systèmes de plancher préfabriqué

Dans les constructions d’après-guerre, les planchers et dalles de sol étaient généralement construits en bois, en béton et/ou en céramique. Si les planchers en bois ont connu leurs heures de gloire au début du 20^me siècle, ils ont dû céder la place aux planchers en béton armé au fil du temps. Le coulage des planchers en béton sur chantier était à la fois chronophage et onéreux, ce qui explique pourquoi les planchers construits en éléments préfabriqués gagnèrent du terrain, en particulier après la guerre. De nombreuses entreprises de construction développèrent des systèmes de plancher de ce type, comme les hourdis ou planchers à poutrelles et entrevous, ou encore une combinaison d’éléments préfabriqués et d’éléments coulés sur place. Les matériaux utilisés variaient beaucoup, du béton léger au béton armé en passant par le béton précontraint, la céramique et des combinaisons des éléments précités. En outre, les nombreux systèmes étaient centrés sur différents aspects liés à la préfabrication et à la mise en œuvre dans le chantier, conduisant à un large éventail d’avantages possibles et de domaines d’application. De manière générale, leur facilité de construction, leur capacité de charge appropriée (de 200 à 300 kg/m², qui était une charge d’exploitation typique pour les maisons), leur propriété isolante et leur légèreté furent déterminants dans leur émergence.

premiers systèmes et évolution

Avant la seconde guerre mondiale déjà, le développement de l’industrie de la préfabrication avait permis d’introduire l’utilisation de systèmes de plancher préfabriqué, comme les systèmes à poutrelles et entrevous, les hourdis (souvent avec une seule âme creuse, contrairement aux hourdis d’après-guerre, qui contenaient plusieurs creux adjacents) et les dalles préfabriquées avec des briques creuses. Chacun de ces systèmes se prétendait plus rapide, facile et meilleur marché que les autres. Pourtant, aucun d’entre eux ne survécut plus de quelques années, ou tout au plus jusqu’à l’après seconde guerre mondiale.

Au lendemain de la guerre, des changements importants se produisirent dans les méthodes de production, les matériaux de construction, le volume et l’équipement technique de production, tant en usine que sur chantier. Les producteurs des planchers à poutrelles et entrevous et des hourdis répondirent différemment aux changements que connut l’industrie de la construction. Les systèmes à poutrelles et entrevous, qui étaient souvent brevetés, conservèrent le principe de système, dans le sens d’ensemble fixe d’éléments à combiner dans une configuration bien précise, avec des caractéristiques et des dimensions spécifiques. Ces éléments pouvaient difficilement être utilisés pour autre chose ou en combinaison avec des poutres d’une autre marque. En revanche, les hourdis étaient des éléments de construction plus génériques, sans être (toujours) liés à un système particulier. La connexion aux autres éléments ou parties de l’immeuble se faisaient généralement par joint ou chape de béton ou de mortier.

classification des planchers préfabriqués

Le nombre de systèmes et de marques d’éléments de sol préfabriqués ayant considérablement augmenté au cours de l’après-guerre, le besoin d’obtenir plus de directives et d’aperçus exhaustifs s’est lui aussi fait davantage sentir. L’année 1970 vit sortir le Cahier général des charges pour travaux de construction privée (par la Fédération royale des sociétés d’architectes de Belgique FAB, la Confédération nationale de la construction CNC et le Centre scientifique et technique de la construction CSTC). Le chapitre 7 de ces prescriptions techniques était consacré aux sols porteurs, traitant entre autres des éléments préfabriqués en terre cuite et en béton. Entendez par là les poutres ou les dalles (qui contribuaient à ou endossaient intégralement la capacité portante du plancher) d’une part, et les blocs (blocs d’interconnexion ou simples blocs de remplissage, pouvant contribuer ou non à la portance du sol) d’autre part. Tous les éléments étaient généralement assemblés en un tenant avec du béton armé ou du mortier, ne fût-ce que sous forme de joint entre les éléments, combiné ou non à une couche de compression ou une chape.

Le cahier des charges répertoriait cinq classes différentes de planchers en éléments préfabriqués, selon le type d’éléments utilisés et la manière dont ils étaient combinés. La même classification en cinq types était aussi appliquée par l’Institut belge de normalisation (IBN) et dans l’Agenda du Bâtiment (Nachtergal, 1977). La première catégorie, à poutres ou dalles posées sur appui et juxtaposées, comprenait les hourdis : les poutres ou dalles préfabriquées étaient placées les unes à côté des autres et les joints relativement fins entre elles étaient remplis de mortier ou de béton armé. La seconde catégorie reprenait les planchers à poutrelles et entrevous. Il s’agissait d’une combinaison de poutres préfabriquées, dont la semelle inférieure était élargie de manière à servir d’appui aux entrevous préfabriqués. Dans la troisième catégorie, qui concernait les poutres et blocs de remplissage, les profilés de poutres et les blocs de remplissage n’étaient pas jointifs, ils ne se touchaient pas. Dans les deux systèmes, les joints étaient remplis de mortier ou de béton (armé) et pouvaient être finis à l’aide d’une couche de béton (armé) ou de mortier coulée sur place. La quatrième et la cinquième catégorie se caractérisaient par des poutres coulées sur site et des blocs préfabriqués. Dans la quatrième catégorie, les poutres étaient coulées en premier lieu et les entrevous (dont la coupe transversale correspond à celle des poutres) étaient insérés par après; enfin, les joints étaient remplis de mortier. Dans la cinquième catégorie, les blocs de remplissage préfabriqués étaient posés en premier, les uns à côté des autres, pour former un coffrage permanent. La semelle inférieure des blocs de remplissage était plus large, de manière à générer des nervures : le plancher nervuré était alors coulé sur place en plaçant des barres d’armature ou des câbles précontraints et en remplissant ces nervures de béton, avec une couche au-dessus des blocs de remplissage. Ce qui le distinguait des planchers nervurés traditionnels, c’était qu’il avait une surface lisse en bas comme au-dessus.

