De la fabrication du produit jusqu’à sa mise en œuvre sous toutes ses formes, cet ouvrage, richement illustré, rassemble l’ensemble des connaissances relatives à l’utilisation du plâtre dans le bâtiment, en traitant aussi bien des techniques traditionnelles que modernes, et répond aux nombreuses situations rencontrées sur les chantiers. Il détaille ainsi : − l’histoire du plâtre dans la construction, depuis ses premières utilisations jusqu’à aujourd’hui ; − les étapes de sa fabrication, ses propriétés et ses caractéristiques ; − les produits plâtriers en poudre (plâtre à maçonner, à projeter, mortier-colle, plâtre technique et enduit) et semi-finis (carreau et plaque de plâtre, cloison alvéolaire) ; − la mise en œuvre des ouvrages en plâtre : maçonnerie, cloison et contre-cloison, plafond, chape, complexe de doublage, enduit et élément décoratif (plâtre, stuc et staff) ; − les différents degrés de protection au feu, à l’eau et acoustique des ouvrages ; − l’organisation d’un chantier ainsi que les conditions de réutilisation des ouvrages en plâtre dans le cadre d’une réhabilitation ou d’une rénovation ; − les méthodes de calcul des ouvrages (mécanique générale, cloisons et cloisons de grande hauteur, plafonds et comportement des ouvrages en cas de séisme). Ce guide exhaustif s’adresse à ceux qui mettent en œuvre directement ou indirectement du plâtre, comme les entrepreneurs ou les artisans, qui y découvriront toutes les techniques à appliquer sur les chantiers. Il est aussi destiné aux spécialistes, plaquistes, plâtriers, staffeurs, décorateurs d’intérieur, ainsi qu’aux prescripteurs tels que les architectes et ingénieurs, qui y trouveront la description des dispositions constructives pour réaliser des ouvrages courants ou complexes.
Louis-Eric Salembier est expert près la cour d’appel d’Amiens et la cour administrative d’appel de Douai. Consultant dans le domaine de la construction, il est également membre de diverses commissions de normalisation et du Groupe spécialisé n° 9 (« Cloisons, doublages et plafonds ») de la Commission chargée de formuler des avis techniques (CCFAT) et préside la commission Afnor/P92 (« Comportement au feu »).
Sommaire Partie 1. Histoire du plâtre dans la construction : De la Préhistoire à une première approche scientifique – De la Révolution industrielle au XXe siècle – De l’après-guerre à nos jours : émergence de nouveaux produits semi-finis Partie 2. Le matériau plâtre : Fabrication du plâtre – Principales caractéristiques des produits en plâtre
Traité de plâtrerie du bâtiment Techniques traditionnelles et modernes
Partie 3. Produits en plâtre : Produits en poudre – Produits semi-finis à base de plâtre Partie 4. Mise en œuvre des ouvrages en plâtre : Maçonnerie en plâtre – Cloisons et contre-cloisons en plaques de plâtre – Plafonds en plaques de plâtre – Chapes à base de plâtre – Complexes de doublage, cloisons alvéolaires et plaques collées – Enduits et éléments décoratifs en plâtre – Finitions des ouvrages en plaques de plâtre, fixations et revêtements ultérieurs Partie 5. Protection et résistance du plâtre : Protection incendie – Le plâtre et l’acoustique – Le plâtre et l’humidité Partie 6. Organisation de chantier et réhabilitation : Organisation de chantier – Exemples de rénovation et de réutilisation d’ouvrages en plâtre Partie 7. Méthodes de calcul des ouvrages en plâtre : Éléments de mécanique des ouvrages en plâtre – Calcul des cloisons et contre-cloisons de hauteur courante – Comportement mécanique et calcul des cloisons de grande hauteur – Calcul des plafonds en plaques de plâtre – Justification parasismique des ouvrages de plâtrerie
Louis-Eric Salembier
Le plâtre, matériau géosourcé utilisé depuis des millénaires dans la construction, est apprécié pour ses qualités hygrothermiques, acoustiques et son incombustibilité ; il est employé tant à l’intérieur (cloison, plafond, chape, décor) qu’à l’extérieur (enduit, sous-face et contreventement de façade). Sous la forme de staff ou de stuc, il participe également à la mise en œuvre de nombreux éléments décoratifs tels que moulures, parements, corniches. Aujourd’hui, la filière du plâtre, soucieuse des enjeux de transition environnementale, met en avant les principaux atouts du matériau – une fabrication locale et une recyclabilité à l’infini – pour continuer de développer de nouveaux produits plus performants, légers, économes en énergie, et en proposer de nouvelles applications.
Traité de plâtrerie du bâtiment
Traité de plâtrerie du bâtiment
Louis-Eric Salembier
ISBN 978-2-281-14679-0
Photographie de couverture : Îlots Belgique, Barillet & Kléber, La Garenne-Colombes, 2014 (architectes : Foster + Partners / Arte Charpentier ; réalisation : Île de France Plâtrerie) © Cyrille Castel
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Louis-Eric Salembier
Expert près la cour d’appel d’Amiens et la cour administrative d’appel de Douai
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Chapitre De la Révolution industrielle au XXe siècle
Si des améliorations importantes dans le procédé de fabrication du plâtre apparurent dès le XVIIIe siècle, le matériau n’entra réellement dans l’ère industrielle qu’à partir du XXe siècle, qui vit aussi arriver un produit révolutionnaire : la plaque de plâtre.
2.1
2.1.1
De l’artisan à l’ingénieur, du métier à l’industrie La cuisson du plâtre : du savoir-faire artisanal aux fours industriels
Les morceaux de gypse extraits des carrières avaient des dimensions variées et étaient le plus souvent cuits sur place avant d’être battus à même le sol pour fournir la poudre utilisée par les plâtriers. Cette tâche ingrate, qui nécessitait peu de qualification était souvent confiée aux apprentis et donna naissance à l’expression « battre comme plâtre ». Il faut imaginer la poussière de plâtre générée par cette opération et son effet au contact des muqueuses. Le plâtre battu était ensuite tamisé afin de former une poudre fine et régulière. REMARQUE D’où vient l’expression « battre comme plâtre » ?
Casser à la batte les pierres de gypse cuit pour les réduire en poussière était une tâche pénible, comparable à celle incombant aux forçats devant casser des cailloux. Il fallait frapper fort et sans relâche. Directement inspiré par ce travail épuisant, le sens figuré de l’expression « battre comme plâtre » daterait de la seconde moitié du XVe siècle(1). EXEMPLE Un métier pénible : un témoignage du XVIIIe siècle
« Elle donne aussi un mal inconcevable aux batteurs, dont le frontispice représente le travail. Ils seraient plus à plaindre que des forçats,
2
s’ils n’avaient librement choisi cet état. Ces malheureux, depuis 3 heures du matin jusqu’au coucher du soleil, dans l’attitude la plus constante et la plus pénible, avalent de la fleur du Plâtre qu’agitent dans l’air leurs instruments, autant de fois qu’ils sont forcés de céder à l’inspiration. Pendant l’été, ils se déshabillent entièrement pour éviter que sur leurs chemises il ne se forme un enduit que produisent leur sueur et cette poussière. Ils ont encore à essuyer la pluie ou l’ardeur du soleil, lorsqu’ils commencent à façonner le devant de la fournée dont l’abatage les repousse hors du Four ; dans le cas de la pluie le Plâtre y perd sa qualité, et on le mêle avec celui de dedans. »(2)
Maîtriser la cuisson du gypse – ni trop, ni pas assez –, en tenant compte des dimensions variables des agrégats plus ou moins gros, était très délicat, consommateur de combustible, générateur de fumée et potentiellement source d’incendie : c’est la raison pour laquelle les fours avaient été interdits à Paris. Un premier progrès fut réalisé par Monsieur Ferroussat de Castelbon, qui obtint en 1775 l’autorisation d’établir un four à Paris, celui-ci étant fermé et équipé d’une hotte : la consommation de bois était moindre, la fumée s’élevait plus haut et, surtout, la cuisson était plus homogène et la qualité du plâtre mieux maîtrisée. Les fours étaient aussi couplés à des moulins où le plâtre était battu puis tamisé. Tout reposait alors sur l’art du plâtrier (fig. 2.1), et la cuisson, bien que mieux maîtrisée, n’était pas encore uniforme. Au cours du XIXe siècle, on utilisait principalement des fours culée, cuisant 100 à 150 m3 de gypse en une semaine, ou des fours droits, chargés par le haut et pouvant fonctionner de façon continue. La cuisson n’était toujours pas uniforme et la qualité du plâtre dépendait autant de l’art du plâtrier que de la qualité du gypse. Certains fours de ce type sont encore en service aujourd’hui. Cette technologie produisait une grande quantité de plâtre « surcuit » (voir § 4.2) qui convenait aux enduits. Dans le Midi, M. de la Boissière, propriétaire d’une carrière de gypse, avait embauché en 1840 un ingénieur,
(1) D’après Rey (Alain), Dictionnaire historique de la langue française, Le Robert, 2016 : la réplique « Je vous battray plus que plastre » fut d’abord relevée dans une farce de la seconde moitié du XVe siècle et serait la plus ancienne occurrence connue de l’expression « battre comme plâtre »
(2) Ferroussat de Castelbon (M.), Réflexions sur la mauvaise qualité du plâtre et sur sa cause, et moyens pour parvenir à une meilleure fabrication, Lottin aîné, 1776, p. 49.
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Théodore Poulet, qui modernisa les fours – il fut le premier de la région à cuire le gypse de façon continue – et mécanisa le broyage du plâtre. Un premier four rotatif vit le jour au début du XXe siècle, puis fut amélioré au début des années 1920 par le commandant Beau, qui lui donna son nom. Encore utilisé de nos jours, le four Beau permet une cuisson plus homogène du gypse (fig. 2.2). Les débuts de son utilisation furent pourtant douloureux : il n’en sort qu’une seule qualité de plâtre, le semi-hydrate. C’était l’effet recherché. Un défaut de cette qualité fut alors découvert : le plâtre manuel avait aussi besoin d’une proportion de surcuit. Pour cette raison, les fours culée restèrent largement utilisés jusqu’au milieu du XXe siècle tandis que le semi-hydrate issu des fours Beau était mélangé à du surcuit.
Fig. 2.1. Planche « Carrier Platrier », dans Diderot (Denis) et d’Alembert, L’Encyclopédie, « Maçonnerie, marbrerie : recueil de planches sur les sciences, les arts libéraux et les arts méchaniques, avec leur explication », 1751‑1780 (source : gallica.bnf.fr / BnF) La vignette représente une partie de carrière dans une colline escarpée ; la masse en est percée par différentes rues d’où l’on a tiré la pierre de plâtre, que l’on conduit sur des bêtes de somme (fig. 16) au four (fig. 17). Fig. 1, 2, 3, 4. Coins de différentes longueurs et épaisseurs, qui servent au carrier pour détacher les uns des autres les différents lits de pierre à plâtre ou gips. Fig. 5. Sac rempli de plâtre. Fig. 6. Sac vide. Fig. 7. Mailloche. Fig. 8. Pelle. Fig. 9. Mail dont le carrier se sert pour frapper sur la tête des coins. Fig. 10. Pic. Fig. 11. Aiguille qui sert au carrier pour réserver un vide dans le canal de la mine, pour communiquer le feu à la poudre dont elle est chargée. Fig. 13. Tarière servant à percer la mine. Fig. 14. Profil d’une mine percée avec la tarière et chargée de poudre, et l’aiguille qui laisse un passage, après qu’elle est retirée, pour introduire l’amorce, que l’on conduit dans les tuyaux de paille jusqu’à la poudre au fond de la mine, qui est fermée par un coulis de plâtre. Fig. 15. Barre ou pince servant à soulever les lits de pierre.
Fig. 2.2. Four Beau contemporain Ces premiers déboires n’eurent pas que du mauvais : le plâtre produit par les fours Beau permit aux industriels de proposer, dès les années 1930, des plaques de plâtre armées de chanvre, destinées à être fixées aux murs, ainsi que des carreaux de plâtre(3).
(3) Voir Torres (Félix), Emeric (Frédéric) et de Guilhem (Yves), Lafarge Plâtres – Histoires pour l’avenir, Éditions de Monza, 2005. Les informations des chapitres 2 et 3 relatives aux industriels méridionaux ou ultérieurement rattachés à Lafarge Plâtres sont principalement issues de cet ouvrage. Concernant les plaques et carreaux de plâtre produits durant l’entre-deux-guerres, il s’agit du témoignage de Monsieur Binot (ibid., p. 47).
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Chapitre Produits en poudre
Le plâtre et le gypse entrent dans la composition d’une grande variété de produits utilisés dans la construction, pour ses qualités adhésives (adhésifs en dispersion pour carrelages muraux), chimiques (ciments, en proportions insuffisantes pour produire de l’ettringite [voir § 10.1.4.1]) ou couvrantes (peintures). Ce chapitre traite spécifiquement des produits manufacturés utilisés par les plâtriers.
5.1
Généralités
La plupart des produits plâtriers en poudre sont définis dans la norme NF EN 13279‑1(1), qui distingue les produits directement utilisés sur chantier de ceux destinés à la fabrication de produits en plâtre. Les plâtres utilisés pour les éléments préfabriqués (plaque de plâtre, carreau de plâtre, dalle de plafond suspendu ou plaque de plâtre armée de fibres) sont généralement fabriqués directement par les industriels pour leur propre usage. Le tableau 5.1 indique la notation européenne des plâtres en poudre en fonction de leur utilisation.
5.2
Plâtres de construction et colles à carreaux
Les plâtres de construction contiennent au moins 50 % de sulfate de calcium et au maximum 5 % de chaux. La proportion de semi-hydrates et de surcuits n’est pas normalisée : chacun a sa recette.
