibles dans les parois porteuses sous l’effet de charges verticales . . . . . 142.2 Evaluation des efforts sollicitant les parois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3 Verification des contraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.1 Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3.2 Verification de la resistance de la paroi sous charges verticales. . . . . . . . . . . . . 16

3 Disposition constructives minimales 173.1 Fractionnement des murs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Les chaınages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.1 Chaınages horizontaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.2 Chaınages verticaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.3 Protection des murs en soubassement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.3.1 Coupure de capillarite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.3.2 Enduits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4 Effet de site 234.1 Definition de la hauteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.2 Definition de l’exposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.3 Definition des sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.3.1 Site a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.2 Site b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.3 Site c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.4 Site d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.4 Typologie des maconneries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.1 Type I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.2 Type II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.3 Type III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.4.4 Type IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.5 Choix conceptuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5 Evolution des elements de maconnerie 27Les blocs accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Bibliographie 30

St Lambert 1 FL-APF


Introduction

On appelle maconnerie un ouvrage compose de materiaux (blocs beton, briques, pierres, etc.) unis parun liant (mortier, ciment, platre, etc.), le plus souvent dans le but de construire un mur.

La maconnerie est consideree comme la technique de construction la plus ancienne et la plus repandue.En effet, comme elle n’utilise pour l’essentiel que des petits elements, elle ne necessite pas de moyen demanutention important sur le chantier. Elle est donc applicable par toutes les entreprises, et en particulierpar l’artisan macon qui realise d’ailleurs la plupart des constructions pavillonnaires.

Cependant, la penurie de main d’oeuvre qualifiee, les prix de transport et de manutention eleves, aux-quels s’ajoute le faible rendement de la maconnerie en pierres naturelles contribuent a faire considerer cettederniere comme un ouvrage de luxe. Le theme de la construction en pierre ne sera donc pas aborde dansce cours. Ce type de construction a ete pratiquement abandonne depuis la venue progressive des produitsindustrialises (bloc beton).

Les murs en maconnerie doivent repondre a un certain nombre de regles, d’exigences que l’on retrouvedans le Document Technique Unifie DTU 20.1 ” Ouvrages en maconnerie de petits elements- Parois et murs ”. Il se decompose en 3 parties :

– Partie 1 : Cahier des clauses techniques ;– Partie 2 : Regles de calcul et dispositions constructives minimales ;– Partie 3 : Guide pour le choix des types de murs de facades en fonction du site ;

1 Maconnerie de petits elements - Generalites

1.1 Considerations generales

Les principaux materiaux dont on dispose pour la construction des murs sont : la pierre naturelle,

les agglomeres de beton, la brique d’argile cuite. A part quelques pierres naturelles, tous les materiaux

utilises pour la construction des murs sont anisotropes, ce qui signifie qu’ils possedent des caracteristiquesdifferentes selon la direction des sollicitations. Les agglomeres de beton et la brique d’argile cuite sontfabriques dans un sens bien defini.

Fig. 1 – Forces agissant perpendiculairement aux lits des materiaux

Bien que les materiaux employes possedent des caracteristiques technologiques differentes, les principes

generaux d’empilage restent identiques. Ces principes peuvent etre resumes comme suit :

St Lambert 2 FL-APF


– Les materiaux doivent etre poses de maniere a recevoir les forces qu’ils supportent perpendiculaire-ment au lit de leur structure.

– Les joints disposes dans le plan des forces doivent etre decales d’assise en assise, afin d’assurer uneparfaite cohesion de mur et de permettre la repartition et la transmission des charges.

1.2 Domaine d’application

Les fonctions assurees par les murs (ici en maconnerie, mais cela reste valable pour tous

les types murs) concernent principalement :– la stabilite mecanique sous sollicitations normales ;– l’etancheite a la pluie pour les parois exterieures (i.e. les murs de facade) ;– la satisfaction aux exigences thermiques et acoustique ;– la tenue au feu de la paroi ;– assemblage facile, dimensions et poids permettant un travail aise.

De plus la qualite des produits doit garantir leur durabilite et l’absence d’entretien durant le vie del’ouvrage.

Les ouvrages courants de maconnerie traditionnelle peuvent etre classes suivant leur role dans l’ouvrage :– maconneries porteuses ;– maconneries de remplissage ;– maconneries de facade non porteuse ou en doublage ;– maconneries de cloison.

Le DTU 20.1 distingue deux conceptions traditionnelles de murs en maconnerie :

Murs a simple paroiIls ne comportent qu’une paroi de maconnerie, enduite ou non :

– murs simples dont la paroi est constituee, dans le sens de l’epaisseur, par un seul materiau principal.

