guide rage balcons coursives metalliques rapportes reno 2013 09

5/22/2018 Guide Rage Balcons Coursives Metalliques Rapportes Reno 2013 09

http:///reader/full/guide-rage-balcons-coursives-metalliques-rapportes-reno-201

RNOVATION

P R O G R A M M E D A C C O M P A G N E M E N T D E S P R O F E S S I O N N E L S

www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr

Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012

GUIDE

SEPTEMBRE2013

BALCONS ET COURSIVES

MTALLIQUES RAPPORTS

CONCEPTIONETMISEENUVRE



P R O G R A M M E D A C C O M P A G N E M E N T D E S P R O F E S S I O N N E L S

www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr

Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise revoir lensemble des rgles de construc-

tion, afin de raliser des conomies dnergie dans le btiment et de rduire les missions de gaz effet de serre.

Le Grenelle Environnement a fix pour les btiments neufs et existantsdes objectifs ambitieux en matire dconomie et de productiondnergie. Le secteur du btiment est engag dans une mutation de trs

grande ampleur qui loblige une qualit de ralisation fonde sur de

nouvelles rgles de construction.

Le programme Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 a pour

mission, la demande des Pouvoirs Publics, daccompagner les quelque

370 000 entreprises et artisans du secteur du btiment et l'ensemble des

acteurs de la filire dans la ralisation de ces objectifs.Sous limpulsion de la CAPEB et de la FFB, de lAQC, de la COPREC

Construction et du CSTB, les acteurs de la construction se sont rassembls

pour dfinir collectivement ce programme. Financ dans le cadre du

dispositif des certificats dconomies dnergie grce des contributions

importantes dEDF (15 millions deuros) et de GDF SUEZ (5 millions

deuros), ce programme vise, en particulier, mettre jour les rgles de lart

en vigueur aujourdhui et en proposer de nouvelles, notamment pour ce

qui concerne les travaux de rnovation. Ces nouveaux textes de rfrence

destins alimenter le processus normatif classique seront oprationnels

et reconnus par les assureurs ds leur approbation ; ils serviront aussi

ltablissement de manuels de formation.Le succs du programme Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012

repose sur un vaste effort de formation initiale et continue afin de renforcer

la comptence des entreprises et artisans sur ces nouvelles techniques et ces

nouvelles faons de faire. Dotes des outils ncessaires, les organisations

professionnelles auront cur daider et dinciter la formation de tous.

Les professionnels ont besoin rapidement de ces outils et rgles du jeu

pour russir le Grenelle Environnement.

Alain MAUGARD

Prsident du Comit de pilotage du Programme

Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012

Prsident de QUALIBAT

DITO



3

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene

lleEnvironnement2012

RNOVATION

Afin de rpondre au besoin daccompagnement des professionnels dubtiment pour atteindre les objectifs ambitieux du Grenelle Environnement,le programme Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 a prvudlaborer les documents suivants :

LesRecommandations Professionnelles Rgles de lArt GrenelleEnvironnement 2012 sont des documents techniques derfrence, prfigurant un avant-projet NF DTU, sur une solution

technique cl amliorant les performances nergtiques desbtiments. Leur vocation est dalimenter soit la rvision dun NFDTU aujourdhui en vigueur, soit la rdaction dun nouveau NFDTU. Ces nouveaux textes de rfrence seront reconnus par lesassureurs ds leur approbation.

Les Guides Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 sontdes documents techniques sur une solution technique innovanteamliorant les performances nergtiques des btiments. Leurobjectif est de donner aux professionnels de la filire les rgles suivre pour assurer une bonne conception, ainsi quunebonne mise en uvre et raliser une maintenance de la solution

technique considre. Ils prsentent les conditions techniquesminimales respecter.

LesCalepins de chantier Rgles de lArt Grenelle Environnement2012 sont des mmentos destins aux personnels de chantier,qui illustrent les bonnes pratiques dexcution et les dispositionsessentielles des Recommandations Professionnelles et desGuides Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 .

Les Rapports Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 prsentent les rsultats soit dune tude conduite dans le cadre

du programme, soit dessais raliss pour mener bien lardaction de Recommandations Professionnelles ou de Guides.

Les Recommandations Pdagogiques Rgles de lArt GrenelleEnvironnement 2012 sont des documents destins alimenterla rvision des rfrentiels de formation continue et initiale. Ellesse basent sur les lments nouveaux et/ou essentiels contenusdans les Recommandations Professionnelles ou Guides produitspar le programme.

Lensemble des productions du programme daccompagnement des

professionnels Rgles de lArt Grenelle Environnement 2012 est misgratuitement disposition des acteurs de la filire sur le site Internet duprogramme : http://www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr

AVANT-PROPOS



4

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION

BALCONS ET COURSIVES MTALLIQUES RAPPORTS CONCEPTION ET MISE EN UVRE

Smmaire

Conception : LENOX Illustrations : CTICM Editeur : AQC ISBN : 978-2-35443-120-4 Septembre 2013

1 - Introduction ............................................................ 7

2 - Objet du guide ........................................................ 82.1. Contenu du guide........................................................................................................82.2. Domaine d'application du guide...............................................................................9

3 - Terminologie, dfinitions ...................................... 103.1. Termes relatifs aux interventions sur ouvrage existant......................................... 10

3.2. Structure porteuse.....................................................................................................113.3. Balcons mtalliques rapports.................................................................................113.4. Coursives mtalliques rapportes........................................................................... 133.5. Ponts thermiques...................................................................................................... 143.6. Rupteurs de ponts thermiques................................................................................ 16

4 - Diagnostic et faisabilit ........................................184.1. Phases de diagnostic et de faisabilit...................................................................... 194.2. Prprogramme.......................................................................................................... 194.3. Etat des lieux.............................................................................................................204.4. Diagnostic technique................................................................................................20