5
Tab. 5.1. Classification des plâtres en poudre (source : NF EN 13279‑1) Désignation Liant-plâtre pour usage direct ou traitement ultérieur (produits en poudre sèche) Liant-plâtre destiné à l’usage direct sur le chantier LiantsLiant-plâtre pour traitement plâtres ultérieur (par exemple, carreaux, plaques de plâtre, éléments en plâtre pour plafonds suspendus, plaques de plâtre armées de fibres) Plâtre de construction Enduit à base de plâtre Enduit au plâtre et à la chaux Enduit au plâtre allégé Plâtres pour Enduit allégé à base de plâtre enduit Enduit allégé au plâtre et à la chaux Enduit au plâtre à dureté superficielle renforcée Plâtre pour staff Mortier de plâtre Enduit acoustique Plâtres pour enduit Enduit d’isolation thermique pour des Enduit de protection contre applications le feu spéciales Enduit mince, produit de finition Produit de finition
Notation
A
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
(1) NF EN 13279‑1 (novembre 2008 – indice de classement : P 72‑400‑1) : Liants-plâtres et enduits à base de plâtre pour le bâtiment. Partie 1 : définitions et exigences.
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Tab. 5.2. Classe de plâtre et précautions de mise en œuvre selon le type d’ouvrage. Type d’ouvrage
Classe de plâtre
Recommandations
Maçonnerie de petits éléments de pierres tendres relevant de NF DTU 20.1 la classe d’exposition MX1
Plâtre de construction B1 sans additif
− Utilisé avec des pierres calcaires tendres suivant la méthode dite « au godet » : les lits et les joints entre pierres sont obturés et le plâtre gâché fluide est coulé dans les interstices. − Ne doit jamais être mélangé ni avec du ciment ni avec des chaux hydrauliques (NHL, HL, FL)(1).
Cloisons intérieures maçonnées en briques de terre cuite à joints épais, à enduire Blocs de béton cellulaire posés NF DTU 20.13 à joints minces
Plâtre à briqueter C2 (NF EN 13279‑1) Liant-colle (NF EN 12860) Plâtre B1 (NF EN 13279‑1)
Pierre naturelle si joints coulés
Document normatif
– Il s’agit de la colle à carreaux de plâtre (voir § 5.2.2). –
(1) Les aluminates contenus dans les ciments ou certaines chaux hydrauliques réagiraient avec le plâtre pour former de l’ettringite (voir § 10.1.4.1), matériau friable, gonflant et destructeur du pouvoir liant.
La maçonnerie plâtrière utilise principalement : − du plâtre coulé dans des vides préparés à l’avance suivant la technique dite « au godet »(2) ; − des mortiers de plâtre, qui sont des mélanges de plâtre et de sable utilisés pour réaliser des joints épais ; − des liants-colles, dont la fonction est d’assurer le collage entre deux surfaces ou formes régulières, sans qu’il soit besoin de définir une épaisseur minimale. 5.2.1
Plâtres et mortiers
Le gypse étant soluble dans l’eau(3), nous aborderons uniquement les maçonneries en plâtre non exposées aux intempéries :
(2) Les godets sont des récipients, remplis de coulis de plâtre, placés à l’avant et à l’arrière du joint à réaliser. Le mortier s’écoule par gravité, dans l’interstice, jusqu’à remplissage complet du joint. À l’opposé du godet chargé de coulis, est placé un godet faisant office d’évent, permettant à l’air de s’échapper, afin d’assurer une répartition homogène du mortier. Lorsque le coulis déborde dans le second godet, le joint est considéré comme rempli. (3) Lorsque l’eau n’est pas saturée en sels minéraux, le gypse se dissout à son contact et produit des ions Ca2+ et SO42−. Ce phénomène, bien connu aujourd’hui, a conduit à écarter, sauf exception, l’utilisation du plâtre en extérieur et fait partie des risques évalués par les géotechniciens lorsqu’ils analysent un sol en vue d’y fonder une construction. Toutefois, certaines façades en plâtre plus que centenaires sont toujours présentes sans qu’un sinistre y ait été déploré (voir chapitre 16).
− les joints de certains murs en pierre naturelle tendre, relevant de la norme NF DTU 20.1 P1‑2(4) et de la classe d’exposition MX1(5), lorsqu’ils sont réalisés au godet(6) ; − les ouvrages relevant de la norme NF DTU 20.13 P1‑2(7) : ouvrages intérieurs, non porteurs et ne participant pas aux contreventements (cloisons de distribution, cloisons séparatives non porteuses, parois de gaines techniques et cloisons de doublage de bâtiments destinés aux logements, bâtiments scolaires et hospitaliers et aux immeubles de bureaux, pour des conditions normales d’utilisation). Pour la classe de plâtre à utiliser, ces deux normes renvoient à la norme NF EN 13279‑1 (tab. 5.2). Le hourdage des blocs de béton cellulaire doit être réalisé au liant-colle, plus communément appelé « colle à carreaux ».
(4) NF DTU 20.1 P1‑2 (juillet 2020 – indice de classement : P 10‑202‑1‑2) : Ouvrages en maçonnerie de petits éléments – Parois et murs. Partie 1‑2 : critères généraux de choix des matériaux. (5) Les classes d’environnement sont définies au § 2.1.2.1 de la norme NF EN 1996‑2 (juin 2006 – indice de classement : P 10‑620) : Eurocode 6 – Calcul des ouvrages en maçonneries. Partie 2 : conception, choix des matériaux et mise en œuvre des maçonneries. La classe MX1 correspond à un environnement sec, non exposé aux cycles de gel et dégel, ni aux ambiances salines ou agressives. (6) Cette technique concerne aujourd’hui la réfection des joints des ouvrages anciens hourdés au plâtre. Le mortier de rejointoiement utilisé doit être compatible avec le plâtre. (7) NF DTU 20.13 P1‑2 (octobre 2008 – indice de classement : P 10‑204‑1‑2) : Cloisons en maçonnerie de petits éléments. Partie 1‑2 : critères généraux de choix des matériaux, modifiée par l’amendement A1 (juillet 2016).
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Chapitre Maçonnerie en plâtre
Certains ouvrages en maçonnerie peuvent être mis en œuvre à l’aide de plâtre. Si la réalisation de conduits de fumée est exclue, les cloisons intérieures non porteuses et plafonds en terre cuite font toujours partie des procédés de construction traditionnels visés par les DTU. Comme tous les ouvrages de plâtrerie, ces éléments doivent être réalisés après achèvement du clos et du couvert. D’une technicité plus fine, les voûtes intérieures ou les escaliers en voûte sarrasine font partie du savoir-faire traditionnel des compagnons plâtriers. Si ces ouvrages ne sont pas encadrés par un DTU, ils n’en restent pas moins traditionnels. Nécessitant une main-d’œuvre qualifiée, ils sont aujourd’hui réservés à des chantiers où une certaine esthétique est recherchée. Enfin, à l’exception des cloisons en carreaux de plâtre, tous ces ouvrages en maçonnerie de plâtre appellent la réalisation d’un enduit – en plâtre, bien sûr – et, pour leur montage proprement dit, l’utilisation d’un plâtre gros ou plâtre à briqueter. Le lecteur trouvera dans ce chapitre : − d’une part, les principes de conception et de mise en œuvre des ouvrages traditionnels assemblés au plâtre relevant des DTU : cloisons et contre-cloisons en briques plâtrières (voir § 7.1.1), en carreaux de plâtre ou en blocs de béton ou béton cellulaire (voir § 7.1.2), et plafonds en terre cuite (voir § 7.1.3) ; − d’autre part, les principes de fonctionnement des ouvrages en maçonnerie plâtrière non encadrés par un DTU : voûtes en brique plâtrière (voir § 7.2.1) et escaliers en voûte sarrasine (voir § 7.2.2).
7.1
7
Maçonneries traditionnelles visées par les DTU
Les maçonneries traditionnelles en plâtre comprennent : − les cloisons ou contre-cloisons en briques ; − les cloisons ou contre-cloisons en blocs de béton (communément appelés parpaings) ; − les cloisons ou contre-cloisons en béton cellulaire ; − les cloisons ou contre-cloisons en carreaux de plâtre ; Leur principe constructif est identique à celui de tout autre ouvrage maçonné, appliqué à des ouvrages intérieurs et non porteurs. La principale fonction de ces ouvrages est de distribuer les pièces du bâtiment. Les plafonds en terre cuite sont toujours suspendus au support et hourdés au plâtre. Leur fonction première est d’offrir un support à l’enduit en plâtre du plafond. Actuellement peu présents dans la construction neuve, car supplantés par les ouvrages en plaques de plâtre, les plafonds en terre cuite conservent néanmoins un intérêt certain en rénovation, pour la réparation d’ouvrages existants ou pour améliorer le confort thermique d’été des locaux, en profitant de la capacité de la brique et du plâtre à réguler l’hygrométrie. Ils ont aussi en commun d’offrir une certaine raideur dans leur plan : les cloisons et contre-cloisons sont peu déformables et appartiennent à la catégorie des ouvrages sensibles aux déformations du gros œuvre, pour lesquels la flèche des planchers est limitée (généralement au 1/500e de leur portée). Cette exigence, autrefois présente dans les codes de calculs, a disparu des Eurocodes, dont le principe en la matière consiste à demander aux éléments de second œuvre supportés, quelles déformations ils peuvent supporter. Si cette approche permet une meilleure adaptation de l’ouvrage, elle exige une attention accrue du concepteur et du maître d’œuvre – les notions de déformées structurelles échappant souvent aux métiers du second œuvre. En contrepartie, le faible niveau de déformations de ce type de paroi les rend particulièrement aptes à recevoir un revêtement dur (faïence ou carrelage). 73
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
7.1.1
Cloisons et contre-cloisons en maçonnerie de petits éléments hourdés au plâtre
7.1.1.1
Généralités
Tab. 7.1. Dimensionnement et distance entre raidisseurs des cloisons en briques plâtrières (source : NF DTU 20.13 P1‑1)
La mise en œuvre de cloisons ou contre-cloisons en briques plâtrières est encadrée par le NF DTU 20.13(1). Sont concernées les cloisons de distribution, cloisons séparatives non porteuses, parois de gaines techniques et cloisons de doublage des bâtiments.
Épaisseur brute de la cloison (mm)
Le montage s’effectue de la même manière que pour toutes les maçonneries. Les plâtres admis pour cet usage sont définis dans la partie 1‑2 de la norme NF DTU 20.13, qui renvoie à la norme NF EN 13279‑1(2), sans plus de précision. Il s’agit de plâtre gros ou de plâtre à briqueter.
35 40 à 55 60 à 75 80 à 110
7.1.1.2
Positionnement des raidisseurs
Les raidisseurs verticaux sont des éléments porteurs, des retours ou des huisseries à imposte fixées en pied et en tête. Les raidisseurs horizontaux sont des plafonds butant de part et d’autre de la cloison. 7.1.1.4
Surface maximale entre éléments raidisseurs (m2)
2,60 3 3,50 4
5 6 7 8
10 14 20 25
Dimensionnement
Le dimensionnement d’une cloison dépend de son épaisseur ; des limites de hauteur, de distance et de surface entre raidisseurs sont fixées pour chaque famille d’éléments : − briques de terre cuite (tab. 7.1) ; − blocs de béton (tab. 7.2) ; − blocs de béton cellulaire (tab. 7.3) ; − pierres naturelles (tab. 7.4). 7.1.1.3
Hauteur maximale (m)
Distance horizontale maximale entre raidisseurs (m)
Percements et saignées
Tab. 7.2. Dimensionnement et distance entre raidisseurs des cloisons en blocs de béton hourdés au plâtre (source : NF DTU 20.13 P1‑1) Épaisseur brute de la cloison (mm) 40 à 55 60 à 75 80 à 110
Hauteur maximale (m)
Distance horizontale maximale entre raidisseurs (m)
Surface maximale entre éléments raidisseurs (m2)
3 3,50 4
6 7 8
14 20 25
Les incorporations (réseaux d’électricité notamment) sont nécessairement réalisées après les cloisons, mais doivent être pensées en amont. Elles doivent suivre les règles fixées dans la partie 3 de la norme NF DTU 20.13 (fig. 7.1).
(1) NF DTU 20.13 P1‑1 (octobre 2008 – indice de classement : P 10‑204‑1‑1) : Cloisons en maçonnerie de petits éléments. Partie 1‑1 : cahier des clauses techniques types, modifiée par l’amendement A1 (juillet 2016). NF DTU 20.13 P1‑2 (octobre 2008 – indice de classement : P 10‑204‑1‑2) : Cloisons en maçonnerie de petits éléments. Partie 1‑2 : critères généraux de choix des matériaux, modifiée par l’amendement A1 (juillet 2016). NF DTU 20.13 P2 (octobre 2008 – indice de classement : P 10‑204‑2) : Cloisons en maçonnerie de petits éléments. Partie 2 : cahier de clauses administratives spéciales types. NF DTU 20.13 P3 (octobre 2008 – indice de classement : P 10‑204‑3) : Cloisons en maçonnerie de petits éléments. Partie 3 : mémento, modifiée par l’amendement A1 (juillet 2016). (2) NF EN 13279‑1 (novembre 2008 – indice de classement : P 72‑400‑1) : Liants-plâtres et enduits à base de plâtre pour le bâtiment. Partie 1 : définitions et exigences.
Tab. 7.3. Dimensionnement et distance entre raidisseurs des cloisons en blocs de béton cellulaire (source : NF DTU 20.13 P1‑1) Épaisseur brute de la cloison (mm) 50 70 et 75 100 125 150
Hauteur maximale (m)
Distance horizontale maximale entre raidisseurs (m)
Surface maximale entre éléments raidisseurs (m2)
2,50 2,60 3,00 3,80 4,00
4,00 5,00 6,00 7,00 8,00
8 10 15 20 25
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Maçonnerie en plâtre – Chapitre 7
7.1.1.5
Traitement des bords et des joints
Le départ d’une cloison doit être réalisé par engravement dans le mur support (ou dans la contre-cloison lorsque celle-ci est en maçonnerie plâtrière), à raison d’un rang sur trois (fig. 7.2). Le décalage entre les joints verticaux des éléments varie de 1/2 à 1/3 de leur longueur.