Cette classification ne tenait compte que du concept structurel et de la forme de base des éléments, pas des matériaux utilisés. En fait, tous les éléments de chaque catégorie (à l’exception des éléments coulés sur place) pouvaient être fabriqués soit en terre cuite, soit en béton (classique, armé ou précontraint) ou en béton léger, soit dans une combinaison de ceux-ci.
Les cinq catégories de systèmes de plancher devaient toutes respecter les mêmes exigences de performance, notamment par rapport à la flexion : la flèche maximale devait être inférieure ou égale à 1/750 de la travée, alors que la flèche permanente ne devait pas dépasser 1/2000 de la travée. La résistance moyenne à la compression des poutres et des dalles ne pouvait pas être inférieure à 29,42 N/mm², mais n’était que de 3,92 N/mm² pour les blocs et blocs de remplissage qui n’ajoutent pas de portance. Pour le béton-gaz autoclavé, la masse volumique maximale était de 750 kg/m³ et la résistance minimale à la compression devait être comprise entre 2,45 et 4,90 N/mm², selon le type d’éléments utilisés. En ce qui concerne la couverture des armatures par le béton, l’épaisseur minimale était fixée à 15 mm, alors que 12,5 mm suffisaient pour le béton-gaz autoclavé.

Au niveau de la mise en œuvre ou de l’installation des planchers des cinq catégories, ceux de la troisième et la quatrième catégorie présentaient un sérieux inconvénient : ils exigeaient tous deux un coffrage élaboré, annihilant de la sorte l’un des principaux avantages des systèmes de plancher préfabriqué, à savoir une exécution aisée et rapide. Du coup, ces deux systèmes rencontrèrent beaucoup moins de succès que les hourdis, les planchers à poutrelles et entrevous et les planchers nervurés à blocs de remplissage. Notons par ailleurs que ce dernier type n’était guère utilisé dans la construction de maisons, parce qu’il se composait en majeure partie de béton coulé sur place, mais aussi parce qu’il était généralement employé pour de grandes portées et des sols à travée bidirectionnelle (ex. bureaux, écoles et bâtiments publics au lieu de maisons).

dalles et hourdis

Les hourdis préfabriqués étaient généralement en béton armé ou précontraint. Les coupes transversales se présentaient souvent sous forme rectangulaires ou trapézoïdales, avec des creux internes longitudinaux : contrairement à la face supérieure et à la base de la dalle, qui avaient une fonction structurelle et pratique, la masse interne pouvait être creuse sans que cela n’altérât la fonction, de manière à simplement en réduire considérablement le poids mort. Les hourdis pouvaient être fabriqués de différentes façons, notamment en recourant à des moules (métalliques), qu’on retirait après durcissement, ou par extrusion (sans coffrage interne) si le mélange de béton était très sec. Les bords des hourdis étaient souvent chanfreinés dans la longueur pour permettre l’insertion d’une barre d’armature dans le joint. Les hourdis étaient disponibles en différentes tailles, de 25 cm à 160 cm de large (habituellement entre 40 et 60 cm) et jusqu’à 4 ou même 8 m de long.

Ce produit de construction étant très populaire, plusieurs fabricants produisirent des hourdis pour le marché belge de la construction. Parmi eux, certaines entreprises de construction mettaient en œuvre leurs propres hourdis dans leurs chantiers, alors que d’autres produisaient principalement des matériaux de construction. Pour faire face à cette abondance, au cours des années 1950 et 1960, de nombreux fabricants se concentrèrent sur des caractéristiques spécifiques, en produisant par exemple des éléments moins longs ou plus légers (dans les deux cas plus faciles à installer) ou sur l’utilisation de types spécifiques de béton pour offrir de plus grandes capacités de charge ou d’isolation thermique. Dans les années 1970, dans l’optique de normaliser et standardiser les systèmes de plancher préfabriqué qui proliféraient depuis la fin de la seconde guerre mondiale, la Fédération de l’industrie belge du béton préfabriqué (Febe, qui a succédé à l’Union des Agglomérés de Ciment de Belgique UACB) sortit une brochure sur la standardisation des éléments de construction préfabriqués en béton. Cette brochure mettait notamment l’accent sur des largeurs standards de 60 cm ou d’1,20 m pour les hourdis : l’épaisseur variait de préférence entre 15 et 40 cm, par intervalles réguliers de 5 cm.

