5350 - d-dalle - descriptif technique 2011

7/25/2019 5350 - D-Dalle - Descriptif Technique 2011

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DescriptifTechnique

Concept gnral

Aspect structurel

As ect architectural

Aspect conomiqueAspect physique et acoustique

Aspect cologique

Brevet international et marque dpose

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TABLE DES MATIERES

1 CONCEPT GENERAL 4

1.1 Prsentation 4

2 SPECTS STRUCTURELS 5

2.1 Principe 5

2.2 La partie bois 5

2.3 Le connecteur de liaison 6

2.4 Le bton 7

2.5 Vrification en cas de feu 8

2.6 Comportement sismique 10

3 ASPECT ARCHITECTURAL 11

3.1 Un rendu bien exprim 11

4 ASPECT CONOMIQUE 12

4.1 Un concept simple 12

5 ASPECTS THERMIQUES ET ACOUSTIQUES 13

5.1 Aspects thermiques 13

5.2 Aspect acoustique 13

5.2.1.1 Le confort acoustique 13

5.2.1.2 Le bruit dimpact (solidien) 17

6 ASPECT ECOLOGIQUE 18

6.1 Consommation, bilan nergtique et proximit 18

6.2 Bois de forts gres durablement 18

Annexe 1 : Essais acoustiques 19


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Descriptif technique

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D1 CONCEPT GENERAL

1.11.11.11.1 PrsentaPrsentaPrsentaPrsentationtiontiontionLa D-Dalle1, dalle mixte bois-bton est un concept innovant pour ledomaine des dalles de trs grandes portes, de 8 m 18 m sans appuisintermdiaires.

Base sur lutilisation dune structure en planches dcales pour reprendreles efforts de traction et dun remplissage en bton pour la compression,cette dalle est lextension de la dalle Oportune en figure 1.

La figure 2 montre une coupe type D-Dalle, avec la partie bois et la partiebton connecte.

Figure 1 : Dalle Oportune, en planches visses dcales, pour des portes de 6 m 11 m

Figure 2 : D-Dalle, la double dalle mixte bois-bton, pour des portes de 11 m 18 m

1Brevet international, inventeur Jean-Luc Sandoz, et marque dpose


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2 SPECTS STRUCTURELS

2.12.12.12.1 PrincipePrincipePrincipePrincipeLe principe structurel de la D-Dalle est trs simple raliser et offre unmaximum defficacit et de fiabilit pour la trs grande porte.

L'analyse structurelle de la D-Dalle porte sur l'tude du bois, du bton etdes connecteurs de liaison bois-bton.

Ce produit fait lobjet dun Avis Techniques (n 3/06-488).

2.22.22.22.2 La partie boisLa partie boisLa partie boisLa partie bois

La partie bois tout dabord, reprend le concept de la dalle Oportune quipermet, avec des planches sapin, pica, douglas ou autres de 12 cm 26 cm de hauteur (ou plus en BLC pour des portes et des chargesexceptionnelles), de crer une premire structure trs performante, par lefait du dcalage vertical des planches visses.

Ce type de structure exige des bois secs 12%+/-3%pour viter les retraitsdus au schage. Outre laspect statique, ce dcalage offre un plafondintgr dans la structure, aux qualits architecturales et acoustiques trsmarques.

Les planches seront en bois massifs abouts pour disposer des longueurs

adquates (de 11 m 18 m). Dans la zone de traction, la qualit des boissera suprieure, avec des planches classes en C30et plus.

Pour une plus haute performance et un rendu architectural plus rgulier, laplanche infrieure peut tre une section contre-colle de type duo, oubilame (petit lamell-coll, selon figure 3), donnant un produit de classeGL28 et plus.

Figure 3 : Exemples de sections pour des planches de grandes longueursbois massif about ou type Duo, sches et classes mcaniquement


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2.32.32.32.3 Le connecteur de liaisonLe connecteur de liaisonLe connecteur de liaisonLe connecteur de liaison

Dans les concepts de structure mixte bois-bton, le connecteur de liaisonest un point extrmement sensible.

Dans le cas de la D-Dalle, le dcalage des planches forme un crneausuprieur. Lajout dune plaque dacier perpendiculaire aux planchessuprieures permet de crer facilement un appui performant pour le bton.Pour la mise en uvre, la dalle bois est scie transversalement pour recevoirle connecteur selon figure 4 et 5.

Pour amliorer lencastrement de la partie bton, cette plaque dacier estperfore, selon la figure 6, de faon enclaver le bton dans cette zone etbloquer ainsi les glissements horizontaux et verticaux.