Les jonctions en T ou en L sont réalisées par harpage (fig. 7.3). La jonction entre une cloison et une huisserie s’effectue par emboîtement ou collage, et doit comporter, sur toute la hauteur, 3 renforts coulissants ou vissés, et incorporés dans les joints horizontaux (fig. 7.4).
Tab. 7.4. Dimensionnement et distance entre raidisseurs des cloisons en pierres naturelles (source : NF DTU 20.13 P1‑1) Épaisseur brute de la cloison (mm) 80 100 125 150
Hauteur maximale (m)
Distance horizontale maximale entre raidisseurs (m)
Surface maximale entre éléments raidisseurs (m2)
2,60 3,00 3,80 4,00
5,00 6,00 7,00 8,00
10 15 20 25
Fig. 7.1. Encastrement de canalisations électriques dans une cloison maçonnée (d’après la norme NF DTU 20.13 P3)
Fig. 7.2. Départ d’une cloison en maçonnerie plâtrière
Fig. 7.3. Jonctions en T ou en L de deux cloisons en maçonnerie plâtrière
Fig. 7.4. Renforts d’huisseries incorporés dans les joints de maçonnerie plâtrière 75
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Fig. 7.6. Renforcement d’une cloison en maçonnerie plâtrière en bord de trémie (d’après la norme NF DTU 20.13 P 1‑1) Ces éléments sont mis en œuvre de la même façon que les cloisons et doivent être complétés par une plaque de plâtre spécialement formulée, garantissant l’étanchéité du conduit, essentielle au bon fonctionnement de l’installation. La résistance au feu de ces conduits atteint généralement EI 120.
Fig. 7.5. Exemple de positionnement du nu d’une contre-cloison en briques plâtrières et du bâti la recevant (source : NF DTU 20.13 P1‑1) Les ouvertures doivent être réglées de telle façon que la contre-cloison affleure au nu du bâti ou puisse s’y emboîter (fig. 7.5). Les déformées des planchers sont absorbées par une désolidarisation en tête, réalisée au moyen de mousse imprégnée. Dans le cas particulier d’une cloison positionnée en bord de trémie ou surplombant un vide, le NF DTU 20.13 prescrit un renforcement en bas de mur : bandeau filant ou équerres de renfort fixées tous les 1,20 m (fig. 7.6). 7.1.2
Cloisons et contre-cloisons en carreaux de plâtre
7.1.2.1
Généralités
La mise en œuvre d’une cloison et contre-cloison en carreaux de plâtre est identique à celle d’une cloison en maçonnerie, la différence étant la nature de l’élément à maçonner – le carreau de plâtre –, qui est avec la plaque de plâtre un des premiers produits semi-finis en plâtre de l’ère productiviste moderne (voir § 3.1). Une cloison en carreaux de plâtre présente généralement une excellente résistance au feu, pouvant atteindre EI 90 à EI 180. Cette qualité est apportée par la masse de gypse en œuvre, dont la réaction de cuisson consomme avantageusement l’énergie du feu (voir § 4.1.1 et 14.1.1.2). Ceci a conduit à développer une gamme d’applications techniques particulières : les conduits de ventilation ou de désenfumage.
Les particularités d’une cloison en carreaux de plâtre sont les suivantes : − elle n’est pas obligatoirement enduite ; − la forme particulière des bords des carreaux permet un emboîtement et nécessite peu de produit de collage. Sa mise en œuvre est encadrée par le NF DTU 25.31. Le produit de montage, défini dans la partie 1‑2 du NF DTU 25.31 et la norme NF EN 12860, est un liantcolle à base de plâtre, plus fin que le plâtre gros et dont une caractéristique essentielle est d’offrir une meilleure résistance à l’arrachement que le carreau de plâtre luimême. Un mélange de liant-colle et de plâtre, ou une mousse en polyuréthane, est utilisé en tête de cloison pour absorber les déformées du plancher haut. 7.1.2.2
Dimensionnement
Le dimensionnement d’une cloison est inspiré de celui d’une cloison maçonnée en briques ou blocs (tab. 7.5). 7.1.2.3
Positionnement des raidisseurs
Différents types de raidisseurs, (poteaux métalliques, poteaux en bois ou raidisseurs en carreaux de plâtre) ainsi que leur mise en œuvre sont décrits dans le DTU. Dans les locaux moyennement humides, classés EB par le n° 3567_V2 des e-Cahiers du CSTB(3) (voir tab. 16.6), le premier rang doit être hydrofugé H2 ; dans les locaux classés EB + p (locaux humides à usage privatif tels que les salles de bains d’un logement), la cloison complète est réalisée avec des carreaux H2.
(3) « Classement des locaux en fonction de l’exposition à l’humidité des parois et nomenclature des supports pour revêtements muraux intérieurs », e-Cahiers du CSTB, n° 3567_V2, novembre 2021.
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Cloisons et contre-cloisons en plaques de plâtre
Chapitre 8
Les premières cloisons en plaques de plâtre étaient dévolues à la distribution intérieure de logements et construites par clouage des plaques de plâtre sur une ossature en bois.
(cas B), correspondant à deux énergies de chocs de service différentes, respectivement 60 et 120 J(2) (tab. 8.1).
Elles sont aujourd’hui, pour l’essentiel, mises en œuvre par vissage des plaques sur une ossature en acier. Bien que l’ossature en bois soit conservée dans le NF DTU 25.41, son utilisation se limite, pour l’essentiel, aux constructions à ossature bois. Le vissage des plaques sur une ossature en bois étant similaire au vissage des plaques sur ossature métallique, seules sont précisées, lorsqu’il y a lieu, les particularités de l’ossature en bois.
Tab. 8.1. Dimensionnement des parements d’une cloison (source : NF DTU 25.41 P1‑1) Types de locaux
Parement des cloisons et contre-cloisons
Le dimensionnement du parement dépend de la destination du local concerné : privée (cas A) ou publique
Cas A : emploi dans des locaux assimilables à l’occupation des logements dont la Parement constitué a minima d’une résistance au choc plaque (BA 13, BA 15, BA 18 ou des cloisons ou BA 25). contre-cloisons est Cloisons alvéolaires 50 mm et de 60 J (maisons 60 mm. individuelles, parties privatives des logements collectifs et bureaux). Pour les plaques en largeur 1 200 mm, le parement est constitué a minima d’une plaque BA 18 ou de deux plaques BA 13 ou de deux Cas B : emplois plaques BA 15. autres que ceux Pour les plaques en largeur 900 mm, visés dans le le parement est constitué a minima cas A. d’une plaque BA 18 ou BA 25. Les ouvrages cloisons et contrecloisons doivent satisfaire à un essai de résistance aux chocs selon l’annexe D, § D.2.2.1 (cas B).
(1) Documents techniques d’application élaborés par la Commission chargée de formuler des avis techniques et documents techniques d’application (CCFAT), suivant les procédures définies par l’arrêté du 21 mars 2012 [NOR : DEVL1205280A) pour valider la mise en œuvre de systèmes non traditionnels. Les avis techniques ou DTA permettent la mise en œuvre des systèmes visés dans le cadre des marchés publics et conditionnent souvent leur assurabilité.
(2) L’exigence aux chocs de service est l’absence de désordre apparent. Dans les deux cas, le choc de sécurité est fixé à 240 J et les critères retenus sont : l’absence de traversée du sac et de chute d’élément. La configuration de l’essai et le calcul de l’énergie de choc sont décrits dans la figure 19.1.
Certaines cloisons ou solutions techniques s’écartent du cadre du NF DTU 25.41, telles que les cloisons séparatives ou les cloisons d’une hauteur supérieure à 7 m. Plusieurs DTA(1) valident ces mises en œuvre particulières. Enfin, nous indiquerons, étape par étape, la construction des cloisons distributives, séparatives alternées ou désolidarisées (fig. 8.1), en commençant par des généralités et le rappel de précautions inhérentes au produit. 8.1
Généralités
8.1.1
Dimensionnement des cloisons
Le dimensionnement des cloisons répond à deux exigences principales : le dimensionnement du parement et celui de l’ossature. 8.1.1.1
Dimensionnement du parement
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
(au lieu d’un mètre prescrit dans la norme NF DTU 25.41 P1‑1) ou décalage des joints des plaques d’au moins 5 mm par rapport aux joints entre les montants (fig. 8.2).
Fig. 8.2. Point faible et renforcements possibles d’une contre-cloison avec plaque de 900 mm et ossatures doublées disposées à entraxe de 900 mm 8.1.1.2
Fig. 8.1. Typologie des cloisons Lorsqu’une contre-cloison ou une cloison séparative comporte une ossature accolée disposée tous les 900 mm, les joints entre les montants doubles et entre plaques sont superposés au travers de l’épaisseur de la cloison : il y a donc souvent fissuration prématurée si aucune précaution n’est prise. Les solutions suivantes ont été essayées avec succès : resserrement du vissage des montants entre eux à 40 cm
Dimensionnement de l’ossature
Le dimensionnement de l’ossature peut s’effectuer selon trois méthodes différentes : − dans le cas d’une cloison distributive, une méthode dite « de la largeur collaborante », développée dans les années 2000 (voir § 20.2), permet de calculer une largeur de parement contribuant à la rigidité de la cloison et de l’associer à la section des montants. Cette méthode est assortie d’une déformée inférieure ou égale au 1/500e de la hauteur de la cloison, calculée suivant les lois de la résistance des matériaux ; − dans le cas d’une cloison séparative ou d’une cloison constituée de plaques contrecollées (type « duo »), la méthode de la largeur collaborante n’est pas applicable,
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Enduits et éléments décoratifs en plâtre – Chapitre 12
12.4
Plaques de plâtre décoratives
Comme le staff en son temps, de nouvelles techniques concurrencent aujourd’hui celles établies. 12.4.1
Corniches préfabriquées
Depuis plusieurs décennies, des corniches préfabriquées, fabriquées sur une ligne continue de la même façon que les plaques de plâtre, sont apparues en Angleterre. Plusieurs produits sont proposés, principalement dans les pays anglo-saxons (fig. 12.4).
Fig. 12.4. Exemples de corniches préfabriquées en continu
Fig. 12.2. Exemples de parois verticales en staff
Ils sont destinés à décorer les liaisons entre cloisons et plafonds. Leur longueur est supérieure à 4 m et leur largeur est d’une dizaine de centimètres environ. Ces éléments étant fragiles, leur mise en œuvre appelle un soin particulier. L’emplacement de la corniche est d’abord marqué, puis chaque longueur est sciée à l’aide d’une boîte à onglets. Les petites longueurs sont positionnées en premier, à partir des angles saillants ; ensuite sont posées les grandes longueurs, avec un léger cintrage contrarié, afin d’imposer une compression aux joints entre corniches. Les angles rentrants sont de préférence réalisés avec de grandes longueurs. Il est recommandé de prépositionner chaque longueur à sec pour vérifier sa bonne dimension. Chaque corniche est collée au support à l’aide d’un adhésif à base de plâtre déposé par des plots d’environ 1 cm sur ses extrémités haute et basse. Les supports poreux doivent être humidifiés au préalable afin que l’adhésif conserve son dosage en eau. Les corniches doivent être clouées aux supports en bois, notamment aux pourtours d’une poutre ou devant un placard. Les joints entre les corniches ou avec la cloison et le plafond sont ensuite garnis d’adhésif à refus. Un clouage provisoire maintient les corniches pendant la prise de l’adhésif.
Fig. 12.3. Exemples de décors de plafond en staff
12.4.2
Parachèvement des plaques de plâtre
Chaque industriel propose sa gamme de produits parachevés, réalisés à partir de plaques de plâtre. Il peut s’agir de prédécoupes, de préformage ou de formes achevées. Leur principale application est la décoration. 137
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Chapitre Le plâtre et l’humidité
Le spectre des briques plâtrières est visible en hiver, lorsque l’enduit (par exemple d’une voûte) n’est pas revêtu, car l’humidité absorbée par le plâtre apparaît plus fortement au droit des joints. Cet exemple illustre parfaitement la capacité du plâtre à absorber l’humidité et à la restituer. Cette qualité accroît les risques liés à sa solubilité dans l’eau, qui est, avec la facilité de sa cuisson, son plus gros point faible. Ce chapitre aborde les risques pour les ouvrages en plâtre vis-à-vis des différentes sources d’humidité d’une construction (façade, remontée capillaire et humidité des locaux) ainsi que les moyens de les éviter. 16.1
Le plâtre et l’humidité des façades
16.1.1
Pénétration d’eau par les façades : typologie des murs
La norme NF DTU 20.1 P3(1) définit plusieurs types de murs en fonction de leur résistance à la pénétration d’eau : du mur le plus perméable (type I) au plus imperméable (type IV) ; et, pour les murs isolés par l’extérieur, les types XI à XIV. Ces classements définissent les murs dans leur totalité, y compris lorsqu’ils sont doublés ou habillés par l’intérieur. La caractéristique des ouvrages de plâtrerie y a donc son importance. Bien qu’ils fassent partie de la composition du mur, les complexes de doublage et leur mise en œuvre sont traités aux § 6.6 et 11.1. 16.1.1.1
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Le plâtre étant sensible à l’humidité, un enduit en plâtre doit être considéré comme hydrophile. Les enduits extérieurs courants participent à la définition des murs de type I. Mur de type II
Un mur de type II ne comporte aucun revêtement étanche sur son parement extérieur, mais intègre, dans son épaisseur, une coupure de capillarité continue. Lorsque la coupure de capillarité s’effectue par un isolant non hydrophile, le mur de type II entre dans la sous-classe IIa ; à l’inverse, si la coupure de capillarité est constituée par une lame d’air continue, le mur appartient à la sousclasse IIb (fig. 16.2). Concernant les complexes de doublage, les plots de mortier-colle sont a priori imputrescibles, mais ils ne sont pas étanches à l’humidité : le mur ne relève donc de la classe IIb que lorsque l’isolant du complexe est non hydrophile. REMARQUE Isolants hydrophiles ou non hydrophiles
Les laines minérales semi-rigides, les isolants plastiques alvéolaires (PSE, XPS, PUR, PIR, etc.) ainsi que le verre cellulaire ne sont généralement pas considérés comme hydrophiles(2). À l’inverse les isolants biosourcés, tels que la paille, la ouate de cellulose, le chanvre ou la laine naturelle, sont habituellement hydrophiles. La notion d’« hydrophile », issue du NF DTU 20.1, n’est pas précisée et les prescriptions des normes s’appliquant aux isolants varient selon les familles de produits, en référence à trois méthodes
Murs avec isolation par l’intérieur Mur de type I
Un mur de type I ne comporte ni revêtement étanche sur son parement extérieur ni coupure de capillarité dans son épaisseur (fig. 16.1).