4.5. Etude de faisabilit...................................................................................................22

5 - Conception ............................................................. 245.1. Prescriptions gnrales............................................................................................245.2. Chargement sur les balcons et les coursives......................................................... 335.3. Dimensionnement structural...................................................................................465.4. Evaluation et qualication des rupteurs thermiques............................................. 545.5. Scurit incendie.......................................................................................................595.6. Etanchit l'eau......................................................................................................655.7. Accessibilit...............................................................................................................695.8. Isolation acoustique..................................................................................................70

5.9. Durabilit / Entretien.................................................................................................72

6 - Mise en uvre .......................................................736.1. Interface entre les intervenants................................................................................736.2. Prescriptions gnrales Documentation.............................................................. 746.3. Support et xation....................................................................................................756.4. Mise en uvre de l'lment rapport..................................................................... 776.5. Enveloppe du btiment............................................................................................806.6. Caractristiques et tolrances de l'ouvrage ni..................................................... 81
http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-



5

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


7 - Annexes .................................................................. 827.1. Annexe A : Documents de rfrences...................................................................... 827.2. Annexe B : Elments normatifs pour le dimensionnement structural.................. 867.3. Annexe C : Valeurs rglementaires pour le calcul des charges sismiques...........997.4. Annexe D : Exigences rglementaires en matire de performance au feu......... 102

7.5. Annexe E : Mthode des ammes extrieures...................................................... 1077.6. Annexe F : Exemple de calcul thermique...............................................................1117.7. Annexe G : Exemple de calcul structural.................................................................112



7

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Le programme Rgles de l'Art Grenelle Environnement 2012 estdestin accompagner les professionnels du btiment et les aider atteindre les objectifs fixs dans le Grenelle de l'environnement.

La rnovation thermique et nergtique du parc des btiments exis-tants constitue une priorit du Grenelle avec comme objectif la rduc-tion des consommations d'nergie d'au moins 38% d'ici 2020.

Les oprations de rhabilitation ncessitent souvent que l'on repensela logique des circulations initiales dans la construction pour en am-liorer sa fonctionnalit. Une nouvelle utilisation du btiment rhabilitpeut galement conduire respecter des nouvelles exigences de per-formance et/ou de scurit et la ncessit d'ajouter des structuresrapportes mtalliques en faade telles que des escaliers, desbalcons et des coursives.

Dans le cas d'un btiment isol par l'extrieur, ces structures mtal-liques rapportes, dsolidarises du btiment, permettent de rduire

les ponts thermiques par rapport des constructions traditionnelles.Elles permettent aussi de respecter les exigences de la rglementationaccessibilit pour ce qui concerne l'accs aux locaux par les balconset les coursives, grce un ajustement en hauteur assez facile.

Or, des prcautions particulires doivent tre prises pour la concep-tion et la mise en uvre de ce type de structures afin d'assurer laconformit aux exigences que ce soit sur le plan thermique ou auregard d'autres aspects tels que la stabilit structurale, la scuritincendie ou la rsistance sismique.

1Introduction



8

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Ce guide a pour but de donner les moyens aux professionnels dubtiment pour rpondre aux objectifs fixs dans le Grenelle de l'en-vironnement et aux exigences des rglementations thermiques pourles btiments existants, notamment par la mise en uvre de struc-tures mtalliques rapportes. Les structures rapportes en faade (ouencore dsolidarises) vises dans ce guide sont les balcons et lescoursives mtalliques.

La mise en uvre d'un balcon ou d'une coursive mtallique rapport,dans un btiment avec isolation par l'extrieur, permet de rduire lesponts thermiques par rapport un balcon traditionnel (sans rupteursthermiques). L'utilisation de rupteurs de ponts thermiques au niveaudes fixations peut aussi tre envisage.

Les rupteurs thermiques constituent actuellement une solu-

tion non traditionnelle, notamment pour le domaine d'em-

ploi du prsent guide. Il convient d'apprcier ds la phase

de conception leur influence sur la rsistance structurale et

la mise en uvre de la liaison entre l'lment rapport et

le btiment support. L'utilisation de ces rupteurs doit tre

justifie par une tude thermique ralise en amont.

2.1. Contenu du guideAprs une description des conceptions les plus courantes de balcons

et coursives mtalliques rapports, ce guide donne les prescriptionsminimales ncessaires dans la conception et la mise en uvre de cesstructures rapportes sur des btiments existants, avec ou sans rup-teurs thermiques.

2Objet du guide

!



9

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


2.2. Domaine d'application du guideCe guide traite principalement des aspects thermiques, structuraux,sismiques et de scurit incendie des conceptions les plus courantesde balcons et coursives mtalliques rapports, destins tre mis

en uvre sur des btiments existants en France mtropolitaine. Lesstructures vises sont essentiellement en acier, mais l'emploi de l'alu-minium est galement envisag.

Ces structures sont destines tre supportes par des planchersbton ou une charpente mtallique. Le guide donne galement desrecommandations sur l'accessibilit pour les personnes mobilitrduite, l'isolation acoustique et l'tanchit l'eau.

Le prsent guide s'intresse aux balcons et coursives ouverts surl'extrieur. Les espaces ferms sur ossatures rapportes ne sont pas

concerns.



10

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


3.1. Termes relatifs aux interventionssur ouvrage existantRnovation

Remise neuf d'un ouvrage dans un tat analogue l'tat d'origineen maintenant la fonction antrieure de l'ouvrage.

Restauration

Remise en tat, l'identique, d'un ouvrage prsentant un intrt archi-tectural ou historique marqu.

Rhabilitation

Amlioration gnrale ou mise en conformit avec les normes envigueur (thermique, lectrique, accessibilit, etc.) d'un ouvrage.

RestructurationRhabilitation comportant une modification des superstructures oudes infrastructures de l'ouvrage.