Figure 4 : Entaille dans la dalle pour accueillir les connecteurs et vue d'ensemble dun connecteur type

Figure 5 : Photo des connecteurs une fois fixs la dalle

Figure 6 : Dtail des percements dans le connecteur pour permettre denclaver le bton dans la dalle bois etraliser ainsi une section compose 100 % efficace.


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Pour assurer la reprise des efforts douverture de la section compose(traction verticale), la plaque mtallique est en forme de L et est visse surle champ des planches suprieures.

Le nombre de plaques mtalliques mis en uvre sur la longueur de la dalledpend du flux de cisaillement reprendre. Les connecteurs sont disposs

en priorit proche des appuis, dans les zones de flux de cisaillementmaximum.

Un connecteur (ou des vis dans le crneau suprieur) est toujours dispos mi-trave, pour garantir lintgrit de la section mixte en crant une zonede liaison supplmentaire au droit de la section la plus dforme.

Des plaques mtalliques peuvent tre rajoutes, au cas par cas, quand il y aun besoin damliorer lisotropie de la dalle et permettre ainsi des structuresintgrant des chevtres. Avec ce type de connecteur, les essais chelle 1/1raliss en laboratoire ont dmontr une efficacit de 100% de la liaisonmixte bois-bton. En effet, aucun glissement relatif des deux matriaux n'at observ, ni dans le domaine des charges admissibles, aprs sollicitationscycliques, ni mme la rupture de la poutre mixte.

2.42.42.42.4 Le btonLe btonLe btonLe bton

Le bton utilis dans le cas de la section mixte de la D-Dalle est un bton faible rapport eau/ciment de faon ne pas ramener deau libre linterface bois-bton, ce qui aurait comme incidence de faire gonfler ladalle bois, ou encore de gnrer des coulures venant tacher le plafond.

Pour faciliter la mise en uvre de ce bton, le faible rapport eau/ciment

sera compens par des adjuvants (plastifiants).

Un bton type serait par exemple :

Bton C25/30

Dosage 300 kg/m3de ciment classique

Granulomtrie : 0,16 (diamtre max des granulats 16 mm)

Ajout de plastifiants et de stabilisateurs

Vibrage consistant la mise en uvre

Lintrt dun faible rapport eau/ciment est galement marqu surlefficacit de la liaison mixte bois-bton. En effet, on a remarqu quun

bton trs faible retrait et bien vibr peut se coller sur la surfacedveloppe par le profil de la section bois, et augmenter encore la qualitde la section compose, pour atteindre 100% de mixit sur toute lalongueur de la dalle et conserver cette performance dans le temps.

La chape bton est coule en phase chantier sur la prdalle bois qui serataye en consquence.


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La figure 7 montre l'essai d'une poutre chelle 1, sur 15 m de porte.

Un systme danti fissuration du bton type treillis soud sera pos sur laprdalle bois avant le coulage de la chape bton.

Figure 7 : Essai la rupture d'une poutre mixte, lmentD-Dalle pour une porte de 15 m

2.52.52.52.5 Vrification en cas de feuVrification en cas de feuVrification en cas de feuVrification en cas de feu

Pour le cas accidentel de comportement au feu, la section du bois de laD-Dalle est vrifie en considrant une combustion de 0,8 mm/mn de lapartie bois pour la planche infrieure et 0.4 mm/mn pour la planchesuprieure.

Ces donnes rsultent dun essai feu, chelle 1, ralis pendant 130 mn,avec mesure de combustion des planches basses et hautes et mesure delaspect coupe-feu.

Les planches infrieures seront les premires carboniser, jusqu atteindrele noyau bois (zone de recouvrement entre la planche infrieure et laplanche suprieure).

Avec une zone de croisement de 80 mm, la rsistance au feu sera de 30 mnau minimum. La section rsiduelle selon schma figure 8 est vrifie sousles charges normalises pour le cas accidentel du feu.

Avec cette section rsiduelle, et pour 12 m de porte, la capacit portantede la dalle est encore aux environs de 500 kg/m2 (350 kg/m2 de poidspropre et 150 kg/m2de charges utiles) aprs 120 mn de combustion.

On peut galement remarquer que la structure mixte bois-bton permetdassurer lisolation de la partie suprieure du plancher. La D-Dallefonctionne donc parfaitement comme lment coupe-feu (mme sansbton, la dalle Oportune couple un panneau OSB est dj elle-mmecoupe-feu 30 mn).