plus léger, plus court, plus résistant

Une façon de mettre des domaines d’application et des bénéfices spécifiques en exergue consistait à réduire la masse volumique et améliorer les capacités thermiques des hourdis. Pour y parvenir, plusieurs fabricants utilisèrent des types spécifiques de béton, comme du béton de pierre ponce ou à base d’autres granulats légers. Le béton de pierre ponce était utilisé par Bims d’Origine dans des hourdis plutôt classiques ; l’entreprise néerlandaise Schokbeton et la Westvlaamsche Betonwerkerij S.A. se montrèrent quant à elles plus créatives. Ainsi, Schokbeton produisit trois types de hourdis en béton de pierre ponce : les hourdis classiques, un plancher cassette et une combinaison des deux. Les planchers cassettes présentaient de larges creux carrés ou alcôves. Cette forme permettait de réduire le poids mort de la dalle, tandis que les nervures longitudinales et transversales des cassettes apportaient la capacité de charge et garantissaient la rigidité de la dalle. La capacité d’isolation thermique était un peu inférieure à celle des hourdis, mais la masse volumique de la dalle était davantage réduite. Schokbeton combina également les deux concepts, avec une dalle présentant une série de creux sur la longueur au sommet de l’élément et des alcôves carrées (moins profondes) à la base. Les trois types proposaient une largeur de 50 cm et une longueur maximale de 3,70 m, avec un emboîtement à rainure et languette sur le côté. En fonction des charges attendues (entre 200 et 500 kg/m²), les dalles mesuraient entre 7 et 13 cm d’épaisseur.
La Westvlaamsche Betonwerkerij S.A. utilisait aussi du béton de pierre ponce pour ses hourdis Solidus, mais d’une façon très particulière. Elle créa un élément creux en béton de pierre ponce léger (entre 900 et 1.000 km/m³), en forme de segment circulaire avec une rainure centrale de renforcement. La face supérieure de cet élément creux était couverte d’un type de béton de pierre ponce plus lourd (jusqu’à 1.300 kg/m³), armature comprise, pour former une dalle rectangulaire. Les bords étaient dentelés pour augmenter l’adhérence du mortier-ciment dans le joint. Grâce à la combinaison des creux et des granulats légers, ces dalles pesaient jusqu’à 60% moins lourd que les dalles pleines en béton.
L’entreprise belge Echo (créée en 1950 par Eduard Cuyvers à Houthalen, d’où l’acronyme ECHO) utilisait du schiste lavé et calibré comme granulat pour réduire la masse volumique de ses produits en béton préfabriqués. Elle produisait des hourdis jusqu’à 4,50 m de long, idéaux pour les maisons et les appartements. A mesure que l’entreprise et la technologie évoluèrent, la gamme de produits s’enrichit durant les années 1960 et 1970 de hourdis en béton armé et précontraint.
Autre exemple : l’entreprise belge Isobeton, qui produisait des blocs, des dalles et des maisons entières en « béton isolant » (dont la composition exacte n’a pas été communiquée). Les dalles Isobeton mesuraient 40 cm de large, 12 cm de haut et jusqu’à 4 m de long. Ces dalles pesaient 50 kg/m², pouvaient supporter 250 kg/m² et avaient une valeur λ de 0,87 W/mK.

La gamme de production de produits à âme creuse se diversifia encore davantage avec le développement d’éléments courts, plus faciles à transporter et à installer par les ouvriers. Parmi les exemples d’éléments courts, citons les hourdis Ultra produits par Gelderbeton. A l’instar des hourdis classiques, ils étaient pourvus d’un renforcement longitudinal et d’étriers dans les joints, ainsi que d’un renforcement de la distribution transversale dans la couche de compression au-dessus. En revanche, les hourdis n’atteignaient que la moitié d’une travée entière. Il fallait construire des étais et un coffrage à mi-portée pour permettre de couler sur place une rainure transversale de 10 cm pour jointoyer les hourdis à mi-parcours. Une travée totale maximale de 8 m pouvait être atteinte.
Également productrice d’éléments plus courts, l’entreprise belge Novobric conçut plusieurs systèmes de plancher, par exemple les hourdis Excelsior. Ces hourdis de 25 cm de large étaient très courts (entre 1 et 1,6 m) et minces (4 ou 6 cm de haut) et ne devaient pas être recouverts de béton. Du fait des petites dimensions et des capacités de charge limitées, ces hourdis ou panneaux convenaient surtout pour couvrir des petites travées ou des toits.