Transformation

Rhabilitation comportant un changement de destination ou de modede fonctionnement de l'ouvrage.

Dconstruction

Dmolition partielle ou totale de l'ouvrage.Reconstruction

Construction d'un btiment similaire aprs que celui d'origine ait tdtruit (partiellement ou totalement).

3Terminologie, dfinitions



11

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Le prsent guide utilise exclusivement le terme Rhabilitation bienque les interventions sur le btiment peuvent entrer dans le champ dela rnovation, de la transformation, etc.

3.2. Structure porteuseDans le prsent guide, on distingue deux ensembles d'lments rali-sant la structure porteuse du balcon ou de la coursive :

Support ou btiment support :

Il s'agit d'lments de la structure du btiment. On distingue lamise en uvre sur une structure en bton arm (en gnral, lafixation est ralise en nez de dalle pleine) de la mise en uvresur charpente mtallique.

La liaison entre le support et la structure rapporte est ici nom-me fixation de manire gnrique. Elle peut tre ralisepar de multiples solutions : platines pr-scelles, rails, ancragesmanchonns, chevilles, rupteurs thermiques,...

Elments porteurs rapports :

Il s'agit des lments ncessaires la stabilit du balcon oude la coursive et qui sont eux-mmes rapports, comme lespoteaux ou les haubans (suspentes).

3.3. Balcons mtalliques rapportsUn balcon est une plate-forme en saillie de la faade, limite vers l'ex-trieur par un ouvrage vertical formant un garde-corps. Le balcon setrouve en console partir de la faade. Un balcon est dit rapport (oudsolidaris) lorsque son ossature ne forme pas un ensemble mono-lithique en continuit de celle du btiment. Les deux ossatures sontjuxtaposes et relies entre elles par des organes de fixation.

Les conceptions les plus courantes de balcons mtalliques rapportssont :

(a) balcons en porte faux ;

(b) balcons suspendus ;

(c) balcons en appui ;

(d) balcons autoportants.



12

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


(a) (d)(c)(b)

Figure 1 Conceptions courantes de balcons mtalliques rapports.

3.3.1. Balcons mtalliques en porte fauxLes balcons en porte faux sont directement encastrs la faade.Ce type de structure est compos d'un cadre mtallique porteur et defixations ponctuelles du cadre par platines mtalliques sur le btimentsupport.

En raison de la reprise d'efforts potentiellement importants, ce typede conception ncessite une attention particulire lors du diagnosticdu support. Si possible, d'autres conceptions sont privilgier.

3.3.2. Balcons mtalliques suspendusLes balcons suspendus (ou haubans) sont lis au btiment sup-port par une fixation classique hauteur de son ossature et par dessuspentes (ou haubans) fixes un niveau suprieur. Les suspentespeuvent tre fixes soit la faade soit la partie infrieure du balconde l'tage suprieur.

La mise en uvre de suspentes mtalliques rduit les efforts auxniveaux des fixations du balcon au btiment support.

3.3.3. Balcons mtalliques en appuiCette conception est caractrise par la prsence de poteaux, au boutde la saillie du balcon. L'intrt principal est le partage des effortsentre les fixations sur la structure porteuse du btiment et les poteaux.

Cette conception induit peu d'efforts reprendre par la structure dubtiment. Elle est donc privilgier dans le cadre de la rnovation debtiments existants.

3.3.4. Balcons mtalliques autoportantsLes balcons autoportants sont supports par deux files de poteaux,l'une proche de la faade et l'autre en bout de saillie. Cette conception



13

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


est caractrise par des efforts trs rduits aux niveaux des fixationsdu balcon au btiment support.

Cette conception induit peu d'efforts reprendre par la structure dubtiment. Elle est donc privilgier dans le cadre de la rnovation debtiments existants.

3.3.5. Autres conceptions de balconsD'autres conceptions peuvent tre rencontres, consquences dechoix techniques ou architecturaux. On note par exemple la possibi-lit de balcons suspendus dont la suspente supporte galement unauvent de couverture (a), des balcons sur bquilles (ou bracons) (b)ou encore des balcons sur cadre encastr la faade (c). Il convientd'apporter une attention particulire au diagnostic, notamment pourcette dernire conception.

(a) (b) (c)

Figure 2 Conceptions alternatives.

Bien que non directement dcrites dans le prsent guide, ces concep-tions alternatives peuvent en suivre les recommandations moyennantdes adaptations mineures.

3.4. Coursives mtalliques rapportesUne coursive est une galerie de circulation extrieure en faade ouintrieure (couloir). Elle dessert plusieurs logements ou locaux. Lescoursives prsentent les mmes caractristiques que les balcons etpeuvent aussi tre rapportes.

Les coursives mtalliques rapportes prsentent ainsi des concep-tions similaires aux balcons, l'exception du cas avec suspentes :

coursives en porte faux (sous rserve qu'un diagnosticdmontre la faisabilit technique) ;

coursives en appui ;

coursives autoportantes.



14

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Figure 3 Coursives en appui sur poteaux.

3.5. Ponts thermiquesLes ponts thermiques sont des lieux de fuites de chaleur vers l'ext-rieur ce qui dgrade les performances thermiques du btiment. Ils'agit d'une partie de l'enveloppe du btiment o la rsistance ther-mique, par ailleurs considre uniforme, est modifie de faon sen-sible par une absence, une discontinuit ou une dgradation localede l'isolation (poutre mtallique traversant la faade, attaches mtal-liques traversant l'isolant, etc.).

Il existe deux types de ponts thermiques :

les ponts thermiques liniques (en W/(m.K)) ;

les ponts thermiques ponctuels ( en W/K).