(1) NF DTU 20.1 P3 (juillet 2020 – indice de classement : P 10‑202‑3) : Ouvrages en maçonnerie de petits éléments – Parois et murs. Partie 3 : dispositions constructives minimales.
(2) Deux types d’essais permettent de caractériser le caractère hydrophile, ou non hydrophile, d’un isolant : l’essai à court terme (immersion pendant 24 h) et l’essai à long terme (pendant 28 jours). Ces essais ciblent le comportement des isolants en façade. La pénétration d’humidité au travers d’un complexe composé d’un mur, d’une lame d’air éventuelle, d’un isolant et d’une plaque de plâtre appelle des notions plus complexes.
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Fig. 16.1. Exemples de murs du type I (source : NF DTU 20.1 P3)
Fig. 16.2. Murs de types IIa et IIb (source : NF DTU 20.1 P3) d’essais, issues des normes NF EN 1609(3), NF EN ISO 16535(4) et NF EN ISO 16536(5). Seul le classement WS, indiqué sur le certificat Acermi de l’isolant, permet d’attester, lorsque c’est le cas, de son caractère non hydrophile. En revanche, les plots de mortier-colle utilisés pour coller les complexes de doublage ne peuvent pas être considérés comme non hydrophiles.
Un doublage sur ossature relève du type IIa lorsqu’il comporte un isolant non hydrophile au contact du mur, et du type IIb s’il est possible de démontrer l’absence de contact entre l’isolant et le mur.
(3) NF EN 1609 (juillet 2019 – indice de classement : P 75‑213) : Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment – Détermination de l’absorption d’eau à court terme : essai par immersion partielle. (4) NF EN ISO 16535 (juillet 2019 – indice de classement : P 75‑216) : Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment – Détermination de l’absorption d’eau à long terme par immersion. (5) NF EN ISO 16536 (juillet 2019 – indice de classement : P 75‑217) : Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment – Détermination de l’absorption d’eau à long terme par diffusion.
Mur de type III
Un mur de type III a une paroi extérieure en maçonnerie, non protégée par un revêtement étanche, doublée par une seconde paroi, séparée de la première par une lame d’air continue, à la base de laquelle est intégré un dispositif de collecte et d’évacuation vers l’extérieur des eaux d’infiltration. Il diffère du mur du type IIb par la présence du dispositif de collecte et d’évacuation (fig. 16.3).
Fig. 16.3. Exemple de mur du type III (source : NF DTU 20.1 P3)
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Le plâtre et l’humidité – Chapitre 16
Fig. 16.5. Exemple de mur du type XI (source : NF DTU 20.1 P3)
Fig. 16.4. Exemple de mur du type IV (source : NF DTU 20.1 P3)
Fig. 16.6. Exemples de murs du type XII (source : NF DTU 20.1 P3) Mur de type IV
Un mur de type IV est un mur dont l’étanchéité à la pluie est assurée par un revêtement étanche(6) situé devant la paroi en maçonnerie (fig. 16.4). 16.1.1.2
Murs avec isolation par l’extérieur Mur de type XI
Un mur du type XI ne comporte aucune disposition spécifique permettant de s’opposer au cheminement de l’eau de pluie jusqu’au parement intérieur. Le système d’isolation et la paroi support sont considérés comme perméables à l’eau (fig. 16.5). Mur de type XII
L’étanchéité à l’eau d’un mur du type XII est assurée soit grâce aux caractéristiques d’étanchéité du système d’isolation, indépendamment du support lui-même, soit par une paroi considérée à elle seule comme étant de type I : la
(6) Le terme « étanche » ne doit pas être confondu avec la notion d’étanchéité s’appliquant à une toiture-terrasse. « Imperméable » ou « imperméable à la pluie battante » paraît ici plus approprié.
protection apportée par le système d’isolation, qui limite les arrivées d’eau, assure la conservation de la fonction d’étanchéité (fig. 16.6). Mur de type XIII
Le principe d’un mur de type XIII repose sur le fait que, dans des conditions d’exposition sévères, l’eau qui atteint le système d’isolation peut en quantité limitée pénétrer derrière la peau extérieure de celui-ci (fig. 16.7). Mur de type XIV
Dans un mur de type XIV, l’étanchéité n’est assurée que par la peau extérieure du système d’isolation (fig. 16.8). 16.1.1.3
Choix des murs en fonction de leur exposition
Le choix du type de mur dépend des critères suivants : • la situation de la construction (a, b, c ou d) : − a) : constructions situées à l’intérieur des grands centres urbains (villes où la moitié au moins des bâtiments ont plus de quatre niveaux, − b) : constructions situées dans les petites et moyennes villes, ou à la périphérie des grands centres urbains, − c) : constructions isolées en rase campagne ; − d) : constructions isolées en bord de mer ou situées dans les villes côtières ; 193
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Fig. 16.7. Exemples de murs du type XIII (source : NF DTU 20.1 P3) Si la paroi comporte un pare-vapeur, celui-ci doit obligatoirement être situé du côté chaud. En l’état actuel des connaissances, la règle dite du « 1/4‑3/4 » reste admise : un quart de l’isolation est situé du côté chaud du pare-vapeur, et les trois quarts de l’autre côté (8). Enfin, il est rappelé qu’il ne faut jamais superposer deux pare-vapeur : l’humidité qui serait emprisonnée entre les deux ne serait plus maîtrisée. 16.1.3
Fig. 16.8. Exemple de mur du type XIV (source : NF DTU 20.1 P3) • l’exposition de la façade : abritée, non abritée ou front de mer ; • la hauteur du mur par rapport au niveau du sol (ou à l’aval d’un dénivelé significatif(7)) ; • du revêtement de la façade : maçonnerie apparente (tab. 16.1), maçonnerie enduite (tab. 16.2) ou isolation par l’extérieur (tab. 16.3). 16.1.2
Doublage de murs
Un mur en maçonnerie apparente ne peut être de type I (voir tab. 16.1). Par conséquent, à moins que l’isolant mis en œuvre soit considéré comme non hydrophile, la création d’une lame d’air est obligatoire. Lorsque l’isolation est partagée, c’est-à-dire qu’elle est répartie entre une isolation par l’extérieur et une isolation par l’intérieur, il convient d’analyser la perméabilité de chaque couche de matériau à la vapeur d’eau. En principe, la perméabilité, de l’intérieur vers l’extérieur de la paroi, doit croître afin que l’humidité accumulée puisse être évacuée vers l’extérieur.
(7) Pour plus de précisions, se reporter à la norme NF DTU 20.1 P3.
Complexes de doublages
Il existe trois catégories (P1, P2, P3) de produits de doublage (voir tab. 6.10). Leur emploi dépend de la perméance de l’isolant et de la situation du mur (voir tab. 11.1). 16.1.4
Cas des façades légères
Une façade légère obéit aux mêmes principes de transferts d’humidité que ceux indiqués au § 16.1.2 : la perméabilité à la vapeur d’eau des produits mis en œuvre doit croître, au fur et à mesure que les produits sont situés vers l’extérieur. Les bâtiments à ossature en bois sont traités dans la norme NF DTU 31.2 P1‑1(9), tandis que ceux à ossature en acier relèvent de la norme NF DTU 32.3 P1‑1(10). D’autres conceptions de façades font régulièrement l’objet
(8) Cette règle (voir incise « Isolation intérieure, extérieure ou partagée », en introduction du chapitre 11) correspond aux zones très froides, définies par la norme NF P 52‑612/CN (voir § 11.1.1.3). Hors zone très froide, le rapport communément admis est de 1/3‑2/3. Le manque de recul occasionné par les augmentations récentes des épaisseurs d’isolants incite à la prudence. (9) NF DTU 31.2 P1‑1 (mai 2019 – indice de classement : P 21‑204‑1‑1) : Construction de maisons et bâtiments à ossature en bois. Partie 1‑1 : cahier des clauses techniques types (CCT). (10) NF DTU 32.3 P1‑1 (septembre 2015 – indice de classement : P 22‑203‑1‑1) : Constructions d’ossatures en acier pour maisons et bâtiments résidentiels. Partie 1‑1 : cahier des clauses techniques types (CCT).
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Comportement mécanique et calcul des cloisons de grande hauteur
21.1
Définition et domaine d’emploi des cloisons de grande hauteur
La hauteur maximale d’une cloison de hauteur courante est fixée à 7 m par l’actuel NF DTU 25.41, pour une pression maximale du vent en service de 20 daN/m2 (fig. 21.1). Au-delà, la cloison est assujettie à la procédure des avis techniques ou DTA et relève du référentiel des cloisons de grande hauteur (ou fortement sollicitées, quelle que soit leur hauteur).
Chapitre 21
condition de flèche (5 mm) fixée par le DTU 25.41 (1981) alors en vigueur. Pour répondre à cette nouvelle problématique, un référentiel des cloisons de grande hauteur a été publié, la première fois, en annexe de l’avis technique n° 9/00‑389(1). Ce référentiel assouplissait la règle de déformée admissible et fixait les exigences spécifiques applicables aux cloisons de grande hauteur. Le référentiel des cloisons de grande hauteur modulait les pressions de vent en situation de service en fonction de la typologie d’ouverture des locaux concernés et fixait les critères à retenir pour dimensionner les cloisons. 21.2.1
Définition des locaux
21.2.1.1
Locaux étanches classés P0
La perméabilité à l’air est considérée comme nulle : μ = 0.
Fig. 21.1. Domaine d’emploi des cloisons de hauteurs courantes relevant du NF DTU 25.41 et des cloisons de grande hauteur
Exemples : locaux dont toutes les ouvertures, généralement fermées, ne sont en communication avec l’extérieur que par l’intermédiaire d’un sas dont la présence est liée à des fonctions soit acoustiques, soit d’empoussièrement contrôlé, soit autre, mais dont le but est de maîtriser l’ambiance intérieure (salles de cinéma avec sas, cloison entre deux salles de cinéma). 21.2.1.2
21.2
Le référentiel des cloisons de grande hauteur
Le développement des multiplexes de cinéma, à la charnière des XXe et XXIe siècles, a ouvert aux industriels et entreprises du plâtre un marché très concurrencé. Dans ces bâtiments, les exigences acoustiques et la nécessité d’une obscurité la plus complète possible, ont conduit les concepteurs à équiper les entrées des salles de sas étanches et dépourvues d’ouverture. La disposition des sièges en gradins appelait des volumes donc de cloisons de grande hauteur. De ce fait, la hauteur des cloisons y dépasse le plus souvent 10 m, ce qui a rendu obsolète la
Locaux classés P1 à faible perméabilité
La perméabilité à l’air μ est ≤ 5 %. Exemple : cloison entre un local étanche et une circulation commune intérieure, elle-même isolée de l’extérieur par une porte généralement fermée. 21.2.1.3
Locaux classés P2 à moyenne perméabilité
La perméabilité à l’air μ est > 5 % et ≤ 15 %.
(1) Avis technique n° 9/00‑689, « Prégymetal SLA », mai 2000.
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Exemples : cloisons dans les bâtiments d’usage courant tels que hôpitaux, habitations, bureaux, bâtiments scolaires, hôtels… 21.2.1.4
Exemples : locaux industriels, entrepôts de stockage…
Pression à retenir en fonction du local
La pression Qd (daN/m2) à retenir dépend du classement du local (tab. 21.1). Pour des raisons de simplification, les notions de régions et sites de vent, issues des règles NV 65 alors en vigueur, sont abandonnées dans ce référentiel pour les vérifications de service. La pression Qd utilisée pour dimensionner les cloisons dépend donc uniquement de la perméabilité des locaux qu’elle entoure. 21.2.3
Critères à retenir
Les critères à retenir comprenaient une vérification des cloisons à l’état limite ultime (ELU), une vérification de leur flèche à l’état limite de service (ELS), une déformation maximale sous l’effet de la poussée du public et une vérification de comportement aux chocs de sécurité. 21.2.3.1
La vérification à l’ELU devait respecter l’inégalité suivante :
Locaux classés P3 à forte perméabilité
La perméabilité à l’air μ est > 15 %.
21.2.2
− pour la région II : β = 1 ; − pour la région III : β = 1,20.