Fig. 2 – exemple de mur simple

St Lambert 3 FL-APF


– murs composites dont la paroi est constituee, dans le sens de l’epaisseur, par plusieurs materiauxprincipaux (enduits non compris), solidarises de facon continue par du mortier ou du beton (fig. 3)2 ;

Fig. 3 – exemple de mur composite

Murs a double paroiIls comportent deux parois distinctes qui peuvent etre :

– d’epaisseurs sensiblement egales : ce sont les murs doubles (fig. 4),

Fig. 4 – exemple de mur double

– d’epaisseurs nettement inegales : ce sont les murs avec doublage (fig. 5), dits egalement mursavec cloison de doublage 3.

2Ceci n’est qu’un exemple de mur composite couramment employe lors de la realisation du DTU 20.1,

aujourd’hui, il est plus frequent d’utiliser des blocs de beton de granulats a la place des briques

creuses presentees sur la figure3De nos jours, l’isolation se fait en general par association d’une couche de polystyrene devant

laquelle est place une cloison en placoplatre

St Lambert 4 FL-APF


Fig. 5 – exemple de mur avec cloison de doublage

1.3 Maconnerie en agglomeres de beton

Vers la fin du XIXeme siecle, les premiers blocs beton sont realises manuellement. Les premieres ma-chines apparaissent aux environs de la premiere guerre mondiale, avec une cadence de fabrication assezlente.

Aujourd’hui la production est entierement automatisee, depuis l’asservissement de la centrale a betonjusqu’a la palettisation. Le bloc est le produit le plus utilise pour la construction des murs de maconnerie(7 murs en maconnerie sur 10 sont construits en blocs beton), ce qui represente 13 millions de tonnesconsommes chaque annee.

Les agglomeres de beton sont appeles communement dans certaine regions, agglos, parpaings, moellons,ou plots de beton. Son choix dependra d’une etude approfondie des divers facteurs :

– exiges vis-a-vis de ses caracteristiques enoncees au paragraphe 1.2..– economique. (voir Annexe : Document 1 chiffrage rapide de maconnerie)

L’ensemble des blocs correspond a 2 grandes familles :– les blocs traditionnels qui font l’objet de normes ; estampilles de la marque NF, ce qui garantit la

fourniture de materiaux de qualite, aux caracteristiques bien definies (cf. fig. 6)

Fig. 6 – Marquage des blocs

– les blocs non traditionnels (qui relevent le plus souvent de la procedure d’avis technique). Les blocsen beton non traditionnels se differencient des blocs traditionnels lorsque la conformite du produit(ou du procede) ne peut etre appreciee par reference aux documents normatifs existants (normes,DTU). L’avis technique precise si le produit ou le procede permet de satisfaire les exigences de lareglementation et des regles de l’art. Il porte un jugement sur la durabilite et donne des informations

St Lambert 5 FL-APF


sur l’aptitude a l’emploi dont l’utilisateur peut avoir besoin pour choisir, concevoir et realiser sonouvrage.La maconnerie d’agglomeres est particulierement employee pour l’execution des murs de facades,ainsi que pour les murs de refend. Les agglomeres pleins lourds, sont utilises pour la construction desmurs interieurs devant offrir une certaine resistance mecanique et phonique, tandis que les agglome-

res creux seront de preference utilises pour les murs de facades (meilleure isolation thermique).Lecloisonnement exigeant des qualites d’isolation phonique, peut etre realise par des agglomeres pleins

de faible epaisseur.

Generalement peu hygroscopique4, l’agglomere de beton normal se comporte favorablement en milieuhumide. De plus, cette maconnerie recoit generalement un crepissage, ou un enduit, destine a proteger leselements constitutifs et a ameliorer l’aspect exterieur.

1.3.1 Les blocs traditionnels

Les blocs traditionnels peuvent etre classes de differentes manieres :

– Selon la nature du materiau constitutif :

– beton de granulats courants (masse volumique reelle du beton constitutif > 1700 kg/m3)

– beton de granulats legers (masse volumique reelle du beton constitutif < 1700 kg/m3)

– beton cellulaire autoclave (400 kg/m3 < masse volumique reelle < 800 kg/m3). Ce materiau estcompose de chaux, ciment, sable et de poudre d’aluminium, qui au contact de la chaux, produitdes petites bulles d’hydrogene. On le trouve sous les appellations Ytong, Thermopierre, Siporex,...C’est le bloc de construction maconnee qui offre la meilleure resistance thermique. (voir AnnexeDocumentation 2 : Ytong Siporex, le monomur)

– Selon la structure interne :

– blocs pleins ;

– blocs perfores comportant des petits alveoles cylindriques ;

– blocs creux comportant des alveoles debouchant ou non.

4Qui absorbe l’humidite de l’air

St Lambert 6 FL-APF


– Selon leur destination :

– blocs a enduire ;– blocs apparents dont le beton constitutif doit assurer par lui-meme l’etancheite du mur ;

– Selon le mode de pose :

– pour les blocs a maconner : pose avec joints epais (joints de mortier traditionnel) ;– pour les blocs a coller : pose avec joints minces (joints de mortier-colle avec blocs calibres ou usines

sur leurs faces de pose) ;– pour les blocs a emboıtement : pose sans joint vertical.