En plus de l'impact sur les performances thermiques du btiment,les ponts thermiques peuvent tre source de pathologies diversescomme l'apparition de salissures et le dveloppement de moisis-

sures. En effet, les surfaces internes se refroidissent proximit dupont thermique ce qui amplifie le risque de condensation superficielle cet endroit.

Les ponts thermiques doivent tre valus numriquement selon lanorme NF EN ISO 10211. Pour un btiment existant, un diagnosticthermographique permet de dtecter les ponts thermiques prsentsdans l'enveloppe et ainsi d'envisager des solutions de traitement etles mettre en uvre l'occasion d'une rhabilitation de l'enveloppe.



15

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Figure 4 Simulations numriques des dperditions thermiques au niveau d'un balcon (isolationthermique par l'extrieur).

Le tableau suivant donne des valeurs de pont thermique ponctuelpour des fixations usuelles en acier d'un balcon/coursive sur unedalle en bton d'un btiment isol par l'extrieur. Ces valeurs ne sontvalables que dans le cas o un complment d'isolation est mis enuvre tout autour de la structure (et entre les semelles pour les pro-fils ouverts), au prolongement de l'isolant de la faade tel que pr-sent en (Figure 5).

Type de fixation Dimensions (mm)Epaisseur de l'isolation

extrieure (mm) ;

= 0.035 0.045 W/(m.K)

Pont thermique(W/K)

IPE

+ Platine d'about

IPE120 100 0.19

IPE120 140 0.17

IPE120 180 0.15

IPE160 100 0.27

IPE160 140 0.25

IPE160 180 0.23

IPE200 100 0.34

IPE200 140 0.32

IPE200 180 0.30

HEB+ Platine d'about

HEB100 100 0.28HEB100 140 0.26

HEB100 180 0.24

HEB120 100 0.35

HEB120 140 0.33

HEB120 180 0.31

HEB160 100 0.48

HEB160 140 0.46

HEB160 180 0.44



16

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Type de fixation Dimensions (mm)Epaisseur de l'isolation

extrieure (mm) ;= 0.035 0.045 W/(m.K)

Pont thermique(W/K)

Tube

+ Platine d'about

120x80x5 100 0.31

120x80x5 140 0.29

120x80x5 180 0.27160x80x6 100 0.39

160x80x6 140 0.36

160x80x6 180 0.34

200x120x6 100 0.52

200x120x6 140 0.5

200x120x6 180 0.48

Cornire

(Largeur x paisseur,

en mm)

120x5 100 0.10

120x5 140 0.095

120x5 180 0.09

120x10 100 0.13

120x10 140 0.125

120x10 180 0.12

Structure

porteuse

Complment

d'isolation

Figure 5 Mise en uvre d'un complment d'isolation autour de la structure (et entre les semellespour les profils ouverts).

Note

Un exemple de calcul des performances thermiques d'un btiment de logement

collectif est donn dans l'[Annexe F].

3.6. Rupteurs de ponts thermiquesLes rupteurs de ponts thermiques (ou plus simplement, rupteursthermiques) sont des lments particuliers destins en premier lieu rduire les fuites de chaleur vers l'extrieur, et ainsi amliorer lesperformances thermiques du btiment. Il existe un grand nombre detypes de rupteurs thermiques, souvent brevets, qui se diffrencient

principalement en fonction de leur position dans l'ouvrage.Certains types de rupteurs thermiques doivent galement permettrela transmission des sollicitations entre les deux lments qu'ils spa-rent, et c'est notamment le cas pour ceux qui peuvent tre mis enuvre au niveau de la liaison entre un balcon ou une coursive et le



17

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


btiment. Dans le cadre du prsent guide, le rupteur thermique estdonc la fois un organe de fixation et un lment d'isolation.

Plancher

Structure

du balcon

Rupteur

Plancher

(a) (b)sans rupteur thermique vec rupteur thermique

Structure

du balcon

Figure 6 Principe du rupteur thermique.

Les rupteurs thermiques peuvent tre soit des produits manufacturset destins tre incorpors dans un ouvrage soit des solutions dechantier mises au point par les entreprises.

Le prsent guide utilise exclusivement le terme rupteur thermique aussi bien pour les produits manufacturs que pour les solutions dechantier (cf. 5.4).

Au moment de la rdaction du prsent guide, les rupteurs

thermiques manufacturs prsents sur le march pour une

application aux balcons et coursives mtalliques rapports

n'ont pas encore fait l'objet d'une valuation institution-

nelle en France (Avis techniques ou similaires). Il convient

de prendre toutes les prcautions ncessaires leur emploi,

notamment en situation sismique.

!



18

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


A l'interface entre la structure mtallique rapporte et le btiment sup-port, de nouvelles charges seront transmises par cette nouvelle struc-ture vers le support (charges permanentes, d'exploitation, de vent, ).L'ajout de nouvelles sollicitations, associ la modification locale dusupport (mise en place du systme de fixation), est de nature rduirela capacit du btiment support rsister ses propres charges.

La conception de la structure rapporte doit donc tenir compte dela capacit du btiment support reprendre ces charges nouvelles.Plus la rserve de rsistance du support est limite, plus le choixde la conception de la structure rapporte doit tre orient versles systmes rduisant le report de charge (structure en appui ouautoportante).

Le diagnostic de l'existant peut prconiser des travaux locaux ouglobaux de rfection. Ces travaux, par leur nature et leur ampleur,peuvent orienter la conception de l'assemblage entre les structuressupport et rapporte.

4Diagnostic et faisabilit



19

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


4.1. Phases de diagnostic et de faisabilit

Figure 7 Schma gnral des phases amont d'une opration de rhabilitation.

Ce schma est classique pour une opration d'une certaine impor-tance, par exemple la rhabilitation d'un btiment d'habitation collec-tive incluant l'ajout de balcons en faade. Il dbouche sur la rdac-tion des pices crites du march de travaux. Si l'tude de faisabilitconclut des conditions de ralisation inacceptables, le projet peuttre profondment modifi par rapport au prprogramme, voireabandonn.

