CONCEPTION DE CONSTRUCTIONS PREFABRIQUEES EN BETON
Tout matériau de construction ou système de construction dispose de caractéristiques spécifiques et de champs d’application optimaux déterminants pour l’élaboration du plan et pour le choix des paramètres conceptuels tels que la longueur des portées, les systèmes de stabilité, les liaisons, les finitions, etc.
Les constructions en acier de par leur masse plus faible, par exemple, permettront, en règle générale, de plus grandes portées que des constructions en béton coulé en place. Elles nécessiteront, d’autre part, en matière de robustesse, de résistance au feu et d’isolation thermique, l’utilisation de matériaux complémentaires.
Le béton préfabriqué dispose également de caractéristiques qui lui sont propres, tant en comparaison avec l’acier, le bois ou les constructions en maçonnerie, mais aussi avec le béton coulé en place.
En théorie, par exemple, toutes les liaisons entre les éléments préfabriqués pourraient être exécutées de telle sorte que la construction préfabriquée propose le même comportement monolithique que celui d’une construction coulée en place.
Il s’agit toutefois d’une approche erronée, non seulement techniquement, mais aussi au niveau du coût et de la durée de vie. Si l’on veut disposer de la totalité des avantages du béton préfabriqué, la construction doit dès le début être conçue selon une philosophie conceptuelle spécifique : grandes portées, concept de stabilité adapté, détails simples, finition de surface intégrée, etc.
Les concepteurs devraient, dès les premières étapes de leur projet, analyser les possibilités, les avantages et les limites du béton préfabriqué, mais devraient également prendre connaissance des détails spécifiques, de la production, du transport, du montage et de la finition, avant d’élaborer le projet en béton préfabriqué de façon définitive.
Systèmes de construction
Au premier abord, l’industrie de la préfabrication peut donner l’impression qu’il existe une
quantité de systèmes et de solutions techniques pour les immeubles en béton préfabriqué. Ils appartiennent toutefois tous à un nombre restreint de systèmes constructifs de base, dont les principes de conception se ressemblent plus ou moins. Les systèmes de structures portantes en béton préfabriqué les plus courantes sont :
- la construction par portiques avec colonnes et grandes poutres de toiture. Ils sont
principalement utilisés pour des bâtiments comportant de grands espaces intérieurs dégagés,
comme des halls d’usine, bâtiments de stockage, bâtiments commerciaux, etc. ; - la construction par ossature avec colonnes et poutres comme composantes de base. Elles sont
très souvent complétées par un ou plusieurs noyaux pour assurer la stabilité horizontale. Les
constructions par ossature sont normalement utilisées pour des immeubles de bureaux,
écoles, hôpitaux, parkings, etc. ; - les constructions par panneaux, utilisées pour des parois intérieures de bâtiments et des
noyaux centraux. Elles sont surtout utilisées dans des bâtiments résidentiels ; - les constructions par cellules, composées de cellules en béton complètement préfabriquées.
Elles peuvent être utilisées pour des salles de bain, cuisines, et cellules de garage. Dans le
passé, le système a été sporadiquement utilisé pour des bâtiments entiers, entre autre pour des
hôtels, prisons, et d’autres constructions semblables.
En plus, il existe encore un nombre de systèmes préfabriqués complémentaires pour la
réalisation de planchers, toitures et façades.
- a. Le marché propose une large gamme d’éléments et de systèmes de plancher. Le plancher fini est en mesure d’absorber des charges concentrées et de répartir des charges horizontales sur les composantes constructives stabilisantes. Les planchers préfabriqués sont régulièrement utilisés dans toutes sortes de bâtiments et également avec divers matériaux de construction.
- b. Les toitures peuvent être construites à l’aide d’éléments de plancher mentionnés ci-dessus, mais il existe un certain nombre de produits spécifiques pour toiture en béton préfabriqué. Ils sont plus légers que les planchers et permettent en règle générale de plus grandes portées.
- c. Il existe également une grande variété de systèmes de façade. L’architecte joue un rôle important dans leur conception. Les façades préfabriquées peuvent être composées d’éléments de parois simples ou doubles, avec ou sans fonction constructive. Toutes les formes et finitions sont disponibles, allant d’éléments de bardage simples aux applications les plus luxueuses en béton architectonique pour immeubles de bureaux et façades prestigieuses.
Plusieurs systèmes susmentionnés peuvent être combinés dans un même projet . Les chapitres suivants présentent des directives générales pour le choix du système le plus adapté à un projet donné.
Systèmes pour portiques et ossatures
Les systèmes pour portiques et ossatures sont faits de poutres et de colonnes de différentes formes et dimensions, liaisonnées entre elles afin de constituer l’ossature du bâtiment. Un portique est composé de minimum deux colonnes encastrées dans la fondation et servant de support aux poutres de toiture.
L’ossature d’un bâtiment est composée de plusieurs portiques placés à distance égale et portant les revêtements des murs et la toiture.