Il était possible d’augmenter la capacité de charge des hourdis en recourant à des compositions spécifiques de béton armé, à des configurations spéciales d’armature ou en utilisant du béton précontraint.
L’entreprise Matériaux et Techniques Modernes M.T.M., ayant une usine à Malines, utilisait du béton vibré pour ses hourdis autoportants « P ». Elle créa trois types différents de hourdis (P1, P2 and P3), présentant tous le même aspect extérieur et trois creux circulaires sur la longueur à l’intérieur. Mais du fait de la variation de la composition du béton (en modifiant la quantité de ciment, par exemple), les trois types correspondaient à différentes charges (jusqu’à 500 kg/m²) et travées (jusqu’à 4,80 m). M.T.M. produisit en outre un hourdis « N », avec un profil de rive différent, permettant d’utiliser moins de béton ou de mortier pour remplir les joints.
L’amélioration des capacités de charge grâce aux armatures fut illustrée par le hourdis Ultra produit par Vibrabeton. Ce hourdis était armé dans deux directions : dans le sens de la longueur à la base et perpendiculairement à l’axe au sommet. L’armature transversale dépassait d’environ 40 cm, de manière à pouvoir connecter les barres et à former une armature continue. Les hourdis Ultra étaient disponibles en trois versions : 11 cm de haut (30 cm à 3,80 m de long, pesant 75 kg/m²), 15 cm de haut (30 cm à 3 m de long, pesant 105 kg/m²) et 20 cm (30 cm à 2,60 m de long, pesant 125 kg/m²).
Le recours au béton précontraint était probablement la manière la plus efficace d’améliorer la capacité de charge. Parmi les plus grandes entreprises belges de produits en béton préfabriqué et précontraint, il y avait Ergon, à Lier. Ergon fut fondée en 1963 par la cimenterie CBR (Cimenteries et Briqueteries Réunies) en tant que département pour les produits en béton et en ciment préfabriqués. Ergon s’est spécialisée dans la production de masse de poutres, colonnes, panneaux, dalles de sol TT et hourdis, tant en béton armé qu’en béton précontraint. Alors que les hourdis classiques en béton armé mesuraient 60 cm de large et jusqu’à 6 m de long, les dalles de sol en béton précontraint étaient généralement plus larges et plus longues. Parmi ces dernières, citons l’Ergon SP. Tant la base que la surface supérieure de la dalle de sol d’1,20 m de large étaient planes, avec des creux circulaires répartis sur toute la longueur. L’épaisseur du hourdis (20, 27 ou 32 cm) et le nombre de câbles précontraints étaient fonction de la capacité de charge désirée. Le hourdis était fabriqué par extrusion : après prise du béton, la dalle de 80 m de long (câbles précontraints compris) était coupée dans les longueurs désirées. Les travées pouvaient varier entre 6 et 14,5 m, inversement proportionnelles à une charge de service oscillant entre 2.000 et 250 kg/m². Les hourdis SP étaient utilisés principalement pour des portées de 6 à 9 m.

profils spéciaux

Alors que la plupart des hourdis présentaient une coupe transversale plus ou moins classique, (rectangulaire ou chanfreinée, avec plusieurs creux circulaires à l’intérieur), plusieurs entreprises élaborèrent des hourdis à profils spéciaux, par exemple les hourdis Record fabriqués par les Briqueteries du Brabant, et les dalles Zig-Zag fabriquées par Scheerders van Kerchove (SVK). Un autre exemple de hourdis à coupe transversale complexe était l’Atlas développé par Novobric. Ces éléments étaient légers, faciles à manipuler et offraient de bonnes qualités isolantes (valeur λ de 0,145 W/mK). Ils se composaient d’éléments en céramique assez courts, connectés entre eux en longueur par du béton armé, inséré dans trois petites rainures, créant ainsi des dalles ou des poutres. Ces poutres, coulées en usine ou sur site, étaient posées les unes contre les autres et les joints étaient remplis de béton. La longueur maximale des poutres Atlas était de 8 m (sous une charge de 250 kg/m²). Les éléments individuels en céramique mesuraient 25 ou 33 cm de large. Leur hauteur variait entre 8,5 cm et 20,5 cm. La couche de compression optionnelle ajoutait 3 cm à la hauteur totale. Novobric utilisa les mêmes éléments pour produire de hourdis larges, préfabriqués et livrés sur le chantier avec une longueur maximale de 6,85 m.

A l’instar des planchers cassettes de Schokbeton mentionnés plus haut, les planchers cassettes en béton armé vibré Duyck étaient en forme de U inversé. Le profil breveté permit de réduire le poids mort sans compromettre la rigidité. Comme ils étaient « ouverts » aux extrémités, Duyck fournissait des pièces spécialement conçues pour éviter toute fuite du béton coulé sur place au niveau des supports. Les hourdis étaient disponibles en différents formats et dimensions : les types standards 1 à 7, avaient 14 ou 17 cm d’épaisseur, 40 cm de large et couvrant une portée de 5 ou 6 m. Les côtés des hourdis étaient soit chanfreinés, soit rectangulaires, et leur poids était de 125 ou 155 kg/m². Pour des portées plus importantes ou des charges plus lourdes, les hourdis pouvaient être combinés à des nervures préfabriquées en béton armé, placées dans le joint entre deux hourdis (type 1R à 7R). Ce système permettait de gagner beaucoup de temps et de réduire les coûts, puisque le plancher pouvait être utilisé directement après son installation. Toutefois, si nécessaire, une couche de compression pouvait être apposée. Les portées maximales étaient déterminées en fonction des charges : pour le type 7(R) par exemple, la portée maximale pour une charge de 350 kg/m² était de 6,4 m, et de 3,50 m pour 1.000 kg/m². Duyck a également produit les types T1 et T2 (tous deux avec ou sans nervure préfabriquée). Ceux-ci étaient plus petits que les types standards: d’une épaisseur de 12 cm seulement, ils étaient utilisés pour des portées plus courtes (jusqu’à 5 m) et des charges de service de 250 à 300 kg/m². T1 et T2 avaient la même apparence et le même poids (115 kg/m²), mais l’ajout d’armature au T2 permettait une charge supérieure.