Dans le cadre d'une opration plus modeste, o souvent un matred'ouvrage dialogue directement avec un entrepreneur, ce dcoupagepeut tre moins formalis. Le prprogramme correspond alors sim-plement la demande du matre d'ouvrage, qui peut tre accompa-gn d'un tat des lieux plus ou moins complet. Dans ce cas, le dia-gnostic et l'tude de faisabilit sont des tapes incluses dans le travail

que l'entrepreneur doit raliser pour proposer une solution.Bien souvent dans ce dernier cas, les moyens dont dispose l'entre-preneur pour raliser ce travail d'analyse pralable le conduisent rduire les alas en proposant une conception induisant peu de solli-citations et de modifications sur l'existant (structure autoportante).

4.2. PrprogrammeEn phase amont des tudes de diagnostic et de faisabilit, il est nces-saire d'tablir un prprogramme donnant les objectifs gnraux por-tant essentiellement sur le type d'opration envisag sur le btimentexistant et sur le mode de ralisation des travaux en site occupou non. Cette tape est de la responsabilit du matre d'ouvrage,



20

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


ventuellement assist de son matre d'uvre pour les oprations degrande envergure.

Le prprogramme doit aussi inclure les principales contraintes d'in-tgration environnementale et urbaine (issues gnralement du PlanLocal d'Urbanisme), ainsi que les obligations juridiques correspon-dantes. Le cas chant, il doit tre dfini en concertation avec lesfuturs utilisateurs du btiment ou leurs reprsentants pour vitertoute remise en cause lors des tapes de conception ou de ralisation.La concertation doit aussi inclure les avoisinants, afin de coordonnerles contraintes de ralisation et de future utilisation.

4.3. Etat des lieux

L'tat des lieux est une tape indispensable pour le bon droulementd'une opration de rhabilitation. Il doit tre ralis par le matred'uvre partir de documents fournis, en gnral, par le matre d'ou-vrage ou par l'organisme charg des tudes de diagnostic. Les docu-ments ncessaires sont les suivants :

plan de situation et plan de masse ;

plans des voiries et rseaux extrieurs (eau, gaz, lectricit) ;

sondages et contraintes diverses sur les lments de faades ;

plans des lments de faades, planchers, ossatures, incluant

coupes, compositions et dispositions constructives ; plans des structures et fondations, liaisons, ferraillages etassemblages ;

lments de faades et second uvre, marques, rfrences,reprage des quipements ;

ouvrages parasitaires, amiante, plomb ;

rapport des bureaux de contrle du btiment existant.

En l'absence de plans originaux et du cahier des charges de laconstruction, il est ncessaire de raliser de nouveaux plans partirde relevs effectus in situ avec examen des matriaux. Un tel relevest raliser pour confirmer et/ou complter des plans existants.

4.4. Diagnostic techniqueLe diagnostic technique fait l'objet d'une prestation spcifique. Il estobligatoire pour les marchs publics (Loi MOP 1), et vivement conseillpour les autres marchs, car il vite aux parties les surprises dsa-

grables que peut rvler une rhabilitation mal prpare.

1Loi MOP ou loi n 85-704 du 12 juillet 1985 est la loi franaise qui met en place, pour les marchs publics,la relation entre matrise d'ouvrage et matrise d'uvre.



21

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Le diagnostic technique est un outil d'aide la dcision qui permet aumatre d'ouvrage d'apprcier les faisabilits technique et conomiqued'une opration de rhabilitation, et le cas chant, d'envisager uneautre alternative (exemple : choix d'une conception de balcon rap-port autoportant au lieu d'une autre).

Il s'agit d'valuer la capacit de l'existant supporter les modifica-tions envisages, en particulier les reports de charges nouvelles. Lediagnostic doit fournir :

une leve cartographique exhaustive des surfaces considres ;

les causes d'ventuels dsordres, par des mthodes d'ausculta-tion le plus possible non destructives ;

Le diagnostic s'effectue partir de visites sur le site et avec le sup-port des documents de l'tat des lieux. Il se concentre principalementsur la ou les zones directement ou indirectement concernes par lesmodifications. Dans le cadre du prsent guide, il s'agit principalementdes zones de liaison avec l'lment rapport, et des lments servant la descente des nouvelles charges.

Pour des oprations d'une certaine importance, le diagnostic tech-nique peut associer plusieurs corps de mtiers, choisis par le matred'uvre, en fonction des problmes rencontrs. Des analyses nondestructives et des relevs d'chantillons (carottage) suivies d'ana-lyses en laboratoire peuvent tre effectus lorsque des informationsprcises sur les matriaux sont recherches.

Le diagnostic tant gnralement bas sur des sondages et

non sur la totalit de la structure, l'entrepreneur doit dans

tous les cas vrifier la cohrence de la situation rencon-

tre avec les constatations du diagnostic. En particulier il

convient de vrifier l'absence de pathologies de nature

remettre en cause la prennit de l'ouvrage et/ou ncessi-

tant une intervention particulire.

4.4.1. Support btonLa rsistance des structures en bton arm est trs dpendante duferraillage et de la qualit du bton rellement mis en uvre. Lorsquedes sollicitations significatives sont introduites par l'lment rapport,le bton doit tre analys de faon dterminer ses caractristiques,en particulier sa rsistance la compression.

Les dsordres observs sur les supports en bton peuvent corres-pondre des fissures, des paufrures et des zones d'clatement

accompagnes de la mise nu des fers. Ces dsordres affectent l'ap-parence et la durabilit de la construction mais galement la scuritdes habitants.

Si ncessaire, des investigations sur site peuvent permettre de dtec-ter les armatures et d'en mesurer l'enrobage par pachomtrie ou

!