– Selon la partie de l’ouvrage a traiter :

– blocs courants pour les parties courantes ;– blocs speciaux (blocs linteaux, blocs de coupe, blocs tableau, blocs de chaınage, blocs poteaux,

blocs d’angle) pour les parties d’ouvrage correspondantes.

Voir complement d’information sur les blocs speciaux en annexe : Document 3.De plus, vous trouverez en annexe Document 4 quelques exemples de bloc non traditionnel.

1.3.2 Caracteristiques principales des blocs en beton

Dimensions de coordination

Les dimensions d’appellation d’un bloc destine a etre enduit comprennent :– la hauteur, longueur, largeur du bloc apres fabrication– la hauteur et la longueur en dimensions de coordination modulaireCes dimensions de coordination modulaire sont exprimees en centimetre, differente des dimensions de

fabrication du bloc car elles tiennent compte de l’epaisseur moyenne des joints horizontaux (1cm) et del’epaisseur apparente des joints verticaux (6 mm).

St Lambert 7 FL-APF


Les produits les plus frequemment disponibles sont fournis en annexe (document 5) :– Profils, dimensions et domaines d’utilisations des blocs standard creux en beton de granulats courants.– Profils, dimensions et domaines d’utilisations des blocs standard pleins et perfores en beton de gra-

nulats courants.

Classe de resistance

Les blocs, qui par definition servent a construire des murs, doivent assurer une fonction de portance. Ilen resulte que l’une de leurs proprietes essentielles est la resistance a l’ecrasement.

Les maconneries d’un meme type se distinguent par leur classe de resistance. Celle-ci est determineepar la valeur garantie de leur resistance a l’ecrasement. Cette classification est basee sur la resistancecaracteristique R, exprime en MPa, rapportee a la section brute de l’element.

Les classes de resistance nominale des blocs destines a etre enduits et de ceux destines a resterapparents sont indiquees dans le tableau ci-dessous :

St Lambert 8 FL-APF


La classe represente la contrainte de rupture exprimee en bars (B40 = 40 bars = 4 MPa). Quatre vingtquinze pour cent des blocs fabriques dans une classe donnee doivent presenter une resistance a l’ecrasementegale ou superieure a cette valeur (fractile 0,05) et aucun resultat ne doit etre inferieur a 80 % de la valeurde la classe.

Les lettres B, L, P, LP signifient :– B : blocs en beton de granulats courants ;– L : blocs en beton de granulats legers ;– P5 : blocs apparents en beton de granulats courants ;– LP : blocs apparents en beton de granulats legers.

1.4 Maconnerie en briques d’argile cuite

Idem que pour les maconneries en agglomeres beton, les maconneries en briques doivent satisfaire auxdifferentes exigences citees au paragraphe 1.1.. Selon le type de produits, sa destination, son role et lesregles de l’art, la geometrie d’un element et ses dimensions varient. On retrouve notamment, comme pourles agglomeres beton, toutes les formes particulieres adaptees a l’execution des points singuliers (angles,linteaux, planelles, etc...).

L’argile de terre cuite constitue un materiau leger qui convient parfaitement a la realisation des mursde facade et des cloisonnements interieurs.

1.4.1 Briques pleines

La brique pleine ordinaire a le format 6x11x22 cm (hauteur, largeur, longueur). Toujours employe,surtout dans le nord de la France, cet element constitue d’excellents murs porteurs. Specialement fabriquee

5La lettre P provient du terme parement .

St Lambert 9 FL-APF


pour l’execution d’element vus (facades), elle presente une gamme de teintes tres variee. Elles sont montees amortier de joints epais, generalement 1,5 cm pour les joints horizontaux (assises) et 1 cm pour les verticaux.

1.4.2 Briques perforees et blocs perfores

La maconnerie de briques perforees offre une excellente resistance a la compression (les perforation sontdisposees verticalement a l’interieur du mur) et presente une isolation legerement superieure a la briquepleine. Certaines de ces briques sont traitees sur une face afin d’offrir une surface esthetique et resistante,et d’autres recoivent un enduit. Dans le but d’augmenter la resistance a la compression et pour faciliter lamise en oeuvre, ils existent les blocs perfores qui permettent de realiser toute l’epaisseur du mur par unseul element 6.