Le B.A.S.C. (Béton Armé Sans Coffrage) était un autre type de hourdis particulier. Il s’agissait de poutres, ayant une coupe transversale en forme de segment circulaire, avec du béton de remplissage coulé entre elles pour créer le plancher. Les poutres étaient creuses (sauf à leurs extrémités) avec deux renflements dans les coins inférieurs pour y insérer une barre d’armature. Le plancher B.A.S.C. fut élaboré pendant l’entre-deux-guerres, mais il continua à se développer après la deuxième guerre mondiale : dans les années 1950, le type B.A.S.C. Minor se joignit aux types existants Standard et Major. Les trois types se basaient sur le même concept, mais avaient des dimensions et des performances différentes. Les poutres les plus petites, de type Minor, avaient 12 cm de haut, 33 cm de large et jusqu’à 5 m de long, elles pesaient 81 kg/m² (hors béton de remplissage). Avec une portée de 3,75 m, elles pouvaient porter une charge de 200 kg/m²; si la portée était rallongée à 5 m, la capacité de charge diminuait à 150 kg/m². La poutre Standard mesurait 16 cm de haut, 33 cm de large et jusqu’à 6,50 m de long, pour une masse de 90 kg/m². Avec une charge de 350 kg/m², la portée maximale était de 4,50 m. Les poutres Major mesuraient 26 cm de haut, 40 cm de large et 2,50 m de long, pour un poids de 115 kg/m². Les planchers Major étaient toujours exécutés avec une couche du béton armé sur le dessus (alors que celle-ci était en option pour les deux autres types), pour pouvoir supporter des charges de 500 à 2.000 kg/m² en présence de portées de plus de 6.5 m. La base du plancher B.A.S.C. était généralement rugueuse, elle pouvait donc être enduite directement.
La publicité des planchers B.A.S.C. vantait leur facilité et rapidité de mise en œuvre, leur avantage économique, leur légèreté, leur résistance au feu, leur isolation acoustique, leur insensibilité aux produits chimiques, leur résistance et leur aspect monolithe. Vu la conception au niveau structure et forme des poutres, les deux dernières propriétés valent la peine qu’on s’y attarde. Si le plancher n’était pas recouvert d’une couche de compression renforcée, la connexion monolithe n’était pas assurée. De plus, les poutres préfabriquées étaient des éléments très étroits ; les éléments les plus petits n’avaient que 12 mm d’épaisseur à la base et 22 mm au niveau de la face supérieure un peu plus épaisse, ce qui pose question sur la résistance des poutres, ainsi que de la couverture en béton des armatures. Il n’empêche que les planchers B.A.S.C. furent utilisés à relativement grande échelle : une brochure commerciale des années 1950 faisait état de plus de 80.000 m² de planchers B.A.S.C. dans des immeubles à appartements, situés pour la plupart à Bruxelles.

Dans la catégorie des hourdis, il convient de mentionner aussi Monotub D.D. Il s’agissait de tubes creux en carton hydrofuge à utiliser comme coffrage interne pour des planchers creux. Ils étaient utilisés pour produire des hourdis préfabriqués, mais aussi sur chantier pour fabriquer des hourdis personnalisés. Les tubes étaient légers et peu onéreux, et pourtant solides et résistants à l’humidité. Disponibles en plusieurs diamètres, de 5 à 50 cm, les tubes étaient coupés dans la longueur désirée en usine ou sur place. Les tubes étaient maintenus en place durant le moulage du béton en les connectant aux armatures. L’inclusion des tubes augmentait la capacité thermique du plancher (jusqu’à 40%) et en réduisait le poids : en fonction de l’épaisseur du plancher et du diamètre des tubes, le plancher Monotub pesait 30 à 45% moins lourd qu’un plancher en béton plein. A titre d’exemple, pour un plancher de 15 cm, cela équivalait à 125 kg/m² de poids mort en moins.

planchers pleins

Il était également possible de réduire le poids des planchers (creux comme pleins) en recourant au béton léger. Matériaux et Techniques Modernes M.T.M. et Westvlaamsche Betonwerkerij ont toutes deux produit des hourdis et des planchers pleins. Mais dans les deux cas, la portée maximale et la capacité de charge maximale des planchers pleins étaient relativement faibles (portée de 1 à 3 mètres et charges de 150 à 200 kg/m²) : ils étaient plus voués à servir de dalle de toit ou de revêtement de toit que de plancher. L’entreprise belge Fixolite produisait elle aussi des dalles pleines autoportantes en béton armé léger pour être utilisées dans les toits. Ces dalles avaient 6 à 16 cm d’épaisseur, 50 cm de large et 1,10 à 4,5 m de long pour une capacité de charge de 150 kg/m². Le béton utilisé par Fixolite était à base de fibres de bois minéralisées mélangées à du ciment. Il présentait une masse volumique de 650 kg/m³ seulement et offrait de bonnes propriétés acoustiques et thermiques (valeur λ entre 0,072 et 0,093 W/mK). D’autres marques de béton léger comme Argex, Durisol, Durox, Siporex et Ytong ont également été utilisées pour ce type de dalle, armée ou non, pour les toits, les revêtements de toit et occasionnellement les planchers (voir aussi chapitre 1 consacré au béton léger).