22

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


ferroscan, en comparaison avec les plans de ferraillage de l'ouvrages'ils sont disponibles. Elles permettent galement de mesurer la corro-sion des armatures du bton par la mthode du potentiel d'lectrodepour ce qui concerne les zones de fixation des lments rapports ouencore la duret superficielle du bton (sclromtre).

Pour des oprations de rhabilitation de plus grande envergure, ol'ajout d'lments rapports en faade n'est gnralement qu'une par-tie des travaux envisags, des analyses de laboratoires peuvent gale-ment tre juges ncessaires par le matre d'uvre.

L'analyse en laboratoire permet d'obtenir la profondeur de carbonata-tion du bton, sa composition (dosage en ciment), sa porosit, la pr-sence d'agents agressifs (sulfates, chlorures). Le dveloppement dela carbonatation et la pntration d'agents agressifs sont directementfavoriss par les qualits intrinsques des matriaux et particulire-

ment par leur compacit (la porosit favorisant la pntration d'l-ments exognes).

Les rparations consistent en un traitement curatif des zones dgra-des, et ventuellement un traitement prventif des zones dans les-quelles aucun dsordre n'est observ.

4.4.2. Support acierUne investigation sur site doit permettre de dceler toute trace dedsordre telle que des plastifications, fissures ou zones corrodes. Laprsence de ces pathologies ne permet pas l'ajout d'un lment rap-port sans un minimum de prcautions et, bien souvent, il s'agira demettre en uvre un renforcement de la zone affecte, ventuellementaprs un traitement curatif.

Si ncessaire, l'acier du btiment support peut tre analys sur chan-tillon, de manire le caractriser en termes de nuance (rsistancemcanique), de qualit (tnacit), de ductilit, de soudabilit, etc. afinde vrifier sa conformit avec les hypothses de calculs et la concep-tion envisage.

4.5. Etude de faisabilitLe but d'une tude de faisabilit est de fournir une base pour dcidersi un projet est ralisable ou non et dans quelles conditions, en sebasant sur les rsultats de l'tat des lieux et du diagnostic technique.Outre les aspects conomiques, les principaux thmes qui seront tu-dis sont les aspects rglementaires, les caractristiques du btimentexistant, la conception gnrale de l'lment rapport.

Les principaux objectifs de l'tude de faisabilit sont :

l'tablissement des orientations du programme, des principesde solutions, des schmas fonctionnels et techniques de remise niveau et de rfection ;



23

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


l'valuation des cots des travaux raliser ;

l'valuation des dlais de ralisation de l'ensemble del'opration.

L'tude de faisabilit renseigne sur l'tat gnral du btiment (gros

uvre, ventuelles pathologies, etc.). Elle permet de dfinir si lesouvrages peuvent tre conservs en l'tat, s'ils ncessitent des rfec-tions ou remises niveau, ou s'ils ncessitent une restructurationprofonde, complte ou un remplacement. Elle identifie galement lesmodifications ou restaurations imposes par les rglementations etnormes en vigueur.

Le btiment existant doit pouvoir tre caractris en termes de rsis-tance structurelle, d'isolation thermique, de scurit incendie, de per-mabilit l'air, d'tanchit l'eau, etc. L'analyse de l'inuence del'lment rapport sur ces performances doit orienter le concepteur

dans le choix de la structure rapporte la plus adquate.

Une mauvaise ou insuffisante tude de faisabilit peut

mener un cahier des charges mal adapt, impliquant bien

souvent des difficults de ralisation ou de mauvaises solu-

tions de rhabilitation.

Pour une opration liant seulement un matre d'ouvrage et un entre-preneur, il n'y a pas d'tude de faisabilit formalise. L'entrepreneurpropose simplement la solution qui lui parait rpondre au mieux auxbesoins formuls par son client et aux contraintes techniques identi-fies sur le btiment support.

!



24

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Cette partie donne les clefs ncessaires la conception d'un balconou d'une coursive rapport sur un btiment existant. Aprs quelquesprescriptions d'ordre gnral, les diffrents chargements appliqussur les lments rapports sont dcrits ainsi que le dimensionnementstructural de ces derniers. Un paragraphe spcifique est galementconsacr l'valuation et la qualification des rupteurs thermiques.Ensuite, plusieurs problmatiques gnralement lies aux rglemen-

tations en vigueur, savoir la scurit incendie, l'tanchit l'eau,l'accessibilit et l'isolation acoustique sont dtailles. En clturede cette partie, la question de la durabilit de l'lment rapport estaborde.

5.1. Prescriptions gnrales

5.1.1. Documents du marchIl convient avant toute chose de rappeler la responsabilit du matred'ouvrage dans le bon droulement de tout projet, en cela il luiincombe en effet la dfinition prcise de ses objectifs et l'assurancede leur faisabilit.

Les objectifs du matre d'ouvrage sont traduits en exigences par lematre d'uvre dans les pices du march. Celles-ci dcrivent en par-ticulier les relations entre les diffrents lots, notamment le niveau et lanature des informations transmettre entre les lots, et les tolrances respecter. Ces renseignements permettent de prciser toutes les

hypothses ncessaires la conception. Ainsi, de faon viter touteambigut, le march doit en particulier prciser :

la dnition des actions fondamentales de base, en particuliercelle des charges exceptionnelles ventuelles ;

5Conception



25

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


la dnition des actions accidentelles ventuelles ;

s'il y a lieu, le gradient thermique prendre en compte ;

l'ensemble des donnes ncessaires pour l'application desnormes et textes rglementaires (thermique, feu, sisme, neige

et vent, ...) ; les cas ventuels d'interdpendance de charges ;

la prsence de charges dynamiques et la valeur du coefcientdynamique correspondant ;

les prescriptions particulires compte tenu du type de construc-tion et des conditions d'exploitation ou d'agressivit du milieuambiant (conditions marines, salinit, exposition aux intemp-ries, la pollution, aux tempratures basses, enrobages accrus,revtement protecteur, ...) ;

le cas chant, les tats limites de dformation respecter et lesexigences particulires en matire de ches absolues ;

les prescriptions particulires en matire de confort qui peuventavoir une inuence sur la conception, notamment les exigencesen matire d'acoustique ou de vibrations.