Fig. 7 – Brique perforee

1.4.3 Briques creuses

Les briques creuses, beaucoup plus legeres, et de plus grandes dimensions, permettent la realisationde murs specialement isolants. Ces produits ouverts aux deux extremites, comportent des cloisonnements

6Sur la figure 8 ci-apres, le vide observable dans l’une des briques provient du fait que celle-

ci est un bloc special destine a accueillir un chaınage horizontal (cet element sera detaille par la

suite)

St Lambert 10 FL-APF


Fig. 8 – Blocs perfores a enduire

interieurs longitudinaux continus sur toute la longueur. En revanche, leur resistance a la compression esttres faible. Cette maconnerie recoit generalement un enduit ou crepissage et trouve son utilisation princi-palement dans les maisons individuelles ou en remplissage pour les separations interieures de batiments.On distingues deux designations de brique creuse :

– C : briques a faces de pose continues, montees a joints de mortier horizontaux continus– RJ : briques a rupture de joint, afin d’ameliorer le comportement thermique du mur.



1.4.4 Classe de resistance

Les classes de resistance garanties des briques (caracterisees d’apres leur resistance R moyenne etminimale a l’ecrasement rapportee a la surface brute de la brique) sont indiquees dans le tableau ci-dessous :



2 Stabilite mecanique des maconneries

2.1 Contraintes admissibles dans les parois porteuses sous l’effet de chargesverticales

La contrainte C de compression (supposee uniforme) admissible en partie courante d’une paroi porteusevaut :

C =R

Navec :

– R : la resistance nominale a l’ecrasement du materiau elementaire qui constitue le mur– N : appele coefficient global de reduction, variant suivant le type de maconnerie, le cas de chargement

mais egalement selon la valeur de l’elancement (voir Annexe : Document 6).

L’elancement L pour les murs porteurs, vaut :

L =H

eavec :

– H : hauteur libre entre planchers ;– e : epaisseur brute du mur porteur.

La nature du cas de charge : centre (murs de refends...) ou excentre (murs de facade...).

Remarque sur l’application du coefficient N : L’application du coefficient global de reduction N,permet de calculer la contrainte C de compression admissible en partie courante d’une paroi porteuse, cequi ne dispense pas de verifier que les contraintes localisees restent admissibles.

2.2 Evaluation des efforts sollicitant les parois

Les seuls efforts pris en compte dans le calcul sont les suivants :– forces verticales : celles qui resultent de l’action de la pesanteur (charges permanentes, charges

d’exploitation, charges de neige) ;– forces horizontales : celles qui resultent de l’action directe du vent sur les facades.

Il n’est pas tenu compte des efforts resultant des retraits et dilatations.De plus respecter les dispositions constructives minimales (fractionnement des murs par des joints dedilatation et de retrait necessaires dans les maconneries de grande surface) permet de negliger les effets duretrait et de la dilatation.

2.3 Verification des contraintes

2.3.1 Distributions

On admet que la distribution des contraintes dans une paroi est uniforme, sauf en ce qui concerneles contraintes dues aux charges du plancher ou du linteau situe immediatement au-dessus de la sectionhorizontale de la paroi consideree.



Le supplement local de contrainte du a la reaction d’appui d’un linteau est evalue en supposant que lalongueur d’appui du linteau est au plus egale a sa hauteur, et que la repartition des contraintes corres-

pondantes est triangulaire sur une longueur limitee a une fois la hauteur du linteau.

Fig. 9 – Repartition ds contraintes sur appui (trumeaux, linteaux, planchers...)

De meme, les contraintes supplementaires dues aux charges reparties apportees par une dalle ou poutre,sont evaluees en supposant que la largeur d’appui de la dalle est limitee a son epaisseur et que la distributiondes contraintes correspondantes est triangulaire ou trapezoıdale suivant les epaisseurs relatives de la paroiet de la dalle.



Fig. 10 – Contraintes normales sous charges verticales

2.3.2 Verification de la resistance de la paroi sous charges verticales.

La verification des contraintes est a effectuer a mi-hauteur (Section I-I)

– pour une charge repartie uniforme : (avec e epaisseur du mur)

σuI =q

e< C

– pour une charge concentree : le supplement de contraintes est donne par :

∆σuI =P.u

e.dI

< C

avec

dI = b0 +h

4

On peut admettre qu’une charge concentree se repartit uniformement a l’interieur de la zone delimiteepar les deux droites partant du point d’application de la charge, et inclinees sur la verticale de 1/4 .

Verification des contraintes localisees au point singulier

Pour la section du mur situee immediatement au-dessous du plancher (section II-II), il faut verifier queles contraintes extremes de compression, determinees en cumulant les contraintes reparties σu, (provenantdes etages superieurs) et les contraintes locales maximales ∆σloc (correspondant aux charges apportees parle plancher) sont inferieures au quart de la resistance a l’ecrasement R. Cette meme regle s’applique aurepos des linteaux sur les maconneries.

σu + ∆σloc <R

4



Si cette condition ne peut etre respecte, une semelle de repartition7 sera creee pour respecter cettecondition.