État limite ultime (ELU)
Mu ≤
Mru 1,15
avec : Mu : moment ultime appliqué à la cloison par ligne d’ossatures (daN.m) ; Mru : moment résistant de la cloison, mesuré par essai par ligne d’ossatures (daN.m). Le calcul de Mu était fondé sur le rapport 1,75 entre les pressions de vent normal et extrême, issu des règles NV 65, sur l’application du coefficient β et sur un modèle de flexion simple : Mu = Qd × 1, 75 × β ×
H12 8
avec : Qd : pression de vent à considérer en service (voir § 21.2.2) (daN/m2) ; β : coefficient défini ci-dessus ; H1 : hauteur de la cloison (m). 21.2.3.2
État limite de service (ELS)
La condition de flèche n’était plus 5 mm mais le 1/240e de la hauteur de la cloison, la condition de satisfaction à l’ELS s’écrivant donc : H1 240 où f1 (m) est la flèche de la cloison sous la pression de service Qd. f1 ≤
La vérification à l’ELU consistait à vérifier que le moment ultime appliqué à la cloison sur un modèle de flexion simple restait inférieur au moment résistant ultime connu de la cloison mise en œuvre. La valeur de Qd retenue pour le calcul en service était celle correspondant à la région II et on l’affectait pour les régions I et III d’un coefficient supplémentaire β pour la vérification à l’ELU : − pour la région I : β = 0,80 ;
21.2.3.3
Déformation à 1,50 m du sol
Sous une poussée du public évaluée à 50 daN/m, la flèche enregistrée à 1,50 m du niveau bas ou des planchers intermédiaires adjacents à une cloison devait rester inférieure
Tab. 21.1. Pression à retenir en fonction du local (d’après l’avis technique n° 9/00‑389) Cas(1) A
B
Local 1
Local 1
Pression Qd (daN/m2)
P0 P1 P1 P2 P3
P0 P0 P1 ≤ P2 ≤ P3
10 15 20 40 60
(1) Les cas A et B dont il est question ici ne doivent pas être confondus avec les cas A et B définis par le NF DTU 25.41 plusieurs années plus tard (voir § 8.1.1.1). Pour le cas A, les locaux sont supposés suffisamment isolés du vent par les façades pour que la notion de région de vent n’ait pas à être retenue et β est pris égal à 1, quelle que soit la région.
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Comportement mécanique et calcul des cloisons de grande hauteur – Chapitre 21
Fig. 21.2. Exemples d’amortissements modaux d’une cloison comportant des profilés de type Σ et des fourrures horizontales d’une épaisseur de 6/10e à 1 cm. Cette condition appelait un calcul particulier lorsque les gradins étaient construits après la cloison. 21.2.1.4
Comportement aux chocs
Le principe de l’exigence de comportement au choc de sécurité de 240 J (voir § 19.1.1.1) restait inchangé, mais s’adaptait à la hauteur des cloisons : le choc, dont l’impact était alors fixé à mi-hauteur de la cloison, s’effectuait à 1,5 m du sol pour une cloison de grande hauteur. L’exigence d’absence de désordre constaté autre que de la microfissuration était conservée.
le premier système : une personne seule pouvait mettre en branle, et peut-être en résonance, plusieurs centaines de mètres carrés de parement. Le comportement a été reproduit et instrumenté selon la méthode du bruit de fond sismique(4) (fig. 21.2). S’appuyant sur la mécanique vibratoire, une exigence de comportement dynamique, limitant la fréquence propre minimale f d’une cloison à 3 Hz, a alors été proposée : f ≥ 3 Hz où : T=
21.3
Comportement dynamique des cloisons de grande hauteur
Dès l’ouverture du marché des multiplexes à la fin du XXe siècle, deux principes constructifs différents se sont affrontés : le premier consistait à doter la cloison d’une ossature primaire constituée de profilés de charpente métallique à parois minces(2), l’autre à réaliser une poutre-échelle dont les liaisons entre montants étaient équipées d’une rupture acoustique(3). Un comportement dynamique potentiellement dangereux a été détecté sur une cloison séparative construite suivant
(2) Il s’agit du système Megastil de Placoplatre, contretypé en Maximetal par Lafarge Plâtres et en Knauf GH Futur par Knauf. (3) Prégymetal SLA (aujourd’hui Sinemax).
p 1 = λ ⋅ H2 ⋅ f g ⋅E ⋅I
avec :
1 ; f λ : coefficient dépendant des conditions d’appui du système (fig. 21.3) ; H : hauteur de la cloison (m) ; p : masse linéique de l’élément considéré (N/m) ; g : accélération de la pesanteur (m/s2) ; E : module d’élasticité à considérer (210 000 N/mm2 pour l’acier) ; I : moment d’inertie de la section (m4). T : période propre du système (s) =
(4) Cette méthode consiste à exploiter les vibrations permanentes transmises par le sol aux éléments de construction. Elle exige une instrumentation très sensible et comporte l’avantage de balayer l’ensemble du spectre, sans devoir exciter la cloison de façon potentiellement dangereuse.
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
la section ; ils sont ainsi plus proches d’un encastrement que d’un appui simple. Une analyse au cas par cas, par des personnes connaissant à la fois la mécanique des vibrations et les cloisons étudiées, est nécessaire. Fig. 21.3. Coefficients λ issus de la mécanique vibratoire en fonction des conditions d’appui
21.4
Résistance des cloisons de grande hauteur au cisaillement
REMARQUE Pour une cloison, E · I, notée (ei)cloison (voir § 20.1.2), désigne la raideur de cette cloison, exprimée en N.m2.
21.4.1
Dispositifs de coulisse
La modification du référentiel des cloisons de grande hauteur a retenu le modèle de la poutre biarticulée (λ = 0,636), qui reste aujourd’hui le modèle officiel, dans le calcul de la période propre du système ; ce qui donne : T = 0, 636 × H 2 ⋅
M ≤ 0, 33 s EI
avec : T : période propre de l’élément considéré (s) ; H : hauteur de la cloison (m) ; M : masse linéique de la cloison pour l’élément d’ossature étudié (kg/m) ; EI : raideur (EI)cloison (N.m2) mesurée par essai, de l’élément d’ossature étudié. Cependant, cette formule ne peut s’appliquer à tous les systèmes de cloisons. En effet, comme vu précédemment (voir § 20.1.2.2), le modèle le plus simple de cloison n’est pas articulé en pied sinon en tête. Lorsque les deux parements sont reliés par une ossature commune et comportent une liaison au sol, le modèle d’un encastrement en pied peut être retenu dès lors que le déplacement du centre de gravité sous l’effet des sollicitations normales à la cloison demeure dans son épaisseur initiale. Sans pouvoir afficher un monolithisme total de la cloison, il faut aussi tenir compte du poids des parements, qui tend le plus souvent à ramener la cloison à son point d’origine. En revanche, lorsqu’un résilient acoustique est disposé sous le sabot des montants primaires, non seulement l’appui n’est pas un encastrement, mais il est élastique, donc plus souple qu’en l’absence de résilient(5).
Une cloison de grande hauteur est le plus souvent mise en œuvre dans un grand volume, donc dans une structure d’accueil d’une portée importante, subissant de ce fait de forts déplacements(6), tant vers le haut que vers le bas. En cas de déplacement vers le haut, il y a un risque que la cloison se déchausse ; mais les déplacements les plus importants sont souvent orientés vers le bas et une cloison n’est pas dimensionnée pour supporter le poids d’une charpente. Les dispositifs de coulisse les plus souvent rencontrés sont des rails hauts d’une épaisseur de 10 à 20/10e et dont la largeur des ailes est dimensionnée pour assurer le maintien des montants, tout en autorisant leur glissement dans le rail. Lorsque l’assemblage est réalisé à l’aide de sabots boulonnés, la coulisse est exécutée sous forme de trous oblongs (voir § 21.4.2.1). Le dimensionnement d’un dispositif de coulisse s’effectue ainsi en deux temps (fig. 21.4) : − d’abord, sous sollicitations ultimes, pour prévenir le risque de déchaussement des montants lors d’un déplacement important de la structure d’accueil vers le haut ; − puis, aux états limites de service, pour éviter les risques de chargement indu de la cloison lors d’un déplacement vers le bas. Enfin, en cas d’incendie, la dilatation des montants doit pouvoir être absorbée par le dispositif de coulisse : il faut alors considérer les déformations sous la combinaison des charges en pareil cas, en tenant compte des déformées structurelles.
De la même façon, les dispositifs de coulisse, souvent réalisés en tête des cloisons de grande hauteur, autorisent la dilatation des ossatures et les déplacements verticaux de la structure d’accueil, mais s’opposent à la rotation de
(5) Ce montage a été adopté pour reproduire le phénomène vibratoire et il a remarquablement fonctionné.
(6) Par exemple, la toiture d’un gymnase courant d’une portée de 20 m et assujettie à une condition de flèche au 1/200e de sa portée peut se déformer de : 20 m/200 = 0,1 m, soit 10 cm, en situation de service.
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Table des matières
Sommaire................................................................................................................................................... Préfaces......................................................................................................................................................
5 9
Partie 1
Histoire du plâtre dans la construction........................................................................... 11
1
De la Préhistoire à une première approche scientifique................................................
13
1.1
De la Préhistoire à l’Antiquité.....................................................................................................
13
1.2
Le plâtre au Moyen Âge.................................................................................................................
14
1.3
Les temps modernes : vers une première approche scientifique.....................................
15
2
De la Révolution industrielle au XXe siècle...........................................................................
19
2.1 2.1.1 2.1.2
De l’artisan à l’ingénieur, du métier à l’industrie............................................................. La cuisson du plâtre : du savoir-faire artisanal aux fours industriels.................................................. De l’entreprise artisanale à l’industrie : regroupements des moyens et des capitaux.......................
19
2.2 2.2.1 2.2.2
La plaque de plâtre : du Nouveau Monde à la vieille Europe.................................... Une plaque pour les maisons américaines............................................................................................. Le plasterboard à l’assaut de la vieille Europe......................................................................................
21
3
De l’après-guerre à nos jours : émergence de nouveaux produits semi-finis....
25
3.1 3.1.1 3.1.2
Les produits moulés en plâtre..................................................................................................... Le carreau de plâtre et le carreau de hauteur d’étage......................................................................... Le staff........................................................................................................................................................
25
3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3
La plaque de plâtre.......................................................................................................................... Les premières innovations : bords amincis, ossature métallique et suspente clipsable...................... Nouvelles entreprises, nouveaux métiers................................................................................................ Les premières plaques techniques...........................................................................................................
3.2.3.1
Application incendie................................................................................................................................... 28
3.2.3.2
Application acoustique................................................................................................................................ 29
3.2.3.3
Application dans les locaux humides.......................................................................................................... 30
3.2.4 3.2.5
De l’assaut des grandes hauteurs à une révolution mécanique........................................................... La plaque de 900.....................................................................................................................................
19 21
21 22
25 26 26 26 28 28
30 31
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3
Les produits dérivés de la plaque de plâtre......................................................................... La cloison alvéolaire................................................................................................................................. Le complexe de doublage........................................................................................................................ La plaque de plâtre parachevée..............................................................................................................
Partie 2
Le matériau plâtre......................................................................................................................... 35
4
Fabrication du plâtre........................................................................................................................
37
4.1 4.1.1 4.1.2
Les types de gypses.......................................................................................................................... Gypses naturels......................................................................................................................................... Gypses synthétiques..................................................................................................................................
37
4.1.2.1 4.1.2.2
Phosphogypse............................................................................................................................................. 37 Désulfogypse............................................................................................................................................... 37
4.1.3 4.1.4
La pureté du gypse................................................................................................................................... La radioactivité du gypse et du plâtre....................................................................................................
38
4.2
La cuisson du gypse.........................................................................................................................
38
4.3 4.3.1
Fabrication des produits semi-finis en plâtre....................................................................... Produits moulés semi-finis........................................................................................................................
39
4.3.1.1 4.3.1.2
Staff............................................................................................................................................................. 39 Carreau de plâtre........................................................................................................................................ 40
32 32 32 33
37 37
38
39
4.3.2
Plaques de plâtre......................................................................................................................................
4.3.2.1 4.3.2.2
Carton......................................................................................................................................................... 41 Plaques........................................................................................................................................................ 41
4.3.3
Transformation des plaques.....................................................................................................................
4.3.3.1 4.3.3.2
Produits contrecollés.................................................................................................................................... 42 Découpes et parachèvement....................................................................................................................... 43
4.4
Recyclage du plâtre et économie circulaire........................................................................... Annexe Principales caractéristiques des produits en plâtre.........................................
41
42
43 44
Partie 3
Produits en plâtre.......................................................................................................................... 45
5
Produits en poudre...........................................................................................................................
47
5.1
Généralités............................................................................................................................................
47
5.2 5.2.1 5.2.2
Plâtres de construction et colles à carreaux......................................................................... Plâtres et mortiers...................................................................................................................................... Colles à carreaux de plâtre.....................................................................................................................
48
5.3 5.3.1
Plâtres pour enduit........................................................................................................................... Plâtres pour enduits intérieurs..................................................................................................................
5.3.1.1 5.3.1.2 5.3.1.3
Plâtres manuels............................................................................................................................................ 50 Plâtres pour machines................................................................................................................................. 50 Enduits des peintres..................................................................................................................................... 50
5.3.2
Plâtres pour enduits extérieurs.................................................................................................................
47 49 49 49
50
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Table des matières
5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5
Plâtres techniques.............................................................................................................................. Plâtres incendie (C5)................................................................................................................................. Plâtres acoustiques (C3)........................................................................................................................... Plâtres colorés............................................................................................................................................ Plâtres isolants (C4).................................................................................................................................. Plâtres à forte résistance mécanique.......................................................................................................
51
5.5
Mortiers-colles et adhésifs.............................................................................................................
53
5.6
Anhydrite pour chapes....................................................................................................................
54
5.7
Plâtre pour staff (C1).......................................................................................................................
54
5.8 5.8.1 5.8.2
Enduits de jointoiement pour plaques de plâtre................................................................ Fonctionnement mécanique des joints entre plaques de plâtre............................................................ Enduits à prise ou à séchage...................................................................................................................
54
5.8.2.1 5.8.2.2
Choix de l’enduit selon le type de bande................................................................................................... 55 Choix de l’enduit selon le type de chantier................................................................................................. 55
51 52 52 52 52
54 55
5.8.3
Joints sans bande et enduits airless........................................................................................................
5.8.3.1 5.8.3.2
Joints sans bande........................................................................................................................................ 55 Enduits airless.............................................................................................................................................. 56
6
Produits semi-finis à base de plâtre.........................................................................................