planchers à poutrelles et entrevous

Le plancher à poutrelles et entrevous se composait de poutres, souvent en forme de T inversé, entre lesquelles de petits blocs (entrevous) légers, souvent creux, étaient placés. Le profil des entrevous était conçu de manière à ce qu’ils reposassent sur les poutrelles, tout en créant un plancher dont la base était plane. Après mise en place des entrevous, une couche de béton était coulée par-dessus pour créer un plancher monolithe. Chaque partie du plancher remplissait une fonction spécifique. Les poutrelles, qui pouvaient être fabriquées en béton armé ou précontraint comme en céramique renforcée ou précontrainte, créaient la portée (jusqu’à 6 m environ) et absorbaient les forces de traction. La couche supérieure coulée sur place, généralement légèrement armée, absorbait les forces de compression et connectait tous les éléments en un ensemble monolithe. Au niveau structurel, les entrevous n’étaient pas voués à être porteur, ou alors très peu : ils remplissaient les espaces laissés entre les poutrelles de la façon la plus facile et la plus légère possible. L’un des avantages majeurs du plancher à poutrelles et entrevous était qu’il se composait de petits éléments préfabriqués : les éléments pouvaient être portés sans avoir recours à une machinerie lourde ou un équipement mécanique. Aucun étançon temporaire ni coffrage n’était nécessaire, et le plancher pouvait être construit relativement vite (à l’exception de la couche de béton supérieure, qui devait durcir). Les entrevous et les poutrelles existaient en différentes tailles, pour répondre à différentes portées et charges. Pour simplifier le nombre de matériaux de construction et d’éléments utilisés, certains fabricants conçurent des poutres capables de faire également office de linteau au-dessus des baies de porte et de fenêtre.

Si on opère une distinction sur base des matériaux utilisés pour fabriquer les poutrelles et les entrevous, on peut considérer qu’un plancher en poutrelles en béton armé et entrevous en béton léger ou creux constituait un premier type, produit par Betonal, Comptoir Central du Bims et Argex, entre autres.
Betonal travaillait avec des poutrelles en béton armé en forme de T inversé, de 13 cm de large et de 11 cm de hauteur. Entre ces poutrelles étaient disposés des entrevous creux relativement longs, de 49 cm de large (63 cm support compris) et de 11 cm de haut, avec cinq creux internes de 7 cm de diamètre. Les joints entre les entrevous et les poutrelles étaient remplis de béton, avec une couche de compression de 3 à 4 cm. Un treillis métallique pouvait être fixé à la base du plancher pour faciliter la finition du plafond. Le plancher était léger (40% plus léger qu’un plancher en béton plein), ignifuge, isolant au niveau thermique comme acoustique et rapide à installer. Développé dans les années 1940, il était spécialement élaboré pour les immeubles résidentiels, avec une portée maximale de 5,2 m et une charge utile de 200 kg/m² (qui pouvait être revue à la hausse si nécessaire, néanmoins).
Alors que chez Betonal, les entrevous étaient plus ou moins rectangulaires, les entrevous de Comptoir Central du Bims et d’Argex étaient plus hauts au milieu que sur les côtés. Ils étaient pour ainsi dire complètement creux, à l’exception de la nervure interne de renforcement, située au milieu. Les entrevous du Comptoir Central du Bims (en béton de pierre ponce) mesuraient 46 cm de large et 25 cm de haut, alors que les poutrelles en béton armé mesuraient 16 cm de large et 24 cm de haut. Le plancher à poutrelles et entrevous d’Argex, développé dans les années 1960, recourait à des entrevous en béton léger à base de granulat Argex d’argile expansée, ce qui réduisait un peu plus encore le poids mort du plancher (jusqu’à 50% comparé à un plancher en béton plein) et améliorait ses propriétés thermo-isolantes. Les entrevous avaient 13, 20 ou 26 cm de haut, en fonction de la charge que devait supporter le plancher et la portée qu’il devait couvrir. Les poutrelles de ce plancher Argex se composaient d’une base rectangulaire en béton et d’un certain type d’armature, appelée Katzenberger, qui ressortait de cette base pour être ensuite emprisonnée dans le béton lorsque la couche de compression était coulée. La base de la poutrelle était finie à l’aide d’une petite couche de béton léger Argex, qui donnait une bonne adhérence à la finition de plafond. Comme il s’agissait du même matériau que pour les entrevous, la surface de plafond ainsi créée était homogène. S’il fallait augmenter la charge d’exploitation du plancher, des petites nervures transversales pouvaient être crées : plusieurs entrevous étaient remplacés par de fines poutrelles transversales en béton, au-dessus desquelles des barres d’armatures étaient placées. L’étape finale consistait à couler sur place la couche de compression en béton, qui unissait l’ensemble.

Remplacer les poutrelles en béton armé par des poutrelles en béton précontraint permettrait d’augmenter la capacité de charge des planchers. L’entreprise de construction Van Thuyne a produit un système de ce genre, Flexicor, avec une poutrelle en béton précontraint en forme de T inversé et des entrevous creux en béton léger à coupe transversale complexe. Les poutrelles Flexicor mesuraient 11 cm de large et 10 cm, 12,5 cm ou 17,5 cm de haut. Les entrevous étaient larges de 35 cm et disponibles en sept hauteurs différentes, de 12,5 cm à 34 cm de haut. Avec la couche de béton coulé sur place par-dessus, l’épaisseur totale du plancher oscillait entre 13,5 et 37 cm. Un plancher de ce type pouvait supporter une charge comprise entre 200 et 500 kg/m², pour une portée maximale de 9,65 m.

