L'invention concerne en général le domaine des
planchers surélevés.
Plus précisément, l'invention concerne un plancher
surélevé destiné à être installé à une certaine hauteur
au-dessus d'un sol, ce plancher comprenant des pieds
reposant sur le sol disposés suivant plusieurs lignes
parallèles à une direction longitudinale, des longerons
longitudinaux reposant sur les pieds et disposés suivant
lesdites lignes parallèles, des traverses transversales
s'étendant entre les longerons, et des dalles reposant au
moins sur les longerons et les traverses.
Des planchers de ce type sont connus depuis plus de
40 ans. Comme le montre la figure 1, ils comprennent
typiquement des pieds disposés en damier, portant des
têtes de support de hauteurs réglables par rapport au
sol. Les longerons et les traverses sont fixés par leurs
extrémités respectives sur les têtes de support. Les
dalles sont carrées et présentent toutes les mêmes
dimensions. Chacune repose par ses coins sur quatre têtes
de support, et par ses bords sur deux longerons et deux
traverses.
Les traverses et les longerons sont identiques et
sont des profilés à section en créneau. Les faces
inférieures des dalles reposent sur les côtés supérieurs
des profilés, de telle sorte que ces profilés s'étendent
entièrement sous les dalles.
Ces planchers présentent de nombreux défauts.
Ils présentent une épaisseur importante, égale à la
somme de la hauteur des profilés et de l'épaisseur des
dalles.
La section libre disponible entre le sol et la face
inférieure des dalles pour faire passer des câbles, des
gaines ou des tuyaux, est diminuée par la hauteur des
profilés. Quand les dalles sont installées très bas, il
peut devenir impossible à certains endroits de faire
passer les gaines ou les tuyaux de gros diamètres.
Pour des raisons d'économie, les traverses et les
longerons utilisés sont identiques, ce qui impose aux
dalles une forme carrée et une taille uniforme.
Enfin, la résistance mécanique d'un tel plancher
est modérée, en particulier le long des bords des dalles,
et ce malgré la présence des traverses et des longerons.
Pour supporter une charge importante, il est nécessaire
de choisir des dalles de forte épaisseur et de disposer
celles-ci dans un bac métallique enveloppant entièrement
la face inférieure et les bords de la dalle. Ainsi, pour
une charge de 1200 kilogramme par mètre carré de
plancher, on adoptera des dalles présentant typiquement
une épaisseur de 30 millimètres, enveloppées dans un bac
en acier d'épaisseur 5/10 de millimètre. Le coût d'un tel
plancher est élevé.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but
de présenter un concept de plancher surélevé qui rompt
radicalement avec le type de plancher utilisé depuis 40
ans, et qui permet de pallier les défauts mentionnés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif de l'invention, par
ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne
le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé
en ce que les longerons sont des profilés comprenant une
âme centrale longitudinale, et deux ailes longitudinales
s'étendant transversalement à partir d'une partie
inférieur de l'âme centrale des deux côtés transversaux
opposés de cette âme, les dalles reposant sur les ailes
des longerons.
Dans un mode de réalisation possible de
l'invention, les longerons sont des profilés en Ω, l'âme
centrale présentant une section en U ouverte vers le sol,
cette section présentant des extrémités opposées
prolongées transversalement vers l'extérieur du U par les
ailes.
Avantageusement, les âmes centrales des longerons
présentent une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur
des dalles, de telle sorte que ces âmes centrales
s'étendent dans l'épaisseur des dalles.
De préférence, les pieds comprennent chacun une
base reposant sur le sol, une tige filetée s'étendant à
partir de la base dans une direction verticale
sensiblement perpendiculaire aux directions longitudinale
et transversale, et une plaque de support présentant un
orifice fileté dans lequel la tige filetée est engagée,
les longerons reposant sur les plaques de support par
leurs ailes respectives.
En outre, la tige filetée présente une extrémité
libre engagée dans l'âme centrale du longeron.
Par exemple, les deux ailes opposées des longerons
comprennent chacune un rebord longitudinal dressé vers le
sol, les plaques de support étant disposées entre les
rebords dressés des deux ailes opposées d'un même
longeron.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les
traverses présentent la même forme générale que les
longerons, les dalles reposant également sur les ailes
des traverses.