57
6.1 6.1.1 6.1.2
Le carreau de plâtre......................................................................................................................... Généralités................................................................................................................................................. Dimensions et caractéristiques mécaniques des carreaux de plâtre....................................................
57
6.1.2.1 6.1.2.2
Dimensions.................................................................................................................................................. 57 Caractéristiques physiques et chimiques..................................................................................................... 58
6.2 6.2.1 6.2.2
Les produits en staff......................................................................................................................... Produits préfabriqués en staff.................................................................................................................. Produits en staff créés sur chantier..........................................................................................................
6.3 6.3.1 6.3.2
La plaque de plâtre cartonnée.................................................................................................... Constitution et fonctionnement mécanique............................................................................................. Types et caractéristiques...........................................................................................................................
59
6.3.2.1 6.3.2.2 6.3.2.3 6.3.2.4 6.3.2.5 6.3.2.6
Résistance mécanique................................................................................................................................. Dimensions et tolérances............................................................................................................................. Comportement au feu.................................................................................................................................. Dureté superficielle...................................................................................................................................... Plaques hydrofugées................................................................................................................................... Autres types de plaques..............................................................................................................................
60
6.3.3
L’ossature de la plaque de plâtre............................................................................................................
64
6.4 6.4.1
Les plaques transformées.............................................................................................................. Les plaques contrecollées.........................................................................................................................
65
6.4.1.1 6.4.1.2
Plaque avec pare-vapeur............................................................................................................................. 65 Plaque sandwich ou « duo »....................................................................................................................... 66
6.5
Les cloisons alvéolaires...................................................................................................................
55
57 57
58 58 59
59 60 60 61 62 62 63
65
66
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
6.6 6.6.1
Les complexes de doublage......................................................................................................... Comportement au feu des complexes de doublage..............................................................................
6.6.1.1 6.6.1.2
Réaction au feu des complexes de doublage.............................................................................................. 67 Protection des isolants combustibles............................................................................................................ 67
66 67
6.6.2
Comportement thermique et acoustique des complexes de doublage................................................
6.6.2.1 6.6.2.2
Comportement thermique et transfert de vapeur d’eau............................................................................... 67 Comportement acoustique........................................................................................................................... 68
6.6.3 6.6.4
Adhérence et cohésion des complexes de doublage............................................................................ Dimensions des complexes de doublage................................................................................................
6.6.4.1 6.6.4.2 6.6.4.3
Dimensions et tolérances dimensionnelles................................................................................................... 68 Débord de l’isolant...................................................................................................................................... 68 Planéité........................................................................................................................................................ 68
6.6.5
Caractéristiques des complexes de doublage........................................................................................
6.6.5.1 6.6.5.2
Résistance à la flexion................................................................................................................................. 69 Résistance aux chocs................................................................................................................................... 69
6.7
Les plaques de fibres-gypse.........................................................................................................
Partie 4
Mise en œuvre des ouvrages en plâtre.......................................................................... 71
7
Maçonnerie en plâtre.......................................................................................................................
73
7.1 7.1.1
Maçonneries traditionnelles visées par les DTU................................................................. Cloisons et contre-cloisons en maçonnerie de petits éléments hourdés au plâtre..............................
73
7.1.1.1 7.1.1.2 7.1.1.3 7.1.1.4 7.1.1.5
Généralités.................................................................................................................................................. Dimensionnement........................................................................................................................................ Positionnement des raidisseurs.................................................................................................................... Percements et saignées................................................................................................................................ Traitement des bords et des joints...............................................................................................................
74
67
68 68
69
69
74 74 74 74 75
7.1.2
Cloisons et contre-cloisons en carreaux de plâtre.................................................................................
76
7.1.2.1 7.1.2.2 7.1.2.3 7.1.2.4 7.1.2.5
Généralités.................................................................................................................................................. Dimensionnement........................................................................................................................................ Positionnement des raidisseurs.................................................................................................................... Percements et saignées................................................................................................................................ Traitement des bords et des joints...............................................................................................................
76
7.1.3 7.1.4
Plafonds en terre cuite.............................................................................................................................. Conduit de fumée monté au plâtre : un ouvrage à proscrire...............................................................
77
7.2 7.2.1
Ouvrages maçonnés non visés par les DTU......................................................................... Voûtes en briques plâtrières.....................................................................................................................
81
7.2.1.1 7.2.1.2
Ossature des voûtes en pierres de taille et en plâtre.................................................................................. 81 Remplissage des voûtes en briques plâtrières............................................................................................. 81
7.2.2
Escaliers en voûte sarrasine.....................................................................................................................
82
8
Cloisons et contre-cloisons en plaques de plâtre...............................................................
85
8.1 8.1.1
Généralités............................................................................................................................................ Dimensionnement des cloisons................................................................................................................
85
8.1.1.1
Dimensionnement du parement................................................................................................................... 85
76 76 77 77 80
81
85
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Table des matières
8.1.1.2
Dimensionnement de l’ossature................................................................................................................... 86
8.1.2
Préparation de chantier............................................................................................................................
87
8.2 8.2.1
Pose de l’ossature............................................................................................................................. Tracé des cloisons.....................................................................................................................................
88
8.2.1.1 8.2.1.2
Tracé des cloisons droites........................................................................................................................... 88 Tracé des cloisons courbes.......................................................................................................................... 88
8.2.2
Pose des rails.............................................................................................................................................
8.2.2.1 8.2.2.2
Rails bas...................................................................................................................................................... 90 Rails hauts................................................................................................................................................... 90
8.2.3
Pose des montants.....................................................................................................................................
91
8.2.3.1 8.2.3.2 8.2.3.3 8.2.3.4
Pose des montants en partie courante......................................................................................................... Points singuliers........................................................................................................................................... Ossature des contre-cloisons....................................................................................................................... Pose de l’isolant..........................................................................................................................................
91
95
8.2.4
Mise en œuvre des plaques.....................................................................................................................
96
8.2.4.1 8.2.4.2 8.2.4.3
Choix des plaques...................................................................................................................................... 96 Pose des plaques......................................................................................................................................... 97 Vissage des plaques.................................................................................................................................... 97
9
Plafonds en plaques de plâtre.................................................................................................... 101
9.1 9.1.1
Conception mécanique des plafonds........................................................................................ 101 Sécurité mécanique des plafonds............................................................................................................ 101
9.1.1.1 9.1.1.2 9.1.1.3 9.1.1.4 9.1.1.5
Fixation en sous-face de plancher............................................................................................................... 102 Fixation à une poutre métallique................................................................................................................. 102 Fixation à une poutre en bois..................................................................................................................... 102 Couple suspente/profilé.............................................................................................................................. 103 Influence des éléments périphériques et sous-jacents.................................................................................. 103
88
90
92 93
9.1.2
Cas particuliers.......................................................................................................................................... 106
9.1.2.1 9.1.2.2 9.1.2.3 9.1.2.4
Plafonds sans suspentes.............................................................................................................................. 106 Plafonds acoustiques................................................................................................................................... 106 Plafonds doubles......................................................................................................................................... 106 Plafonds extérieurs...................................................................................................................................... 106
9.2 9.2.1
Isolation des plafonds..................................................................................................................... 107 Isolation thermique des plafonds............................................................................................................. 107
9.2.1.1
Importance des suspentes............................................................................................................................ 107
9.2.2
Isolation acoustique des plafonds............................................................................................................ 107
9.2.2.1 9.2.2.2 9.2.2.3
Isolation aux bruits aériens.......................................................................................................................... 107 Bruits de choc.............................................................................................................................................. 107 Transmissions latérales par le plafond........................................................................................................ 107
9.2.3
Absorption acoustique des plafonds....................................................................................................... 108
9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3
Mise en œuvre des plafonds........................................................................................................ 108 Préparation de chantier............................................................................................................................ 108 Début de chantier...................................................................................................................................... 108 Réalisation d’un plafond.......................................................................................................................... 108
9.3.3.1
Pose des suspentes et de l’ossature............................................................................................................. 108 301
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
9.3.3.2 9.3.3.3
Pose de l’isolation et du pare-vapeur.......................................................................................................... 109 Pose des plaques et traitement des joints.................................................................................................... 110
9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.4.4
Plafonds rayonnants électriques................................................................................................ 110 Une contrainte thermique accrue............................................................................................................ 111 Conception et mise en œuvre.................................................................................................................. 111 Mise en service progressive..................................................................................................................... 111 Étiquetage obligatoire.............................................................................................................................. 111
10
Chapes à base de plâtre................................................................................................................ 113
10.1 10.1.1
Chapes coulées à base de plâtre............................................................................................... 113 Généralités................................................................................................................................................. 114
10.1.1.1 10.1.1.2 10.1.1.3
Domaine d’emploi et caractérisation des chapes anhydrites...................................................................... 114 Supports de chape...................................................................................................................................... 115 Mise en œuvre et mise en service............................................................................................................... 116
10.1.2
Humidité..................................................................................................................................................... 118
10.1.2.1 10.1.2.2
Chapes anhydrites et locaux humides......................................................................................................... 118 Humidité accidentelle.................................................................................................................................. 118
10.1.3
Chauffage.................................................................................................................................................. 118
10.1.3.1 10.1.3.2
Chauffage électrique................................................................................................................................... 118 Chauffage par fluide caloporteur................................................................................................................ 119
10.1.4
Revêtements de sol.................................................................................................................................... 119
10.1.4.1 10.1.4.2 10.1.4.3
Sols durs...................................................................................................................................................... 119 Sols souples ou en bois............................................................................................................................... 120 Sols coulés................................................................................................................................................... 120
10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3
Chapes sèches en plâtre................................................................................................................. 120 Domaine d’emploi..................................................................................................................................... 120 Supports de chape.................................................................................................................................... 120 Mise en œuvre de la chape et pose du revêtement.............................................................................. 120
11
Complexes de doublage, cloisons alvéolaires et plaques collées............................. 121
11.1 11.1.1
Complexes de doublage................................................................................................................. 121 Traitement de l’humidité........................................................................................................................... 121
11.1.1.1 11.1.1.2 11.1.1.3 11.1.1.4
Pénétration d’humidité par les façades....................................................................................................... 121 Précautions à prendre dans le bâti ancien.................................................................................................. 122 Humidité produite dans le bâtiment............................................................................................................ 122 Transferts d’humidité au travers d’une paroi complète................................................................................ 122
11.1.2
Risques incendie et acoustique................................................................................................................ 122
11.1.2.1 11.1.2.2
Risque incendie........................................................................................................................................... 122 Considération acoustique............................................................................................................................ 122
11.1.3
Pose d’un complexe de doublage collé.................................................................................................. 122
11.1.3.1 11.1.3.2
Préparation du chantier et des panneaux................................................................................................... 124 Mise en œuvre............................................................................................................................................ 124
11.1.4
Pose d’un complexe de doublage vissé.................................................................................................. 125
11.1.4.1 11.1.4.2
Vissage sur ossature.................................................................................................................................... 125 Vissage sur tasseaux................................................................................................................................... 126
302
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Table des matières
11.2 11.2.1 11.2.2
Cloisons alvéolaires.......................................................................................................................... 127 Cloisons visées........................................................................................................................................... 127 Mise en œuvre d’une cloison alvéolaire................................................................................................. 127
11.3
Plaques de plâtre collées............................................................................................................... 128
11.4
Gaines techniques sandwiches................................................................................................... 128
12
Enduits et éléments décoratifs en plâtre................................................................................ 129
12.1 12.1.1
Enduits intérieurs et plafonds en plâtre.................................................................................. 129 Supports de l’enduit ou du plafond........................................................................................................ 129
12.1.1.1 12.1.1.2
Supports continus........................................................................................................................................ 129 Supports non continus................................................................................................................................. 130
12.1.2
Enduits en plâtre....................................................................................................................................... 131
12.1.2.1 12.1.2.2 12.1.2.3
Enduits courants.......................................................................................................................................... 131 Enduits dans les locaux humides................................................................................................................. 132 Applications techniques............................................................................................................................... 132
12.2 12.2.1 12.2.2
Enduits extérieurs en plâtre......................................................................................................... 132 Façades en plâtre...................................................................................................................................... 132 Applications extérieures des plaques de plâtre..................................................................................... 134