Novobric produisit quant à elle un autre système à poutrelles en béton précontraint : le système de plancher PL46, basé sur des entrevous en céramique creux et des poutrelles préfabriquées en béton précontraint. Les poutrelles mesuraient environ 10 cm de haut et 12 cm de large et comprenaient cinq barres d’armature. Les entrevous mesuraient 32 cm de large et étaient disponibles en trois hauteurs différentes (10,5 cm, 12,5 cm ou 16,5 cm). Mais pour des planchers plus élevés, il était possible d’empiler ces entrevous (pour atteindre des hauteurs de 21, 23, 25, 27 ou 33 cm). S’il fallait augmenter la capacité de charge du plancher, il était possible de doubler le nombre de poutrelles précontraintes, ou autrement dit, de retirer ainsi une rangée d’entrevous céramiques sur deux. Entre les poutrelles et les entrevous, du béton était coulé sur place, ainsi qu’une couche de compression d’1 cm ou de 3 cm, donnant une profondeur totale au plancher de 11,5 à 36 cm. Le plancher le plus fin pouvait couvrir une portée de 2 m (pour 1.000 kg/m²) à 4,55 m (pour 150 kg/m²), alors que le plancher renforcé le plus épais pouvait couvrir une portée de 6,75 m (1.000 kg/m²) à 10,25 m (150 kg/m²).

Autre produit Novobric : le système de plancher Listex, exemple de plancher à poutrelles et entrevous en céramique. A l’instar des hourdis Atlas de Novobric, les poutrelles se composaient d’éléments relativement petits, connectés entre eux par du béton armé ou précontraint. Elles étaient fabriquées avec une sorte de cuvette en céramique en forme de T inversé, mesurant 13 cm de large et 10,5 cm de haut. Ces cuvettes avaient deux rainures creuses sur le côté et une sur la face supérieure, remplies avec du béton armé or précontraint pour les jointoyer et en faire une seule et longue poutre. Le jointoiement pouvait être fait sur place, ou au pied de l’immeuble. Ces poutres supportaient des blocs creux en céramiques similaires à ceux du système de plancher PL46 (32 cm de large et 10,5 cm, 12,5 cm, 16,5 cm ou 10,5 cm + 10,5 cm de haut). Les joints entre les poutrelles et les entrevous étaient remplis de béton ; la performance de la dalle pouvait être augmentée par une couche de compression de 1,5 cm ou 3 cm. La portée maximale variait entre 1,75 m (blocs de 10,5 cm, sans chape, avec une charge de service maximale de 1000 kg/m²) et 8,55 m (deux blocs de 10,5 cm surplombés d’une chape de 3 cm, avec une charge d’exploitation maximale de 250 kg/m²).

Dans le plancher Listex, au lieu d’utiliser du béton armé pour connecter les poutrelles en céramique, on pouvait également recourir à du béton précontraint, comme le proposait Novobric. Steenbakkerijen van Ploegsteert et Comptoir Tuiller de Courtrai CTC développèrent également des systèmes de plancher composés de poutrelles en béton précontraint et céramique. Comptoir Tuiller de Courtrai CTC produisit le système de plancher Rector, composé de poutrelles en T inversés en béton précontraint et d’entrevous en céramique. Poutrelles comme entrevous existaient en différentes tailles. Il existait trois types de poutrelles : le Rector 80 (8,5 cm de haut, 10 cm de large, comprenant deux câbles précontraints, pesant 14 kg par mètre courant), le Rector 110 (11,5 cm de haut, 10 cm de large, trois câbles, 17 kg/m) et le Rector 140 (14,5 cm de haut, 12 cm de large, cinq câbles, 27 kg/m). Pour les entrevous, cinq types différents furent développés, tous renforcées à l’intérieur, entre 10 et 20 cm de haut et entre 30 et 40 cm de large. Les poutrelles et entrevous pouvaient être combinés de différentes façons, en fonction de la portée et de la capacité de charge désirées ; si nécessaire, le nombre de poutrelles pouvait être doublé pour augmenter la capacité de charge. La base des poutrelles était réalisée en céramique nervurée pour améliorer l’adhérence de la couche de finition. Le tout était recouvert d’une couche de compression.

Le système suisse à poutrelles et entrevous Stalhton fut inventé et breveté par trois ingénieurs, M.R. Roš, A. Brandestini et M. Birkenmaier, et commercialisé à partir de 1945 par l’entreprise suisse du même nom. Le système fut mis en œuvre et exporté dans d’autres pays, notamment en Belgique, où il fut commercialisé par Steenbakkerijen van Ploegsteert à partir du début des années 1950. La poutrelle Stahlton se composait de cuvettes en céramique avec des renforcements internes, reliées par et remplies de béton et de câbles précontraints pour créer un seul élément monolithe. Ces poutrelles pouvaient être utilisées seules et faire office de linteau ou de poutre, ou combinées à des entrevous céramiques et une couche de compression pour créer un plancher à poutrelles et entrevous.

unité dans la diversité

Les hourdis et autres systèmes de plancher préfabriqué pouvaient s’intégrer facilement dans l’architecture et la construction contemporaine et ont compté parmi les éléments de construction les plus répandus après la seconde guerre mondiale. De manière assez similaire au béton léger et d’autres matériaux de construction « traditionnels évolués », les systèmes de planchers préfabriqués se sont facilement intégrés dans la pratique de construction belge grâce à leurs avantages pratiques, techniques et économiques (peu onéreux, faciles à manipuler, rapides à mettre en œuvre, isolants thermiques et acoustiques) et sans impact négatif sur le concept architectural. La forte émergence des hourdis durant l’après-guerre se reflète dans les catalogues des Établissements Victor Trief, commerçant en matériaux de construction : si les hourdis ne figuraient pas dans l’édition de 1948, celle de 1950 reprit des hourdis en différentes tailles (7,5 à 15,5 cm de haut, 2,50 à 6,70 m de long, capacité de charge entre 150 et 500 kg/m²). L’édition de 1952 présenta non seulement des tableaux, mais aussi des dessins des différents types.