3 Disposition constructives minimales

A ce stade de l’avancee du cours, nous avons en main les elements necessaires pour dimensionner unmur constitue de maconnerie de petit elements. Cependant, ceci ne suffit pas pour assurer la stabiliteglobale d’un batiment.

Il faut maintenant se pencher sur les problemes de dilatation 8 et d’ interface, a savoir :– comment tenir compte de la dilatation des parois sous l’action des variations de la temperature

ambiance : c’est le role du fractionnement des murs ;– comment assurer la liaison entre les differents murs et parties de murs (murs porteurs comme murs

de refend) au sein du meme batiment : c’est le role des chaınages ;– comment proteger les murs de l’action de l’humidite des sols : c’est le rote de la protection des murs

en soubassement.

3.1 Fractionnement des murs

Dans les maconneries de grandes surfaces, l’action des variations de temperature ambiante peut en-gendrer des deformations non negligeables au niveau de la structure. Il faut donc laisser la possibilite a lastructure d’ “amortir” ces deformations, a l’aide des joints de dilatation (cf. fig. 11).

Joints de dilatation

Planchers

max 20 ou 35 m

Maçonnerie

Fig. 11 – Fractionnement des murs

Leur espacement est dicte par les regles du DTU 20.1. Il ne peut etre superieur a :– 20 m dans les regions seches ;– 35 m dans les regions humides ou temperees.

7Ceci sera detaille en TD.8On dit d’un materiau qu’il est le siege d’un phenomene de dilatation si l’on observe des deformations εth de ce dernier

proportionnelles aux variations du champ de temperature ambiant ∆T ou de l’hygrometrie du milieu. Dans le cas de ladilatation thermique, celle-ci se caracterise par le coefficient de dilatation thermique αth, on a alors la relation : εth = αth∆T .



3.2 Les chaınages

Les chaınages constituent l’element essentiel de la stabilite globale d’un ouvrage en maconnerie en per-mettant de relier les differents murs constitutifs, assurant ainsi repartition et transmission des efforts. Ilssont constitues d’armatures metalliques et travaillent en general en traction, comme des tirants.

On en distingue deux types :– les chaınages horizontaux ;– les chaınages verticaux ;

3.2.1 Chaınages horizontaux

Les chaınages horizontaux se trouvent au niveau de chaque plancher ainsi qu’en couronnement de laconstruction. Ils permettent d’assurer une stabilite en ceinturant l’ensemble du batiment au niveau dechaque plancher. Ils permettent de plus d’assurer une bonne repartition des contraintes entre les etagessuperieurs et l’etage directement interieur, en reliant les murs de facades entre eux et aux murs de refend.Ainsi, il est primordial d’assurer leur continuite sur l’ensemble du batiment (i.e. la continuite des arma-tures les constituant : se reporter au paragraphe intitule Continuite des chaınages horizontaux ci-dessous).

Dispositions constructives generiques

Chainage

A

Mur

PlancherS

Planelle

Fig. 12 – Chaınages horizontaux

Role des planelles 9

Les chaınages, de par leur materiau constitutif principal (le beton), introduisent des discontinuites

dans un mur en elements de maconnerie, discontinuites qui peuvent etre prejudiciables a l’esthetique desfacades enduites (apparition de fissures de l’enduit au voisinage du chaınage). La planelle, en se placantdevant le chaınage (cf. fig. 12) permet d’assurer cette continuite des materiaux en offrant a l’enduit unesurface uniforme dans la zone chaınee, et donc sur l’ensemble de la facade.

Dimensionnement des armatures minimales

9Les planelles (cf. fig. 13) sont des petits elements de maconnerie, d’epaisseur beaucoup moins importante que les blocstraditionnels 5 ou 7 cm dans la plupart des cas, qui ne jouent aucun role mecanique mais permettent (cela est expliquepar la suite) d’homogeneiser les surfaces des facades avant pose de l’enduit



Fig. 13 – Planelle

– Type d’acier utilise : Acier FeE 500

– Etage courant :

A > 1, 5 cm2 ou A > 0, 4S

100avec :– A : aire des armatures longitudinales.– S : aire de la section grisee (cf. fig. 12).

– Planchers terrasse :

Generalement, les planchers terrasse sont plus exposes que les planchers courants (presence, notam-ment, de phenomenes de dilatation) : souvent en beton arme, il comportent plusieurs dispositifs(notamment d’etancheite) les alourdissant. Il faut donc prevoir des chaınages en consequence. Onretiendra :

A > 3, 08 cm2

10

Continuite des chaınages horizontaux

Comme nous l’avons evoque precedemment, il est tres important d’assurer une bonne continuite deschaınages horizontaux, notamment dans les angles, ou les concentrations de contraintes sont les plus im-portantes. La figure 14 ci-dessous nous renseigne sur la solution constructive a adopter de facon a respectercette condition.