12.2.2.1 12.2.2.2
Façades légères en plaques de béton ou de plâtre.................................................................................... 134 Plafonds extérieurs abrités en plâtre........................................................................................................... 134
12.3 12.3.1 12.3.2 12.3.3
Décors en staff.................................................................................................................................... 135 Plafonds en staff........................................................................................................................................ 135 Conduits en staff....................................................................................................................................... 136 Décors en staff, en stuc et en plâtre........................................................................................................ 136
12.4 12.4.1 12.4.2
Plaques de plâtre décoratives..................................................................................................... 137 Corniches préfabriquées.......................................................................................................................... 137 Parachèvement des plaques de plâtre.................................................................................................... 137
12.4.2.1 12.4.2.2 12.4.2.3
Prédécoupage............................................................................................................................................. 138 Préformage.................................................................................................................................................. 138 Formes préfabriquées.................................................................................................................................. 138
13
Finitions des ouvrages en plaques de plâtre, fixations et revêtements ultérieurs................................................................................................................................................ 139
13.1 13.1.1 13.1.2
Finitions des ouvrages en plâtre................................................................................................ 139 Finitions du plâtre..................................................................................................................................... 139 Joints entre plaques de plâtre.................................................................................................................. 139
13.1.2.1 13.1.2.2 13.1.2.3 13.1.2.4
Traitement des plaques par bandes et joints............................................................................................... 139 Cas particulier des joints au dos des plaques............................................................................................. 140 Les bords transversaux chanfreinés, une astuce italienne............................................................................ 140 Joints sans bande........................................................................................................................................ 140
13.1.3
Niveaux de finition................................................................................................................................... 141
13.1.3.1 13.1.3.2
Niveau Q1.................................................................................................................................................. 141 Niveau Q2.................................................................................................................................................. 141 303
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
13.1.3.3 13.1.3.4
Niveau Q3.................................................................................................................................................. 141 Niveau Q4.................................................................................................................................................. 141
13.2 13.2.1 13.2.2 13.2.3
Fixations dans les ouvrages en plaques de plâtre........................................................... 141 Charges admises....................................................................................................................................... 141 Fixations prévues à l’avance : incorporation de renforts...................................................................... 142 Fixations réalisées après coup, sans renforts......................................................................................... 142
13.3 13.3.1
Revêtements des ouvrages en plâtre....................................................................................... 143 Revêtements des ouvrages en plâtre....................................................................................................... 143
13.3.1.1 13.3.1.2 13.3.1.3 13.3.1.4
Peinture intérieure........................................................................................................................................ 143 Peinture extérieure....................................................................................................................................... 143 Papier peint................................................................................................................................................. 143 Revêtement dur (carrelage, pâte de verre, pierre naturelle, etc.)................................................................ 144
13.3.2
Revêtements des ouvrages en plaques de plâtre................................................................................... 144
13.3.2.1 13.3.2.2 13.3.2.3
Peinture........................................................................................................................................................ 144 Papier peint................................................................................................................................................. 144 Revêtement dur............................................................................................................................................ 145
13.3.3
Revêtements des maçonneries en plâtre................................................................................................. 146
Partie 5
Protection et résistance du plâtre....................................................................................... 149
14
Protection incendie............................................................................................................................ 151
14.1 14.1.1
Généralités............................................................................................................................................ 151 Le plâtre et le feu....................................................................................................................................... 151
14.1.1.1 14.1.1.2
Le feu........................................................................................................................................................... 151 Le plâtre et le feu......................................................................................................................................... 151
14.1.2
Réaction au feu, résistance au feu et courbes d’échauffement............................................................. 152
14.1.2.1 14.1.2.2 14.1.2.2 14.1.2.3
Réaction au feu et résistance au feu............................................................................................................ 152 Réaction au feu des produits en plâtre........................................................................................................ 152 Résistance au feu des ouvrages en plâtre................................................................................................... 154 Courbes d’échauffement normalisées.......................................................................................................... 154
14.1.3
Aspects pratiques...................................................................................................................................... 156
14.1.3.1 14.1.3.2
Propriétés du plâtre et pureté du gypse...................................................................................................... 156 Formulation des produits en plâtre résistant au feu..................................................................................... 156
14.2 14.2.1
Comportement des enduits et maçonneries en plâtre exposés au feu................... 157 Comportement au feu des enduits........................................................................................................... 157
14.2.1.1 14.2.1.2
Comportement au feu des enduits sur maçonnerie..................................................................................... 157 Comportement au feu des enduits sur lattis ou treillis........................................................................................ 157
14.2.2
Comportement des maçonneries............................................................................................................. 158
14.2.2.1 14.2.2.2
Comportement des murs et cloisons............................................................................................................ 158 Comportement des plafonds et des voûtes.................................................................................................. 158
14.3 14.3.1
Comportement des systèmes en plaques de plâtre exposés au feu........................ 159 Cloisons résistant au feu........................................................................................................................... 159
14.3.1.1 14.3.1.2 14.3.1.3
Cloisons sur ossature bois........................................................................................................................... 159 Cloisons sur ossature métallique.................................................................................................................. 160 Membranes de protection verticales........................................................................................................... 161
304
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Table des matières
14.3.1.4
Incorporations de boîtiers............................................................................................................................ 162
14.3.2
Plafonds résistant au feu........................................................................................................................... 162
14.3.2.1
Essais possibles........................................................................................................................................... 162
14.3.2.2
Jonctions entre une cloison et un plafond.................................................................................................... 163
14.3.2.3
Plafond sous un plancher en béton............................................................................................................. 163
14.3.2.4
Plafond sous un plancher ou une toiture en bois........................................................................................ 167
14.3.2.5
Plafond sous une ossature métallique.......................................................................................................... 167
14.3.3
Gaines techniques en plaques de plâtre................................................................................................ 167
14.3.3.1
Gaines techniques verticales....................................................................................................................... 168
14.3.3.2
Gaines techniques horizontales................................................................................................................... 168
14.3.4 14.3.5
Conduits en plâtre..................................................................................................................................... 168 Protection des structures à l’aide de plâtre............................................................................................ 168
14.3.5.1
Protection des structures en acier................................................................................................................ 168
14.3.5.2
Protection des structures en bois.................................................................................................................. 169
14.3.5.3
Protection des structures et planchers en béton........................................................................................... 169
14.3.6
Protection des isolants à l’aide de complexes de doublage................................................................. 170
14.3.6.1
Solutions applicables dans les bâtiments d’habitation................................................................................ 171
14.3.6.2
Solutions applicables dans les ERP............................................................................................................. 171
15
Le plâtre et l’acoustique................................................................................................................. 175
15.1 15.1.1
Notions d’acoustique....................................................................................................................... 175 Les bruits et leurs transmissions............................................................................................................... 175
15.1.1.1
Notions sur le son....................................................................................................................................... 175
15.1.1.2
Transmission du son.................................................................................................................................... 176
15.1.2
Utilisation des essais et des études acoustiques..................................................................................... 178
15.1.2.1
Utilisation des essais d’absorption acoustique............................................................................................ 178
15.1.2.2
Utilisation des essais d’affaiblissement acoustique...................................................................................... 179
15.1.3
Loi de masse et fonctionnement masse-ressort-masse........................................................................... 180
15.1.3.1
Loi de masse et fréquence critique.............................................................................................................. 180
15.1.3.2
Système masse-ressort-masse....................................................................................................................... 181
15.2 15.2.1
L’acoustique et les systèmes en plaques de plâtre........................................................... 181 Indices d’affaiblissement acoustique de certains systèmes courants.................................................... 182
15.2.1.1
Cloisons....................................................................................................................................................... 182
15.2.1.2
Contre-cloisons............................................................................................................................................ 184
15.2.1.3
Plafonds sous planchers.............................................................................................................................. 184
15.2.1.4
Plafonds sous toitures.................................................................................................................................. 185
15.2.1.5
Parois filantes.............................................................................................................................................. 185
15.2.2 15.2.3
Absorption acoustique des systèmes en plaques de plâtre................................................................... 185 Utilisation des systèmes anti-vibratiles.................................................................................................... 186
15.2.3.1
Systèmes anti-vibratiles en plafond.............................................................................................................. 186
15.2.3.3
Systèmes anti-vibratiles en cloison et en contre-cloison............................................................................... 188
15.2.4
Exemples de traitements acoustiques...................................................................................................... 188
15.2.4.1
Diffusivité acoustique................................................................................................................................... 188
15.2.4.2
Réseaux....................................................................................................................................................... 188
15.2.4.3
Îlots acoustiques.......................................................................................................................................... 189 305
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
16
Le plâtre et l’humidité..................................................................................................................... 191
16.1 16.1.1
Le plâtre et l’humidité des façades........................................................................................... 191 Pénétration d’eau par les façades : typologie des murs....................................................................... 191
16.1.1.1 16.1.1.2 16.1.1.3
Murs avec isolation par l’intérieur............................................................................................................... 191 Murs avec isolation par l’extérieur.............................................................................................................. 193 Choix des murs en fonction de leur exposition........................................................................................... 193
16.1.2 16.1.3 16.1.4
Doublage de murs..................................................................................................................................... 194 Complexes de doublages......................................................................................................................... 194 Cas des façades légères........................................................................................................................... 194
16.2 16.2.1
Le plâtre et l’humidité capillaire................................................................................................. 195 Le plâtre et les murs anciens.................................................................................................................... 195
16.2.1.1 16.2.1.2 16.2.1.3
La plaque de plâtre collée au mur : une bonne idée… mais pas toujours................................................. 196 Le complexe de doublage étanche à la vapeur d’eau : une fausse bonne idée........................................ 196 Retour aux traditions : enduit en plâtre et peinture microporeuse............................................................... 196
16.2.2
Le plâtre et les sols anciens...................................................................................................................... 196
16.3 16.3.1
Le plâtre et l’humidité des locaux............................................................................................. 197 Généralités................................................................................................................................................. 197
16.3.1.1 16.3.1.2
Humidité relative et projections d’eau......................................................................................................... 197 Classement des locaux vis-à-vis de l’humidité............................................................................................. 197
16.3.2
Ouvrages en plâtre dans les locaux EB.................................................................................................. 198
16.3.2.1 16.3.2.2 16.3.2.3
Enduits en plâtre.......................................................................................................................................... 198 Carreaux de plâtre...................................................................................................................................... 198 Plaques de plâtre........................................................................................................................................ 198
16.3.3
Ouvrages en plâtre dans les locaux EB + p........................................................................................... 198
16.3.3.1 16.3.3.2 16.3.3.3
Enduits en plâtre.......................................................................................................................................... 198 Carreaux de plâtre...................................................................................................................................... 198 Cloisons et contre-cloisons en plaques de plâtre......................................................................................... 198
16.3.4 16.3.5
Ouvrages en plâtre dans les locaux EB + c........................................................................................... 200 Ouvrages en plâtre dans les locaux EC................................................................................................. 202
16.3.5.1 16.3.5.2
Fluage......................................................................................................................................................... 202 Développements fongiques ou bactériens................................................................................................... 202
16.3.6
Le plâtre et les ouvrages pare-vapeur..................................................................................................... 203
16.4 16.4.1
Le plâtre en usage extérieur........................................................................................................ 203 Plafonds extérieurs abrités en plâtre....................................................................................................... 203
16.4.1.1 16.4.1.2
Premiers plafonds extérieurs en plâtre........................................................................................................ 203 DTA de plafonds extérieurs en plâtre.......................................................................................................... 203
16.4.2
Façades en plâtre...................................................................................................................................... 205
16.4.2.1 16.4.2.2
Enduits extérieurs en plâtre......................................................................................................................... 205 Façades légères en plaques de plâtre........................................................................................................ 206
16.5 16.5.1 16.5.2
Exposition ponctuelle du plâtre à l’humidité....................................................................... 207 Ouvrages en plâtre exposés à une inondation...................................................................................... 207 Ouvrages en plâtre exposés à l’eau lors d’un chantier........................................................................ 207
16.5.2.1 16.5.2.2
Cloisons ayant subi la pluie........................................................................................................................ 207 Développements fongiques en cours de chantier........................................................................................ 207
306
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Table des matières
16.5.2.3
Plafonds en plâtre et chapes fluides............................................................................................................ 208
16.5.2.4
Chapes anhydrites inondées durant un chantier......................................................................................... 208
16.6 16.6.1 16.6.2
Humidité apportée par le plâtre................................................................................................ 208 Humidité apportée par les chapes anhydrites....................................................................................... 208 Humidité apportée par les planchers, plafonds et enduits en plâtre................................................... 208
16.6.2.1
Exemple d’un plancher détruit..................................................................................................................... 208
16.6.2.2
Cas des caves à vin.................................................................................................................................... 208
Partie 6
Organisation de chantier et réhabilitation................................................................... 209
17
Organisation de chantier............................................................................................................... 211
17.1 17.1.1
Étude et préparation de chantier............................................................................................... 211 Étude de chantier...................................................................................................................................... 211
17.1.1.1
Métré........................................................................................................................................................... 211
17.1.1.2
Systèmes techniques.................................................................................................................................... 211
17.1.1.3
Approvisionnement et stockage................................................................................................................... 211
17.1.2
Préparation de chantier............................................................................................................................ 211