Dans ce cas, les traverses reposent par des
extrémités respectives sur les ailes des longerons.
On précisera encore ici que les longerons et les
traverses sont réalisés de préférence en acier
d'épaisseur un millimètre au minimum.
Avantageusement, les âmes centrales des longerons
et/ou des traverses présentent des sections de formes
générales parallépipédiques ou trapézoïdales.
On notera également que les pieds peuvent être
espacés irrégulièrement le long d'au moins une ligne
longitudinale.
Enfin, le plancher peut comprendre des dalles de
première longueur longitudinale et des dalles de seconde
longueur longitudinale différente de la première.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention ressortiront clairement de la description qui
en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement
limitatif, en référence aux figures annexées, parmi
lesquelles :
- la figure 1 est une vue éclatée en perspective
des éléments d'un plancher selon l'art antérieur,
- la figure 2 est une vue éclatée en perspective
des éléments d'un plancher selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en perspective de
plusieurs dalles assemblées du plancher de la figure 2,
et
- la figure 4 est une vue en coupe selon les
flèches de la figure 3 montrant la plage de réglage en
hauteur du plancher, la plaque de support et le longeron
étant représentés en traits forts en limite basse de
cette plage et en traits mixtes en limite haute de cette
plage.
Le plancher 1 représenté sur la figure 2 est un
plancher technique surélevé, destiné à être installé à
une certaine hauteur au-dessus d'un sol 2, de façon à
permettre le passage de câbles électriques courant fort
ou courant faible, de tuyauteries, de gaines de
ventilation ou d'autres réseaux entre le plancher et le
sol.
Ce plancher 1 comprend des pieds 10 reposant sur le
sol 2 disposés suivant plusieurs lignes parallèles à une
direction longitudinale X-X', des longerons longitudinaux
20 reposant sur les pieds 10 et disposés suivant lesdites
lignes parallèles, des traverses transversales 50
s'étendant entre les longerons 20, et des dalles 60
reposant au moins sur les longerons 20 et les traverses
50.
Les dalles 60 sont typiquement constituées de
particules de bois agglomérées, et présentent une forte
densité. Elles peuvent être pourvues sur une face
supérieure 61 opposée au sol 2 d'un revêtement choisi en
fonction de l'utilisation du plancher. Ce revêtement peut
être par exemple stratifié, vinyle, linoléum, caoutchouc,
textile, minéral, céramique ou parquet.
Ces dalles 60 sont parallélépipédiques et
présentent deux bords droits longitudinaux 62 et deux
bords droits transversaux 63.
Selon l'invention, les longerons 20 sont des
profilés métalliques comprenant une âme centrale 30
longitudinale, et deux ailes 40 longitudinales s'étendant
transversalement à partir d'une partie inférieure de
l'âme centrale 30, des deux côtés transversaux opposés de
cette âme.
La partie inférieure de l'âme centrale 30 est
relativement plus proche du sol 2, l'âme centrale 30
comprenant une partie supérieure relativement plus
éloignée du sol 2 présentant une face supérieure libre 31
plane tournée d'un côté opposé au sol 2.
Les dalles 60 reposent sur les ailes 40 des
longerons 20 par leurs deux bords longitudinaux 62
opposés. Les dalles 60 reposent par des faces inférieures
respectives opposées aux faces supérieures 61 sur un côté
des ailes 40 opposé au sol 2.
Plus précisément, les longerons 20 sont des
profilés en Ω, l'âme centrale 30 présentant
perpendiculairement à la direction longitudinale une
section en U ouverte vers le sol 2.
Cette section présente des extrémités 32 opposées
prolongées transversalement vers l'extérieur du U par les
ailes 40. Les deux ailes 40 s'étendent dans un même plan.
Les âmes centrales 30 des longerons 20 présentent,
suivant un axe vertical perpendiculaire aux directions
longitudinale et transversale, une hauteur sensiblement
égale à l'épaisseur des dalles 60.
Les âmes centrales 30 s'étendent ainsi dans
l'épaisseur des dalles 60, leurs faces supérieures libres
31 s'inscrivant exactement dans le prolongement des faces
supérieures 61 des dalles 60 comme le montre la figure 3.