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A t=60

A t=30

Planches 60x240 mm

Recouvrement 80 mm

chape 60 mm

Planches 60x240 mm

Recouvrement 80 mm

chape 60 mm

A t=0

Planches 60x240 mm

Recouvrement 80 mm

Chape 60 mm

60

160

67

123

60

160

49

60

160

80

160

Figure 8: Evolution de la section rsiduelle en fonction du temps de combustion dans le local infrieur.Une nouvelle section mixte est obtenue, qui sera vrifie

pour les charges accidentelles du cas de feu


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2.62.62.62.6 ComportementComportementComportementComportement sismiquesismiquesismiquesismique

Le comportement idal de la dalle D-Dalle pendant une sollicitationaccidentelle de type sismique sera garanti en dveloppant un appui

glissant ralis par : Des longues vis, lors dun contact bois-bois sur la structure porteuse

verticale, permettant la ductilit de lassemblage

Des ferrures avec ovalisation des trous, pour des assemblages avec jeude glissement.

Transversalement, la transmission deffort se fera par les vis et lesconnecteurs. A ce titre, les vis dassemblage de la partie bois (Oportune)sont actives pour la transmission des efforts sismiques. Dans ce calcul, ilfaudra bien ajuster les connecteurs sur la liaison transversale des dallesprfabriques.

La chape bton connecte, peut tre, le cas chant considre comme undiaphragme indformable. Il convient alors de calculer les liaisonspriphriques de la chape sur la structure afin de garantir la bonnetransmission des efforts. Il peut tre envisag de renforcer ponctuellementles aciers structuraux en priphrie de dalle.


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3 ASPECT ARCHITECTURAL

3.13.13.13.1 Un rendu bien exprimUn rendu bien exprimUn rendu bien exprimUn rendu bien exprim

Le rendu architectural de la dalle Oportune est extrmement fort. Il

sexprime par le plafond apparent et est dessin par les planches infrieuresdcales.

Les paramtres de dclinaison architecturale seront :

Lpaisseur des planches

Le dcalage

La finition (naturelle ou colore) des planches

Des coupes proches des appuis pour dvelopper des corniches ngatives

Des entailles possibles ralises selon motifs

Des incrustations en baquettes de bois dur

Des clairages intgrs Diffrents types de planches (planches massives simples aboutes ou

non aboutes, bilames ou planche Duo, essences alternes pourzbrage de couleur naturelle, etc).

Figure 9 : Exemple type dun plafondobtenu avec une dalle Oportune en

planches dcales ou avec une

D-Dalle bois-bton


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D4 ASPECT CONOMIQUE

4.14.14.14.1 Un concept simpleUn concept simpleUn concept simpleUn concept simpleLconomie de la D-Dalle, dalle mixte bois-bton, est garantie par sonconcept de base multifonctionnel, dalle avec plafond acoustique intgr, etpar sa lgret (250 kg/m2 400 kg/m2) qui permet doptimiser lesdescentes de charge, donc le dimensionnement des murs et des fondations.

Base sur lutilisation de planches massives standardises et sur un systmede connecteurs extrmement simple, lconomie se dcompose avec lespostes suivants :

Un cot matire bois, fini pos, de lordre de 700.- /m3 1000.- /m3

en fonction des quantits, soit de110.- /m2

190.-/m2

pour la partiebois.

Un cot de bton, en couche mince de cinq (5) six (6) cm, 200.- /m3 250.-/m3mis en uvre, soit 20.- /m2 25.-/m2. Il fautremarquer que ce bton li peut permettre des conomies sur letraitement de lacoustique et peut galement se substituer une chapeflottante.

Les connecteurs en tle perfore, trs simple, de lordre 5.- /m2 10.- /m2, en fonction des besoins disotropie et de rsistance auxcharges ponctuelles.


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5 ASPECTS THERMIQUES ET ACOUSTIQUES

5.15.15.15.1 Aspects thermiquesAspects thermiquesAspects thermiquesAspects thermiquesPour la caractrisation du comportement physique de la D-Dalle, la massede bois mise en uvre (environ 0,2 m3/m2) plus la masse de bton(250 kg/m2) sont trs intressantes pour linertie thermique globale.

En hiver, cette inertie fonctionne comme isolant contre les tempraturesbasses, et en t, elle isole des tempratures leves de lextrieur. Entoiture plate, cette fonction isolante contre le chaud en t est trsfavorable pour le volume infrieur.

5.25.25.25.2 Aspect acoustiqueAspect acoustiqueAspect acoustiqueAspect acoustiqueLes dalles bois utilises dans lhabitat simple ou tag sont trs sensiblesaux phnomnes acoustiques. Pour dfinir les proprits acoustiques de laD-Dalle, il convient de distinguer la raction aux bruits ariens et solidiens(bruits dimpact) du confort acoustique dans le volume sous la dalle.

5.2.1.1 Le confort acoustique

Le profil bois en crneau de la D-Dalle joue un rle prpondrant enmatire de confort acoustique. Celui-ci peut tre amlior par lajout duncorrecteur acoustique selon les schmas suivants.

La sous face apparente de la D-Dalle peut, mme dans sa forme la plusbrute, faire office de plafond acoustique.