17.2 17.2.1 17.2.2 17.2.3
Réception du chantier...................................................................................................................... 212 Mise hors d’eau et hors d’air.................................................................................................................. 212 Coordination avec les autres lots............................................................................................................ 212 Stockage et manutention des produits.................................................................................................... 213
18
Exemples de rénovation et de réutilisation d’ouvrages en plâtre............................ 215
18.1 18.1.1 18.1.2 18.1.3 18.1.4
Exemple de transformation de cloisons distributives en cloisons séparatives.... 215 Isolation acoustique dans l’existant......................................................................................................... 215 Dimensionnement mécanique.................................................................................................................. 215 Résistance au feu....................................................................................................................................... 216 Mise en œuvre.......................................................................................................................................... 216
18.2 18.2.1
Exemple de renforcement de l’isolation thermique et du confort d’été d’un plafond existant sous rampant....................................................................................... 216 Diagnostic.................................................................................................................................................. 216
18.2.1.1
La solution thermique................................................................................................................................... 216
18.2.1.2
Vérification mécanique................................................................................................................................ 216
18.2.2
Découverte en cours de chantier............................................................................................................. 217
18.3 18.3.1
Renforcement de l’isolation d’un comble....................................................................................... 217 Diagnostic thermique................................................................................................................................ 217
18.3.1.1
Isolation existante........................................................................................................................................ 217
18.3.1.2
By-pass et ponts thermiques........................................................................................................................ 217
18.3.2
Diagnostic mécanique.............................................................................................................................. 217
18.3.2.1
Diagnostic des suspentes : une priorité....................................................................................................... 217
18.3.2.2
Les fourrures : inchangeables, mais… parfois redimensionnables.............................................................. 218 307
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
Partie 7
Méthodes de calcul des ouvrages en plâtre................................................................ 219
19
Éléments de mécanique des ouvrages en plâtre................................................................ 221
19.1 19.1.1
Un « dimensionnement » expérimental : les essais de chocs...................................... 221 Exigences de sécurité................................................................................................................................ 222
19.1.1.1 19.1.1.2 19.1.1.3
Résistance aux chocs de sécurité d’une cloison.......................................................................................... 222 Calcul et mesure de l’énergie de choc lors d’un essai................................................................................ 222 Cloisons situées en bord de trémie............................................................................................................. 222
19.1.2
Exigences de service................................................................................................................................. 223
19.1.2.1 19.1.2.2 19.1.2.3
Différents chocs de service.......................................................................................................................... 223 Analyse des essais de chocs de service...................................................................................................... 224 Essai de battement de porte........................................................................................................................ 224
19.2 19.2.1
Portes dans les cloisons en plaques de plâtre.................................................................... 225 Renforts des portes légères, lourdes et très lourdes............................................................................... 225
19.2.1.1 19.2.1.2 19.2.1.3 19.2.1.4
Classement des portes................................................................................................................................. 225 Portes légères.............................................................................................................................................. 225 Portes lourdes.............................................................................................................................................. 225 Portes très lourdes....................................................................................................................................... 226
19.2.2
Portes à deux vantaux.............................................................................................................................. 226
19.3 19.3.1
Contreventement en plaques de plâtre................................................................................... 226 Contreventement de maisons................................................................................................................... 226
19.3.1.1 19.3.1.2 19.3.1.3
Effets d’une inondation................................................................................................................................ 227 Sécurité vis-à-vis de la ruine........................................................................................................................ 227 Cas de l’incendie........................................................................................................................................ 227
19.3.2
Structures indépendantes.......................................................................................................................... 227
19.3.2.1 19.3.2.2
Plafond d’une « boîte dans la boîte »......................................................................................................... 227 Dimensionnement d’une « boîte dans la boîte »......................................................................................... 228
20
Calcul des cloisons et contre-cloisons de hauteur courante.......................................... 229
20.1 20.1.1 20.1.2
Historique.............................................................................................................................................. 229 Les prémisses : dimensionnements issus du DTU 25.41 (1981)........................................................... 229 Une première réflexion............................................................................................................................. 230
20.1.2.1 20.1.2.2 20.1.2.3 20.1.2.4
Collaboration plâtre/acier.......................................................................................................................... 230 Essais comparatifs entre les plaques NF et CE........................................................................................... 230 Réalisation actuelle des essais de flexion sur une cloison........................................................................... 231 De l’innovation partagée à une première concurrence............................................................................... 232
20.1.3
Première publication officielle.................................................................................................................. 232
20.1.3.1 20.1.3.2 20.1.3.3 20.1.3.4
Publication du premier DTA (2008)............................................................................................................ 232 Publication dans le NF DTU 25.41 (2012)................................................................................................. 233 L’invention de la BA 18/900...................................................................................................................... 233 Parements composites (ou asymétriques) et contre-cloisons......................................................................... 233
20.2 20.2.1
Dimensionnement des cloisons distributives........................................................................ 234 Calcul en service....................................................................................................................................... 234
20.2.1.1 20.2.1.2
Calcul de la raideur d’une section associée à un montant......................................................................... 234 Dimensionnement de la cloison proprement dite......................................................................................... 235
308
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Table des matières
20.2.2 20.2.3
Autres applications possibles................................................................................................................... 235 Résistance au vent extrême...................................................................................................................... 235
20.3 20.3.1 20.3.2
Dimensionnement des cloisons séparatives.......................................................................... 236 État actuel des connaissances sur le fonctionnement mécanique des cloisons séparatives en service................................................................................................................................................... 238 Dimensionnement des cloisons séparatives relevant de DTA................................................................ 238
20.4 20.4.1
Dimensionnement des contre-cloisons..................................................................................... 239 Dimensionnement des contre-cloisons sur fourrures.............................................................................. 239
20.4.1.1
Contre-cloisons sur fourrures verticales avec appuis intermédiaires............................................................ 239
20.4.1.2
Contre-cloisons sur fourrures horizontales................................................................................................... 239
20.4.2 20.4.3
Dimensionnement des contre-cloisons sur montants sans appuis intermédiaires............................... 241 Dimensionnement des contre-cloisons sur montants avec appuis intermédiaires............................... 242
21
Comportement mécanique et calcul des cloisons de grande hauteur..................... 243
21.1
Définition et domaine d’emploi des cloisons de grande hauteur.............................. 243
21.2 21.2.1
Le référentiel des cloisons de grande hauteur.................................................................... 243 Définition des locaux................................................................................................................................ 243
21.2.1.1
Locaux étanches classés P0......................................................................................................................... 243
21.2.1.2
Locaux classés P1 à faible perméabilité..................................................................................................... 243
21.2.1.3
Locaux classés P2 à moyenne perméabilité................................................................................................ 243
21.2.1.4
Locaux classés P3 à forte perméabilité....................................................................................................... 244
21.2.2 21.2.3
Pression à retenir en fonction du local.................................................................................................... 244 Critères à retenir....................................................................................................................................... 244
21.2.3.1
État limite ultime (ELU)................................................................................................................................. 244
21.2.3.2
État limite de service (ELS)........................................................................................................................... 244
21.2.3.3
Déformation à 1,50 m du sol...................................................................................................................... 244
21.2.1.4
Comportement aux chocs............................................................................................................................ 245
21.3
Comportement dynamique des cloisons de grande hauteur....................................... 245
21.4 21.4.1 21.4.2
Résistance des cloisons de grande hauteur au cisaillement......................................... 246 Dispositifs de coulisse............................................................................................................................... 246 Résistance des appuis ou des dispositifs de coulisse au cisaillement.................................................. 247
21.4.2.1
Cas des montants boulonnés à des sabots métalliques............................................................................... 247
21.4.2.2
Essai de résistance d’un dispositif de coulisse au cisaillement.................................................................... 247
21.4.3
Résistance intrinsèque des cloisons au cisaillement............................................................................... 248
21.4.3.1
Cloisons séparatives à ossatures liaisonnées par des entretoises en plaques de plâtre............................. 248
21.4.3.2
Cloisons séparatives à ossatures liaisonnées par une âme continue en plaques de plâtre........................ 248
21.4.3.3
Cloisons à ossatures en forme de poutre-échelle........................................................................................ 249
21.4.3.4
Cloisons de type Prégymétal SLA ou Sinémax............................................................................................ 249
21.5
Dimensionnement des cloisons de grande hauteur ou soumises à de fortes pressions....................................................................................................................... 249 Référentiel des cloisons de grande hauteur............................................................................................ 249 Sécurité des cloisons de grande hauteur durant le chantier................................................................. 250
21.5.1 21.5.2
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Traité de plâtrerie du bâtiment – Techniques traditionnelles et modernes
22
Calcul des plafonds en plaques de plâtre............................................................................. 251
22.1 22.1.1 22.1.2 22.1.3 22.1.4 22.1.5
Règles générales de dimensionnement des plafonds...................................................... 251 Sécurité mécanique d’un plafond............................................................................................................ 251 Détermination de la charge par suspente.............................................................................................. 251 Dimensionnement des ossatures simples................................................................................................. 252 Dimensionnement des ossatures primaires............................................................................................. 252 Influence des éléments périphériques et sous-jacents............................................................................ 253
22.2
Dimensionnement des plafonds sans suspentes................................................................ 254
22.3
Dimensionnement des plafonds acoustiques....................................................................... 256
22.4
Dimensionnement des plafonds doubles................................................................................... 257
22.5
Dimensionnement des plafonds de grande portée........................................................... 257
22.6
Dimensionnement des plafonds extérieurs........................................................................... 258
23
Justification parasismique des ouvrages de plâtrerie..................................................... 261
23.1 23.1.1
Généralités............................................................................................................................................ 261 Rappels sur le risque sismique................................................................................................................. 261
23.1.1.1 23.1.1.2
Qu’est-ce qu’un séisme ?............................................................................................................................. 261 Notions d’inégalités géographiques et de probabilités.............................................................................. 261
23.1.2
La réglementation parasismique française............................................................................................. 261
23.1.2.1 23.1.2.2 23.1.2.3
Carte française du risque sismique............................................................................................................. 261 Catégories d’importance des bâtiments...................................................................................................... 262 Bâtiments devant faire l’objet d’une vérification parasismique................................................................... 262
23.1.2
Règles techniques applicables................................................................................................................. 262
23.1.2.1 23.1.2.2
Justification des ouvrages en plâtre soumis à une action sismique horizontale.......................................... 265 Justification des ouvrages en plâtre soumis à une action sismique verticale............................................... 266
23.2 23.2.1
Comportement parasismique des ouvrages en plâtre.................................................... 268 Cloisons distributives................................................................................................................................. 268
23.2.1.1 23.2.1.2 23.2.1.3 23.2.1.4
Cas général................................................................................................................................................. 268 Cloisons distributives recevant un revêtement lourd.................................................................................... 269 Cloisons distributives avec charges accrochées.......................................................................................... 269 Cloisons distributives avec charges excentrées........................................................................................... 270
23.2.2 23.2.3 23.2.4 23.2.5 23.2.7 23.2.8
Cloisons séparatives et contre-cloisons................................................................................................... 270 Cloisons de grande hauteur comportant un dispositif de coulisse....................................................... 271 Cloisons alvéolaires.................................................................................................................................. 271 Comportement parasismique des plafonds en plaques de plâtre........................................................ 271 Comportement parasismique des complexes de doublage en plaques de plâtre.............................. 272 Comportement parasismique des plafonds en staff.............................................................................. 272
Vers l’avenir............................................................................................................................................... 275 Glossaire.................................................................................................................................................... 277 Références................................................................................................................................................. 285 Index.......................................................................................................................................................... 289
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De la fabrication du produit jusqu’à sa mise en œuvre sous toutes ses formes, cet ouvrage, richement illustré, rassemble l’ensemble des connaissances relatives à l’utilisation du plâtre dans le bâtiment, en traitant aussi bien des techniques traditionnelles que modernes, et répond aux nombreuses situations rencontrées sur les chantiers. Il détaille ainsi : − l’histoire du plâtre dans la construction, depuis ses premières utilisations jusqu’à aujourd’hui ; − les étapes de sa fabrication, ses propriétés et ses caractéristiques ; − les produits plâtriers en poudre (plâtre à maçonner, à projeter, mortier-colle, plâtre technique et enduit) et semi-finis (carreau et plaque de plâtre, cloison alvéolaire) ; − la mise en œuvre des ouvrages en plâtre : maçonnerie, cloison et contre-cloison, plafond, chape, complexe de doublage, enduit et élément décoratif (plâtre, stuc et staff) ; − les différents degrés de protection au feu, à l’eau et acoustique des ouvrages ; − l’organisation d’un chantier ainsi que les conditions de réutilisation des ouvrages en plâtre dans le cadre d’une réhabilitation ou d’une rénovation ; − les méthodes de calcul des ouvrages (mécanique générale, cloisons et cloisons de grande hauteur, plafonds et comportement des ouvrages en cas de séisme). Ce guide exhaustif s’adresse à ceux qui mettent en œuvre directement ou indirectement du plâtre, comme les entrepreneurs ou les artisans, qui y découvriront toutes les techniques à appliquer sur les chantiers. Il est aussi destiné aux spécialistes, plaquistes, plâtriers, staffeurs, décorateurs d’intérieur, ainsi qu’aux prescripteurs tels que les architectes et ingénieurs, qui y trouveront la description des dispositions constructives pour réaliser des ouvrages courants ou complexes.
Louis-Eric Salembier est expert près la cour d’appel d’Amiens et la cour administrative d’appel de Douai. Consultant dans le domaine de la construction, il est également membre de diverses commissions de normalisation et du Groupe spécialisé n° 9 (« Cloisons, doublages et plafonds ») de la Commission chargée de formuler des avis techniques (CCFAT) et préside la commission Afnor/P92 (« Comportement au feu »).
Sommaire Partie 1. Histoire du plâtre dans la construction : De la Préhistoire à une première approche scientifique – De la Révolution industrielle au XXe siècle – De l’après-guerre à nos jours : émergence de nouveaux produits semi-finis Partie 2. Le matériau plâtre : Fabrication du plâtre – Principales caractéristiques des produits en plâtre
Traité de plâtrerie du bâtiment Techniques traditionnelles et modernes
Partie 3. Produits en plâtre : Produits en poudre – Produits semi-finis à base de plâtre Partie 4. Mise en œuvre des ouvrages en plâtre : Maçonnerie en plâtre – Cloisons et contre-cloisons en plaques de plâtre – Plafonds en plaques de plâtre – Chapes à base de plâtre – Complexes de doublage, cloisons alvéolaires et plaques collées – Enduits et éléments décoratifs en plâtre – Finitions des ouvrages en plaques de plâtre, fixations et revêtements ultérieurs Partie 5. Protection et résistance du plâtre : Protection incendie – Le plâtre et l’acoustique – Le plâtre et l’humidité Partie 6. Organisation de chantier et réhabilitation : Organisation de chantier – Exemples de rénovation et de réutilisation d’ouvrages en plâtre Partie 7. Méthodes de calcul des ouvrages en plâtre : Éléments de mécanique des ouvrages en plâtre – Calcul des cloisons et contre-cloisons de hauteur courante – Comportement mécanique et calcul des cloisons de grande hauteur – Calcul des plafonds en plaques de plâtre – Justification parasismique des ouvrages de plâtrerie
Louis-Eric Salembier
Le plâtre, matériau géosourcé utilisé depuis des millénaires dans la construction, est apprécié pour ses qualités hygrothermiques, acoustiques et son incombustibilité ; il est employé tant à l’intérieur (cloison, plafond, chape, décor) qu’à l’extérieur (enduit, sous-face et contreventement de façade). Sous la forme de staff ou de stuc, il participe également à la mise en œuvre de nombreux éléments décoratifs tels que moulures, parements, corniches. Aujourd’hui, la filière du plâtre, soucieuse des enjeux de transition environnementale, met en avant les principaux atouts du matériau – une fabrication locale et une recyclabilité à l’infini – pour continuer de développer de nouveaux produits plus performants, légers, économes en énergie, et en proposer de nouvelles applications.
Traité de plâtrerie du bâtiment
Traité de plâtrerie du bâtiment
Louis-Eric Salembier
ISBN 978-2-281-14679-0
Photographie de couverture : Îlots Belgique, Barillet & Kléber, La Garenne-Colombes, 2014 (architectes : Foster + Partners / Arte Charpentier ; réalisation : Île de France Plâtrerie) © Cyrille Castel
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