Note

La liste prcdente n'est pas exhaustive. Ces renseignements ne sont pas spci-fiques au prsent document ; elles sont galement ncessaires l'application desEurocodes.

5.1.2. Conception gnrale de l'lmentmtallique rapport

Les lments composant la structure mtallique rapporte sont dif-frents selon la conception retenue (en porte--faux, suspendue, enappui ou autoportante), les souhaits des matres d'ouvrage et matresd'uvre ainsi que les habitudes des concepteurs et de l'entrepreneur.Des tendances gnrales peuvent cependant tre dgages, en parti-

culier pour l'ossature.

La structure rapporte est gnralement construite autour de poutresmatresses en saillie de la faade. Elles sont aussi appeles poutres-consoles lorsque la structure rapporte est en porte faux. Cespoutres reprennent la charge sur le balcon pour la transmettre aubtiment support et/ou aux ventuels lments porteurs rapports(poteaux, haubans).



26

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Contreventement

PlatelageLongeron

courant

Poutre

matresse

Garde-corps

Longeron

de rive

Caillebotis

Figure 8 Perspective partielle d'un balcon mtallique (exemple de conception).

Paralllement la faade, entre les poutres matresses, peuvent tredisposs des longerons. Gnralement, au moins un longeron de riveest prsent, notamment pour fermer le cadre de l'ossature (ventuel-lement cach par un lment de finition). Les longerons courants sontajouts suivant la capacit portante du platelage qu'ils supportent.

Longerons et poutres matresses peuvent tre lis par un contre-ventement horizontal. L'quipement du balcon ou de la coursive estensuite constitu du platelage (dalle bton, bois, caillebotis, ), desgarde-corps et ventuellement d'un caillebotis au-dessus du seuil. Lesgarde-corps doivent tre conus de manire rpondre aux spcifi-cations dimensionnelles de scurit prsentes dans la norme NF P01-012. Pour les platelages bois, le NF DTU 51.4 rassemble les rglesgnrales de conception et de mise en uvre selon les diffrentssupports.

Dans le cas d'une isolation thermique par l'extrieur (ITE), il

faut viter de fixer le garde-corps sur la faade pour ne pas

dgrader les performances thermiques du btiment.

Les diffrentes conceptions dtailles au paragraphe 3.3 peuventse distinguer, outre les aspects esthtiques ou d'encombrement(poteaux), par les efforts appliqus par la structure rapporte sur lebtiment support. De fait, le choix du type de structure rapporteconditionne la conception du btiment, du moins sur le plan local,ainsi que la fixation liant les deux. La suite donne des critres de choixpermettant de se positionner sur telle ou telle conception, destina-tion du concepteur en phase projet.

!



27

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


5.1.2.1. Structures en porte faux

Cette conception induit des efforts importants sur le btiment support,qui doit reprendre la totalit des charges sur le balcon par le biais d'unencastrement.

Cette conception est limite aux situations permettant la

mise en place de fixations efficaces (ce qui suppose de dis-

poser d'un support avec une rserve de rsistance dmon-

tre par le diagnostic, ou d'un support renforc ou reconsti-

tu), et des structures rapportes de faibles portes.

Les principaux efforts reprendre sont ici un moment de exion et uneffort tranchant dans le plan vertical. Les autres efforts (normaux et

transversaux) sont moins intenses.

Figure 9 Exemple d'un encastrement d'une structure en porte faux.

L'attention du concepteur est galement attire sur la ncessit d'va-luer la rigidit de l'assemblage entre la structure rapporte et le bti-ment support (cf. 5.3.4) pour une dtermination correcte de la che.

5.1.2.2. Structures suspendues

De mme que pour la conception en porte faux, la totalit descharges sur la structure rapporte doit tre reprise par le btimentsupport. Le moment de exion du porte--faux est dcompos en uneffort de compression dans la poutre matresse et un effort de tractiondans le cble (tirant). Au niveau de la fixation de la poutre matresse,le moment de exion devient secondaire voire nul.

Cette conception permet des portes un peu plus importantes que

pour la conception en porte faux. Les consquences sur le bti-ment support sont moindres que pour les structures en porte fauxmais s'inscrivent galement dans le cadre d'une analyse dtaillede la capacit de rsistance du support. Le point d'ancrage du tirant

!



28

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


(platine, scellement, armatures de rpartition, etc.) doit notammentfaire l'objet d'une tude spcifique et d'une ralisation soigne.

Il est possible de coupler les fixations d'une poutre avec le cble pourle balcon infrieur par le biais d'une oreille soude ou boulonne.Dans ce cas, la sommation des efforts tranchants verticaux dans unseul point d'attache implique un renforcement du systme de fixationet de la conception locale du support. Dans l'analyse des balcons, ilconvient de considrer la charge d'exploitation prsente et absente enalternance selon les tages pour obtenir les enveloppes d'efforts dansles fixations.

(a) Efforts principaux sur les fixations (b) Oreille de liaison tirant-poutre maitresse

Figure 10 Exemples de fixation d'un lment suspendu.

La suspension globale des lments rapports par hauba-

nage n'est pas recommande car elle implique des diffi-

cults supplmentaires dans le rglage des cbles (asser-

vissement des tages entre eux) ainsi qu'une charge plus

importante dans les haubans et leurs fixations. L'utilisationde profils mtalliques en traction et d'un systme de

reprise (ventuellement par cbles) est une solution plus

facilement ralisable.