Nous pouvons en effet constater que sur la figure de gauche, les armatures ne se recouvrent pas : il n’ya pas transmission d’efforts entre celles-ci.

3.2.2 Chaınages verticaux

Les chaınages verticaux servent essentiellement a assurer la stabilite des murs sous l’action des charges,notamment au voisinage des angles. Ils doivent obligatoirement etre realises dans les angles saillants etrentrants, au niveau des intersections avec les murs de refend ainsi que de part et d’autre des joints defractionnement du batiment, comme le montre la figure 15.

Contrairement a leurs homologues horizontaux, l’utilisation des chaınages verticaux n’est pas systema-tique : en effet, en toute rigueur, elle n’est obligatoire que dans le cas ou le plancher haut de l’etage considereest en beton arme ou en beton precontraint (cf. fig. 16). Il est de plus a signaler que leur emploi

10La decimale 0.08 provient du fait que les chaınages horizontaux sont en general livres prefabri-

ques au metre et que les constructeurs, pour des raisons de mise en oeuvre, utilisent precisement cette

valeur pour la section d’acier.



Fig. 14 – Recouvrement des chaınages horizontaux

Mur derefend Mur de

façade

Chainages verticaux

Fig. 15 – Disposition des chaınages verticaux



est obligatoire dans tous les cas lorsque la construction se trouve en zone sismique ou bien

repose sur un sol sujet a des phenomenes de tassement importants.

Plancher béton

Plancher terrasse

Chainagesverticaux

Chainagesverticaux

Les chainagesverticaux nesont pasobligatoires

Plafondsuspendu

Fig. 16 – Utilisation des chaınages verticaux

Enfin, il est imperatif d’ancrer les chaınages verticaux par des retours d’equerre, afin d’assurer uneliaison mecanique avec les chaınages horizontaux (cf fig. 17).

Chainagesverticaux Chainages

horizontaux

Fig. 17 – Liaison des chaınages horizontaux et verticaux

3.3 Protection des murs en soubassement

L’un des problemes majeurs des constructions se trouve au niveau de l’interface entre les murs et lesol. En effet, le sol - element humide par nature - contient une quantite non negligeable d’eau, qui s’infiltrepar phenomene de capillarite 11 au sein des murs, pouvant fragiliser leur structure et entraıner l’apparition

11Le phenomene de capillarite est a l’origine des infiltrations d’eau. Il est observable dans les milieux poreux (les murs enfont partie !) ou les forces de cohesion intermoleculaires sont a l’origine d’une remontee progressive des molecules d’eau au



d’humidite dans les locaux abrites.

Il faut donc :– d’une part proteger la structure des murs maconnes contre les remontes d’eau : c’est le role des

coupures de capillarite ;– d’autre part proteger les locaux abrites des infiltrations, de maniere a preserver leur confort d’utili-

sation : c’est le role des enduits.

3.3.1 Coupure de capillarite

Cette technique permet de proteger les murs des remontees d’eau en effectuant une coupure au niveaudu plancher du premier niveau (cf fig. 18 et 19) a l’aide d’un materiau plus dense que ceux constitutifs desblocs de maconnerie. Elle peut etre realisee a l’aide :

– d’un chaınage ;– d’une bande impermeable.

Coupure a l’aide d’un chaınage

Chainage

Mur en élévation

Plancher du rez de chaussée

Revetementéventuel

Mur desoubassement

Sol fini extérieur

5 cm mini

Fig. 18 – Coupure de capillarite a l’aide d’un chaınage

Ce chaınage doit etre nu, en beton arme, et dispose au niveau du plancher bas ou du dallage du rez-de-chaussee sur toute l’epaisseur des murs de soubassement. Il doit d’autre part etre place a 5 cm minimum audessus du sol exterieur fini. Il assure alors a lui seul la coupure de capillarite sans necessite de dispositionssupplementaires.

Coupure a l’aide d’une bande quasi-impermeable

Cette coupure doit etre situee a 15 cm minimum au dessus du niveau le plus haut du sol definitifexterieur, au dessous du plancher bas ou au dessus du chaınage le cas echeant, et recouvrir l’ensemble desmurs de soubassement. Elle peut etre executee soit :

– a l’aide d’une bande de feutre bitumee ou d’une feuille de polyethylene ;– a l’aide d’une chape de mortier de 2 cm d’epaisseur additionnee d’ hydrofuge.

au sein de la structure



Chainage

Mur en élévation

Plancher du rez de chaussée

Revetementéventuel

Mur desoubassement

Sol fini extérieur

15 cm miniCoupure decapillarité

Fig. 19 – Coupure de capillarite a l’aide d’une bande quasi-impermeable

3.3.2 Enduits

En plus de la remontee capillaire dans les murs en elevation, il faut egalement proteger les locaux abritespar les murs de soubassement contre les infiltrations. Pour cela il peut etre necessaire de recourir a la posed’un enduit en face exterieure (voir fig. 20).