On voit sur la figure 2 que les pieds 10
comprennent chacun une base 11 reposant sur le sol 2, une
tige filetée 12 s'étendant à partir de la base 11 dans la
direction verticale, et une plaque de support 13
présentant un orifice fileté 131 dans lequel la tige
filetée 12 est engagée.
La hauteur du plancher 1 au dessus du sol 2 est
ajustée en déplaçant la plaque 13 le long de la tige
filetée 12, par rotation de cette plaque 13 dans le sens
adéquat.
La plaque de support 13 est une plaque d'acier
massive, d'épaisseur comprise entre 5 et 10 millimètres.
Elle présente une forme rectangulaire allongée dans le
sens longitudinal, sa largeur transversale étant
sensiblement égale à la largeur transversale du longeron
20.
La largeur transversale du longeron 20 correspond à
l'écartement entre des bords extérieurs respectifs des
deux ailes 40 de ce longeron 20, les bords extérieurs
étant les bords opposés à l'âme centrale 30.
Les longerons 20 reposent sur les plaques de
support 13 par leurs ailes 40 respectives, et plus
précisément par des côtés inférieurs de ces ailes 40
tournés vers le sol 2.
Les bords extérieurs des deux ailes 40 opposées
d'un même longeron portent chacun un rebord longitudinal
41 dressé vers le sol 2, les plaques de support 13 étant
disposées entre les rebords dressés 41 des deux ailes 40
opposées d'un même longeron.
La plaque 13 s'étend ainsi le long des rebords
dressés 41, au contact ceux-ci. Le longeron 20 est bloqué
en translation transversalement relativement à la plaque
13, mais est libre en translation longitudinalement
relativement à cette plaque. La plaque de support 13 sert
alors de guide en translation au longeron 20.
Il est important de souligner que la plaque de
support 13 est bloquée en rotation autour de la tige
filetée 12 par les rebords dressés 41. Ceci permet de
garantir que, à long terme, la hauteur de la plaque de
support 13 au dessus du sol ne variera pas, et donc que
le plancher restera bien plan.
On notera également que la tige filetée 12 présente
une extrémité libre 121 qui, dans certaines positions
verticales de la plaque 13 le long de la tige 12, fait
saillie au-dessus de cette plaque 13. Cette extrémité 121
est alors engagée à l'intérieur de l'âme centrale 30 du
longeron 20.
Enfin, la base 11 du pied 10 est une plaque d'acier
ronde, portant des trous 111. Cette base est rigidement
fixée sur le sol 2, par exemple par des vis, non
représentées, engagées dans les trous 111. Cette plaque
peut également présenter une forme carrée, ou toute autre
forme adaptée à l'environnement où est disposé le pied.
Les traverses 50 présentent la même forme générale
que les longerons 20. Ce sont des profilés métalliques en
Ω, pourvus d'une âme centrale 30 transversale, et de deux
ailes 40 transversales s'étendant longitudinalement à
partir de l'âme centrale 30, des deux côtés longitudinaux
opposés de cette âme.
L'âme centrale 30 de la traverse 50 présente
perpendiculairement à la direction transversale une
section en U ouverte vers le sol 2, dont les extrémités
32 opposées sont prolongées longitudinalement vers
l'extérieur du U par les ailes 40. Les deux ailes 40
s'étendent dans un même plan.
L'âme centrale 30 est pourvue une face supérieure
libre 31 plane tournée d'un côté opposé au sol 2.
Les bords extérieurs des ailes 40 portent des
rebords 41 dressés vers le sol 2.
Les dalles 60 reposent sur les ailes 40 des
traverses 50 par leurs deux bords transversaux 63
opposés. Les dalles 60 reposent sur un côté des ailes 40
opposé au sol 2.
Chaque traverse 50 repose par des extrémités
transversales opposées sur les ailes 40 de deux longerons
20.
A cet effet, comme on le voit sur la figure 2, les
rebords dressés 41 des ailes 40 s'arrêtent à distance des
extrémités transversales de la traverse 50. Les ailes 40
de la traverse 50 reposent, aux deux extrémités de celle-ci,
par un côté inférieur sur un côté supérieur de l'aile
40 d'un longeron 20.