Des essais en laboratoire, en salle compltement rverbrante, ont traliss, avec diffrents profils.

Les trois variantes testes ont t :


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D Variante 1, le profil bois seul selon schma de la figure 10 :

Figure 10 : Profil de la D-Dalle, sans absorbant acoustique test au bruit arien

Variante 2, le profil bois avec une bande de laine de pierre 20 mmdpaisseur pose en fond selon figure 11 :

Figure 11 : Profil D-Dalle amlior avec une bande disolant en fond dedcalage pour essais dabsorption au bruit arien

Variante 3, le profil bois avec une bande de laine de pierre de 20 mmdpaisseur plus une planche en cache partiel, selon la figure 12 :

Figure 12 : Profil D-Dalle amlior par une bande disolant en fond de dcalageet un cache rapport sur lisolant, test au bruit arien

Variante 4, le profil bois avec une bande de laine de roche typeRockfon de 20 mm dpaisseur, selon la figure 13 :

40 40

40

20

40 40

40

20

Figure 13 : Profil D-Dalle amlior par une bande disolant en fond de dcalage


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Les rsultats obtenus sont donns sur les figures figure 14 17 avec lepositionnement de la valeur dabsorption s (Sabine), en fonction de lagamme de frquence.

Figure 14 . Performance acoustique de la variante 1 Figure 15 : Performance acoustique de la variante 2,

Figure 16 : Performance acoustique de la variante 3, Figure 17 : Performance acoustique de la variante 4


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Joint de module peint selon la teinte du correcteur acoustique

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Le tableau 1 donne les valeurs mesures pour chaque type de frquence :

Tableau 1 : Valeur dabsorption, s, pour les variantes 1 4 en fonction de la frquence

On remarque que le profil bois seul a dj un excellent comportement, avecun s suprieur 0,3 dans le bande de frquence 550 1000 hz.

Ce coefficient augmente jusqu une valeur suprieure 0,8 pour la mmebande de frquence, avec les variantes contenant un isolant acoustique.

Ainsi la dalle Oportune peut tre amliore du point de vue du confortacoustique avec lajout en fond donde dun absorbant acoustique selonfigure 18.

Figure 18 : Correcteur acoustique en fond donde avec feutrine de couleur (teinte au choix)


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5.2.1.2 Le bruit dimpact (solidien)

Pour amliorer la performance acoustique de la D-Dalle, dans le domainedu bruit dimpact, un systme de sol multi-couche fonctionnant selon leprincipe de masse ressort masse, peut tre dvelopp.

La figure 19 montre une section type intgrant sur la chape connecte unrsilient acoustique de 20 mm 40 mm dpaisseur (type laine de bois, unpanneau Pavatex, panneau Domisol, etc), une couche dure, telle quunechape de 60 mm 80 mm (permettant galement lintgration duchauffage au sol) et un revtement de sol final, pos directement sur lachape, ou sur un feutre mince.

Avec ce type de composition, le bruit dimpact normalis atteint des valeurstrs leves, explicites en annexe 1.

Figure 19 : Coupe type dune D-Dalle avec traitement du sol en couches dure-mou-dure,permettant labsorption et la rsilience du bruit dimpact


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D6 ASPECT ECOLOGIQUE

"Raliser une dalle de 100 m2, avec 12 m de porte libre, en D-Dalle

plutt quen bton arm, cest environ 20 tonnes de CO2 en moins danslatmosphre (mission du bton comprise)."

6.16.16.16.1 Consommation, bilan nergtique et proximitConsommation, bilan nergtique et proximitConsommation, bilan nergtique et proximitConsommation, bilan nergtique et proximit

La D-Dalle a un bilan extrmement favorable sur les deux critresenvironnementaux, nergie et CO2.

Par rapport une dalle bton arm (ciment + acier), en considrant le boiscomme stock de CO2 et la planche massive comme matire premire faible niveau de transformation, le cot nergtique de la dalle D-Dalle

est trs faible.De plus quand les industriels recyclent les dchets de bois, le cotnergtique peut encore chuter.

Par ailleurs, la lgret de la D-Dalle par rapport dautres procdsquivalents permet loptimisation des structures verticales et desfondations, toujours trs gourmands dun point de vue nergtique.

6.26.26.26.2 Bois de forts gres durablementBois de forts gres durablementBois de forts gres durablementBois de forts gres durablement

Les bois utiliss pour construire les dalles Oportune sont non seulement

des bois locaux, mais aussi des bois issus de forts certifies, dont laprovenance et la traabilit sont garanties.

En fonction des rgions, les labels cologiques exigs seront de type FSC,PEFC ou encore Q+ (pour la Suisse).


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ANNEXE 1 : ESSAIS ACOUSTIQUES

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