Selon l’utilisation des locaux qu’ils abritent, les murs de soubassement peuvent etre separes en troiscategories12 :

– categorie 1 : murs de locaux habitables en sous-sol (pas de trace d’humidite admise) : un enduitexterieur, draine ou non selon la nature et l’humidite du sol, est obligatoire, d’autre part, les epaisseursminimales de ces murs varient entre 0,20 m (blocs de beton) et 0,30 m (blocs de terre cuite).

– categorie 2 : murs de locaux de service (chaufferie, garage, ...) ou des infiltrations limitees peuventetre admises : l’enduit n’est pas obligatoire, il doit etre ajoute suivant l’utilisation du local, lesepaisseurs minimales sont les meme que precedemment ;

– categorie 3 : mur de vide sanitaire ou terre plein : dans ce cas la, il n’y a aucun enduit a rajouter,seule la resistance mecanique conditionne l’epaisseur minimale de la paroi.

4 Effet de site

L’une des fonctions principale d’un mur est de proteger l’habitat qu’il abrite contre les effets de l’humi-dite. Ainsi, les ceux-ci se doivent d’etre des barrages les plus efficaces possible contre toute forme d’infil-tration d’eau pouvant provenir de pluies, de phenomenes de condensation ou bien de remontees d’humiditedu sol (ce cas particulier a deja ete traite precedemment). Si le beton fournit deja de lui-meme une solutionefficace contre ces problemes d’humidite, il peut etre necessaire d’ameliorer les effets de celle-ci dans cer-taines situations ou les facteurs environnementaux sont plus specifiques (presence d’un fort vent dominant,milieu maritime ...).

Ainsi, la conception des murs va donc dependre a la fois des caracteristiques principales du milieuxenvironnant et de la hauteur de l’ouvrage. Afin d’apporter des solutions constructives adaptees, il estnecessaire :

12Dans certains cas (categorie 1 et 2) une isolation thermique est a prevoir, mais nous n’aborderons pas les problemes dethermique dans ce document.



Locauxhabitables

Revetementd’imperméabilisation

Pas de revetementnécéssaire

Videsanitaire

Locauxde service

Revetementéventuel

Fig. 20 – Revetement des murs en soubassement

– tout d’abord de definir la hauteur d’un mur (cela correspond en fait a des classes de hauteur).– ensuite, de definir la notion d’ exposition des murs ;– puis de definir les differents sites d’exposition ;– enfin, de definir les differents types de maconnerie ;

4.1 Definition de la hauteur

On definit des hauteurs de reference dans lesquelles peuvent etre classees les differentes parois, en fonc-tion de la distance entre leur partie superieure (a une hauteur d’etage courant pres) et le sol fini existant :

– : moins de 6 m ;– : entre 6 et 18 m ;– : entre 18 et 28 m ;– : entre 28 et 50 m ;– : entre 50 et 100 m.

4.2 Definition de l’exposition

On distingue, en fonction des vents dominants et de leur direction :– les facades abritees ;– les facades non abritees.

Dans le cas d’une maison isolee, la facade non abritee est la facade exposee aux vents dominants. Lesautres facades sont considerees comme abritees (fig. 21).

Dans le cas de constructions en continuite, une facade exposee aux vents dominants pourra etre consi-dere comme abritee si la distance entre celle-ci et le batiment lui faisant face est inferieure a 30m (fig.22).

Dans le cas de constructions protegees par un relief naturel, une facade (ou partie de facade) exposeeaux vents dominants pourra etre considere comme abritee si la distance entre celle-ci et le relief lui faisantface est inferieure a 30m (fig. 23).



Facadenon abritée

Vent chargéde pluie

Facadeabritée

Fig. 21 – Cas d’une maison isolee

Facadenon abritée

Vent chargéde pluieFacade

abritéesFacadenon abritée

Facadeabritée

> 30 m < 30 m

Fig. 22 – Cas de constructions en continuite

4.3 Definition des sites

En France, la reglementation nationale distingue quatre types de sites d’expositions, classes du plusprotege de l’humidite au plus expose.

4.3.1 Site a

Ce site regroupe l’ensemble des constructions situees a l’interieur de grands centres urbains, ou la moitieau moins des batiments atteignent une hauteur minimale de 4 niveaux (fig. 24).

4.3.2 Site b

Ce site concerne les construction situees soit dans les villes de petites taille ou de taille moyenne soit ala peripherie des grands centres urbains (fig. 25).

4.3.3 Site c

Ce site regroupe l’ensemble des construction situees en rase campagne (fig. 26).

4.3.4 Site d

Sont ici concernees les constructions situee dans les villes cotieres ou bien isolees en bord de mer (fig.27), lorsque ces constructions sont a une distance du littoral inferieur a une limite (fonction des conditionsclimatiques locales et de la hauteur du batiment etudie).