Au cours des années 1950 et 1960, pour ainsi dire toutes les entreprises de préfabriqué et les fournisseurs de béton produisirent un ou plusieurs types de hourdis. Le tableau des producteurs de béton léger en Belgique, publié dans le journal architectural Neuf en mai-juin 1972 (voir aussi chapitre 1 sur le béton léger) en est la parfaite illustration. Ce tableau reprend 15 fabricants de planchers préfabriqués en béton léger. Et même si le tableau est très partial, ne reprenant que des types particuliers de béton léger et, plus encore, que des entreprises associées à l’Union des Agglomérés de Ciment de Belgique (UACB), il fait référence à 11 constructeurs de planchers préfabriqués qui n’ont pas encore été mentionnés dans ce chapitre (Gebroeders Bastijns, Bauwens-De Cap, Decovlam, Depauw, G. De Rijcke, P. Maessem, Omnia Limburg, J. Remacle, Usines Dauchot, G. Vandewalle et Warnant).

Les produits et systèmes de plancher préfabriqué étaient présents en abondance sur le marché belge durant l’après-guerre. Tous ces produits faisaient preuve de grande diversité en matière de matériaux, dimensions, poids et capacité de charge. C’est pourquoi nombreux fabricants publiaient des brochures donnant un aperçu des produits disponibles en différentes dimensions, y compris les charges maximales autorisées (généralement entre 200 et 500 kg/m²) pour des portées maximales. A noter que ces brochures et catalogues se ressemblaient beaucoup : les arguments commerciaux, les dessins, tableaux et graphiques illustrant la relation entre la portée et la charge étaient très similaires. Ils étaient esquissés de manière à faciliter le choix de l’architecte pour le produit le plus approprié, sans l’aide d’un ingénieur. Le choix de planchers en béton préfabriqués devenait ainsi davantage une question pratique qu’un sujet de débat ou de discussion.

pratique courante à Bruxelles

Si on regarde les articles de journaux portant sur des maisons construites en Région de Bruxelles-Capitale publiés entre 1945 et 1975, et en particulier ceux qui indiquaient spécifiquement les techniques de construction utilisées, environ 30% d’entre eux font état d’un plancher préfabriqué. Malheureusement, ces techniques étaient rarement mentionnées explicitement par leur nom. A l’exception des rares références à B.A.S.C., Novobric ou Monotub, le système de plancher était, dans chaque article ou à peu près, décrit dans des termes très généraux, comme si l’utilisation d’éléments de plancher préfabriqués était si habituelle qu’il ne fallait pas détailler davantage le système de construction. En général, on se contentait de faire référence à l’utilisation de hourdis, avec ou sans adjectif qualificatif (préfabriqués, tubulaires ou encore isolants). De temps à autres, le matériau était mentionné (généralement béton ou béton armé, occasionnellement de terre cuite ou de béton-gaz autoclavé). Une fois construits et finis (généralement avec une couche de plâtre à la base et un plancher de bois ou du carrelage sur le dessus), ils étaient très difficiles à différencier.

Si on jette un œil aux catalogues des entreprises et aux brochures commerciales pour voir comment les systèmes de planchers préfabriqués étaient mis en œuvre dans les constructions résidentielles d’après-guerre à Bruxelles, on constate que certaines entreprises faisaient spécifiquement référence à des applications à Bruxelles, sans toutefois apporter plus de détails. Ainsi, Vibrabeton a inclus plusieurs applications de ses hourdis Ultra dans sa brochure, notamment les 296 appartements du complexe de logements sociaux Le Home situé Chaussée Romaine à Bruxelles et des immeubles à appartements à Bruxelles, Molenbeek, Uccle, Anderlecht et Auderghem. Mais une fois encore, Vibrabeton n’y renseigne aucun détail de construction sur ces applications.

Une entreprise en particulier semblait se focaliser particulièrement sur le marché bruxellois : la B.A.S.C. Dans une brochure commerciale datant de la fin des années 1940 ou du début des années 1950, elle énumérait plusieurs projets, en particulier à Bruxelles. Elle faisait référence à plus de 80.000 m² de plancher B.A.S.C. utilisé dans des immeubles à appartements, dont plus de 90% étaient situés à Bruxelles (dont 50 immeubles à appartements à Bruxelles, Woluwe-Saint-Lambert, Ixelles, Uccle, Anderlecht, Etterbeek, Molenbeek, Schaerbeek, Forest, Ganshoren, Laeken et Saint-Gilles), l’exemple le plus célèbre (et aussi le plus important, avec 9.000 m²) étant probablement les immeubles Léopold et Albert au quartier Léopold, conçus par les architectes Jean-Jules Eggericx et Raphaël Verwilghen et construits juste avant et juste après la seconde guerre mondiale (1935-1951).