Les âmes centrales 30 des traverses 50 présentent,
suivant l'axe vertical, une hauteur sensiblement égale à
l'épaisseur des dalles 60.
Les âmes centrales 30 des traverses 50 s'étendent
ainsi dans l'épaisseur des dalles 60, leurs faces
supérieures libres 31 s'inscrivant exactement dans le
prolongement des faces supérieures 61 des dalles 60 comme
le montre la figure 3.
Les longerons 20 et les traverses 50 sont de
préférence réalisés en acier d'épaisseur un millimètre au
minimum. Ils peuvent également être réalisés dans
d'autres métaux, par exemple en aluminium, l'épaisseur du
métal étant choisie en fonction de la taille des dalles
et de la charge à supporter.
Par ailleurs, les âmes centrales 40 des longerons
20 et/ou des traverses 50 présentent des sections de
formes générales parallépipédiques ou trapézoïdales.
Les sections des âmes centrales 40 des longerons 20
et des traverses 50 sont de préférence identiques.
L'âme centrale 30 comprend, un voile supérieur
définissant la face supérieure libre 31, et deux voiles
latéraux 32 s'étendant de façon symétrique par rapport à
un plan vertical médian de l'âme centrale 30. Ces voiles
latéraux 32 relient le voile supérieur aux ailes 40.
Ces voiles latéraux 32 sont plans. Quand l'âme
centrale est de section parallépipédique, les voiles
latéraux 32 sont mutuellement parallèles, et sont
perpendiculaires au voile supérieur. Quand l'âme centrale
est de section trapézoïdale, les voiles latéraux
s'étendent de façon divergente à partir du voile
supérieur vers les ailes 40.
Les bords longitudinaux 62 et transversaux 63 des
dalles 60 sont plaqués contre les voiles latéraux 32
respectivement des longerons 20 et des traverses 50.
Ainsi, dans le cas où les âmes centrales 30 sont de
sections parallépipédiques, les bords des dalles 60 sont
droits. En revanche, dans le cas où les âmes centrales 30
sont de section trapézoïdales, les bords des dalles 60
sont biseautés, et sont inclinés vers l'intérieur de la
dalle 60 à partir de sa face supérieure 61.
La forme des profilés et l'épaisseur du métal qui
les constitue confèrent aux longerons et aux traverses
une résistance mécanique très importante.
La structure du plancher est donc renforcée
précisément dans les zones où les dalles sont
particulièrement fragiles, c'est-à-dire le long de leurs
bords.
Il devient ainsi possible, pour une charge donnée à
supporter par le plancher 1, d'utiliser des dalles 60
relativement plus minces que dans l'art antérieur.
Pour une charge de 1200 kilogrammes par mètre
carré, on utilise dans l'invention des dalles de 20
millimètres d'épaisseur seulement. De plus, ces dalles
n'ont pas besoin d'être renforcées par un bac en acier
habillant leur face inférieure et leurs bords.
On économise ainsi une quantité de matière
considérable. La quantité totale de bois constituant les
dalles est diminuée d'un tiers. La quantité totale
d'acier utilisée au mètre carré de plancher est également
diminuée, puisque les dalles sont dépourvues de bacs.
Par ailleurs, comme on l'aura compris en lisant la
description ci-dessus, il est possible de placer les
pieds à n'importe quel point le long des longerons. Cette
caractéristique permet une grande flexibilité dans
l'agencement du plancher et constitue une différence
fondamentale avec les planchers de l'art antérieur, dans
lesquels les pieds devaient supporter les longerons par
leurs extrémités.
Il est ainsi possible d'espacer les pieds
irrégulièrement le long des lignes longitudinales, pour
éviter une éventuelle aspérité du sol, ou pour laisser
passer une gaine ou un tuyau.
Il est possible de disposer les pieds de plusieurs
façons différentes, illustrées sur la figure 3. Un même
pied peut, comme dans l'art antérieur, supporter les
extrémités de deux longerons contiguës. Alternativement,
les pieds peuvent être disposés à distance des extrémités
du longeron, par exemple un à un quart de la longueur
longitudinale et un à trois quarts de la longueur
longitudinale du longeron.