Il est a noter que la dite limite doit etre dans les meilleures conditions au moins egale a quinze fois lahauteur reelle de l’edifice au dessus du sol, et peut atteindre 5 a 10 km dans certaines zones particulierementexposees.



Partie de facadenon abritée

Vent chargéde pluie

Facadeabritée

30 mPartie de facade abritée

Fig. 23 – Cas de constructions protegees par un relief naturel

Fig. 24 – Site a

4.4 Typologie des maconneries

De meme que pour les sites d’exposition, nous sommes amenes a definir differents types de murs (de I aIV) selon les dispositions constructives retenues. Il est a noter que les murs en question doivent

avoir une epaisseur minimale variant de 20 a 30 cm selon que les blocs employes sont consti-

tues de beton de granulats ou de terre cuite.

4.4.1 Type I

Un mur de type I ne contient :– ni revetement etanche sur son parement exterieur ;– ni coupure de capillarite dans son epaisseur.

4.4.2 Type II

Un mur de type II ne contient aucun revetement etanche sur son parement exterieur, mais contrairementa son homologue du type I, il possede dans son epaisseur une coupure de capillarite continue qui peut etrerealisee soit :

– a l’aide de panneaux isolants non hydrophiles (murs de type IIa) ;– a l’aide d’une lame d’air continue (murs de type IIb).

4.4.3 Type III

De meme, les murs de type III ne comportent pas de revetements etanches, en revanche, il possedentun doublage separe de la maconnerie par une lame d’air a la base de laquelle sont prevus des dispositifsde collecte et d’evacuation des eaux d’infiltration eventuelles.



Fig. 25 – Site b

Fig. 26 – Site c

4.4.4 Type IV

Les murs de ce type voient leur etancheite a la pluie assuree par un revetement (bardages, revetementa base de liants plastiques ...) situe en avant de la paroi de maconnerie.

4.5 Choix conceptuel

A partir des informations concernant l’exposition, la hauteur et la situation d’un mur, nous allonsdonc pouvoir determiner des dispositions constructives generiques afin d’assurer au mieux la protection del’espace abrite contre l’humidite.

Le tableau 1 resume ces choix dans le cas de murs en blocs de granulats courants.

Type de mur Hauteur maxi de la facadeFacade abritee Type I < 28 metres

Facadenonabritee

Sites a, b,c

Type I < 6 metresType IIa < 50 metresType III ou IV < 100 metres

Site d

Type IIa (sauf front de mer) < 18 metresType IIb < 28 metresType III < 50 metresType IV < 100 metres

Tab. 1 – Recapitulatif du choix d’un type de mur

5 Evolution des elements de maconnerie

Les blocs accessoires

Ils sont utilises pour realiser toutes les parties non courantes en maconnerie. Le bloc beton etant enor-mement utilise pour la realisation de maison individuelle, il a donc ete concu des blocs speciaux pourchaque point particulier rencontre au niveau de la maconnerie. Ils ont pour but d’optimiser le rendement



Fig. 27 – Site d

Fig. 28 – Murs de type I

de montage car il dispense toute realisation en beton banche supplementaire. Les plus frequemment ren-contres sont :

– Les blocs d’angles : permettent la realisation des chaınages verticaux (angle droit uniquement), etoffrent ainsi aux enduits un support homogene.

– Les blocs de coupe : servent a de multiples utilisations : trumeaux, murs de longueur non modu-laire ? Ils permettent la realisation aisee de feuillures (dormant fenetre). Les coupes correspondenten general au demi ou au quart de bloc.



Fig. 29 – Murs de type II

Fig. 30 – Murs de type III

– Les blocs d’about : facilitent la realisation des ouvertures ou des angles, lorsque les chaınages verti-caux ne sont pas indispensables. Ils offrent une meilleure finition de la maconnerie et une applicationsimplifiee des enduits (pas de rechargement).

– Les bloc linteaux : Ils simplifient la realisation des linteaux sur chantier. Constituant un coffrageperdu, ils permettent de respecter l’homogeneite d’aspect et de structure de la facade. Il evite ainsila fissuration de l’enduit a la jonction de la maconnerie et du linteau. Il existe des blocs adaptes auxdifferentes hauteurs de linteaux (20 - 25 voire 30 cm).



Fig. 31 – Murs de type IV

Bibliographie

References

[1] DESTRAC, J.-M., LEFAIVRE D., MALDENT, Y., VILA, S., Memotech Genie Civil, Editions Cas-teilla, 2003

[2] LE BRAZIDEC, M., DIDIER, D. THIESSET, J., NATAF, M., Precis de batiment, Editions Nathan,2002

[3] www.blocalians.org


cours doc prof_corrige

Engineering