On peut souligner également que, pour conférer au
plancher de l'art antérieur une résistance uniforme, les
pieds sont disposés en damier et présentent toujours le
même écartement longitudinal. Cet écartement correspond à
la longueur des longerons.
L'invention permet de dissocier la longueur des
longerons de l'écartement des pieds, puisqu'il est
possible de placer plusieurs pieds de support le long
d'un même longeron. On peut donc utiliser des longerons
de grandes longueurs sans compromettre la résistance du
plancher. Cette résistance est préservée en disposant le
long du longeron un nombre de pieds suffisamment grand,
ces pieds étant séparés par un écartement adéquat.
L'invention permet également d'utiliser facilement
des dalles rectangulaires. Elle permet notamment
d'intégrer dans un même plancher des dalles 60 présentant
transversalement la même largeur et longitudinalement des
longueurs différentes.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le
plancher 1 comprend des dalles 60 de première longueur
longitudinale et des dalles 60 de seconde longueur
longitudinale, la seconde longueur étant le double de la
première. Les longerons 20 sont disposés suivant
plusieurs lignes mutuellement parallèles et d'écartement
transversal constant. Les traverses 50 sont positionnées
entre deux lignes adjacentes, avec un écartement
longitudinal correspondant soit à la première soit à la
seconde longueur longitudinale. Il est très facile
d'ajuster cet écartement longitudinal puisque les
traverses 50 reposent simplement sur les ailes des
longerons et peuvent glisser librement le long de celles-ci.
Il est également possible de construire des
planchers dont les dalles présentent plusieurs largeurs
transversales différentes, l'écartement entre les lignes
de longerons étant alors adapté en conséquence. Ceci
implique toutefois de disposer de plusieurs tailles de
traverses.
Il est important de souligner que les dalles de
plancher décrit ci-dessus peuvent être constitués
d'autres matériaux que le bois aggloméré sans sortir du
cadre de l'invention. Les dalles peuvent par exemple être
réalisées en silicate de calcium.
On comprend donc bien que le plancher de
l'invention présente de multiples avantages.
Il est léger car la grande rigidité des traverses
et des longerons permet de choisir des dalles
relativement plus minces, pour une même charge, que dans
les planchers de l'art antérieur, ces dalles étant par
ailleurs dépourvues de bacs métalliques.
De ce fait, il est économique car les quantités de
matières utilisées sont plus faibles que dans l'art
antérieur. L'économie réalisée peut atteindre 40% par
rapport à l'art antérieur.
La hauteur d'installation du plancher au-dessus du
sol est réduite. Ce résultat est atteint d'abord du fait
de la faible épaisseur des dalles mais auusi car les
traverses et les longerons sont disposés dans l'épaisseur
des dalles et non au-dessous de celles-ci. La hauteur
d'installation correspond à la hauteur qu'il est
nécessaire de laisser libre pour le passage des réseaux,
plus la hauteur des dalles, des longerons et des
traverses.
Ceci est particulièrement important dans le cas
d'immeubles de grandes hauteurs, comprenant de nombreux
étages équipés de planchers surélevés, car les gains de
hauteur d'installation se cumulent et permettent de
réduire la hauteur de l'immeuble de façon significative.
De plus, la plage de réglage de la hauteur de la
plaque de support le long du pied est plus grande dans
l'invention que dans l'art antérieur. Dans l'invention,
l'extrémité libre de la tige filetée peut dépasser au-dessus
de la plaque car elle vient se loger à l'intérieur
de l'âme centrale des longerons. On peut donc descendre
largement la plaque de support vers le bas par rapport à
l'extrémité libre de la tige filetée. Dans l'art
antérieur, les plaques reposent directement sur les têtes
de support. Les tiges filetées des pieds ne peuvent pas
dépasser au-dessus des têtes. On ne peut pratiquement pas
descendre la tête vers le bas par rapport à l'extrémité
libre de la tige filetée.
L'invention permet également une grande souplesse
pour la taille des dalles, en particulier dans le sens
longitudinal.
On notera enfin que la position longitudinale des
traverses est maintenant totalement indépendante de la
position longitudinale des pieds le long des longerons,
et que la longueur des longerons est dissociée de
l'espacement entre les pieds, ce qui autorise une grande
souplesse dans la construction du plancher.