!



29

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


(a) Suspension globale par

haubans (non recommand)(b) Suspension globale par profils

en traction et systme de reprise

(c) Suspension chaque tage

Figure 11 Schmas de suspension.

L'assemblage de la poutre sur le btiment support peut tre de typearticul, mais seulement s'il est dmontr que les charges perma-nentes compensent, avec une marge de scurit, l'effet de soulve-ment du vent (afin d'viter que le balcon ne soit soulev puis retombeselon la force du vent, avec le risque d'endommager les fixations etles cbles).

Lorsque l'assemblage est de type encastr, il est ncessaire d'va-luer sa rigidit effective (cf. 5.3.4) pour pouvoir calculer correcte-ment la rpartition des sollicitations (systme hyperstatique) et les

dformations.

5.1.2.3. Structures en appui

Dans une conception en appui, les charges sur le balcon sont rpar-ties, gnralement parts gales (en fonction de la gomtrie), entreles poteaux et le btiment support.

Cette conception permet la reprise de charges importantes (plusieurstages), pour des consquences sur le btiment support relativement

limites. Seul l'effort tranchant vertical reste significatif, et ce type deraction dans le plan de la faade ne pose gnralement pas de diffi-cult tre repris par une structure de btiment.

Figure 12 Exemple de fixation d'un lment en appui.



30

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


L'utilisation d'organes de fixation articuls (rupteur thermique ouautre) est galement plus aise (le systme structural est moins com-plexe) et souvent plus conomique. Les efforts horizontaux peuventtre rduits en prsence d'un contreventement vertical (cf. 5.1.4).

5.1.2.4. Structures autoportantesCette conception implique des efforts minimaux sur la structure dubtiment support. Elle permet donc une mise en place aise sur tousles supports, par le biais de fixations trs limites en nombre commeen dimensions. Il s'agit de la conception permettant de rduire aumaximum l'intervention sur l'existant, et donc la conception privil-gier, surtout dans le cadre d'une rnovation lgre .

Les fixations au btiment reprennent seulement des efforts axiaux ettransversaux, ces derniers pouvant tre rduits par des contrevente-

ments verticaux dans le plan des poteaux extrieurs. Ils vitent ainsile basculement de la structure rapporte et servent de maintien pourles poteaux vis--vis du ambement.

Figure 13 Exemple de fixation d'un lment autoportant sans rupteur thermique.

Cette conception peut convenir pour toute structure de btiment sup-port ; la fixation tant situe en vis--vis d'un plancher ce qui lui per-met d'assurer en gnral une rigidit satisfaisante.

5.1.3. Systme d'ajustement de l'lmentrapport sur le support

L'interface entre matriaux relevant de tolrances larges et d'autresrelevant de tolrances serres, comme les assemblages bton/acier,doit permettre les ajustements ncessaires. Ces ajustements peuventtre raliss par des systmes de trous oblongs, de glissires ouautres mcanismes. L'attention est cependant attire sur le fait quedes systmes et mcanismes de grandes amplitudes peuvent gnrer

des excentricits importantes concernant les transferts de charges ausein des assemblages.

Ces ajustements doivent tenir compte de l'tat et de la gomtrie dusupport.



31

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Il est galement possible de prvoir un ouvrage d'interposition entrela structure rapporte et le btiment existant, ce qui revient reconsti-tuer un nouveau support. Dans ce cas, il est possible de se reporter audocument de la mme collection Balcons et Coursives mtalliquesrapports Conception et mise en uvre Neuf en complment du

prsent ouvrage.

5.1.4. ContreventementLa structure mtallique rapporte doit prsenter une rigidit satis-faisante vis--vis des efforts appliqus dans la direction horizon-tale, parallle la faade. Ce comportement peut tre obtenu par uncontreventement horizontal, gnralement situ sous le platelage.Cette conception permet galement d'annuler le moment de exionautour de l'axe vertical dans les poutres et dans les assemblages.

Si le cadre du balcon n'est ni rigide ni contrevent, ce dernier peut sedformer et des efforts de traction/compression (N

T et N

c), de cisail-

lement (T) et des moments de exion autour de l'axe vertical appa-raissent dans les assemblages.

(a) (b)

Figure 14 Comportement transversal :(a) sans contreventement (b) avec contreventement.

Le platelage lui-mme peut raidir l'lment rapport s'il prsente uneraideur et une rsistance suffisantes vis--vis du cisaillement dansson plan (fonctionnement en diaphragme) et s'il est correctement fix l'ossature de l'lment rapport.

Lorsque le platelage est une dalle bton d'au moins 7 cm d'paisseur(au-dessus des ondes, le cas chant) et arme dans les deux direc-tions, celui-ci peut tre considr comme suffisamment rigide. Ilconvient de vrifier que la liaison de la dalle l'ossature mtalliqueest suffisamment rsistante (voir pour cela la norme NF EN 1994-1-1)et ne permet pas de dformations diffrentielles significatives.

Il est galement possible de concevoir un cadre rigide, les barres d'os-sature tant encastres entre elles. Cette conception prsente cepen-

dant quelques inconvnients qui limitent son utilisation aux ouvragesrapports de dimensions modestes : efforts importants dans lesassemblages et sensibilit la rigidit en exion hors plan des barresd'ossature et des assemblages (dont la rigidit doit tre calcule).



32

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Une dernire alternative est envisageable pour les structures enappui ou autoportantes : un contreventement vertical dans le plan despoteaux extrieurs. Celui-ci peut tre constitu de cbles pour limiterl'incidence visuelle, et doit tre fix au niveau de la liaison entre lepoteau et un longeron, et non sur la main courante du garde-corps.

Cette conception prsente galement l'intrt de diminuer l'efforttranchant horizontal dans les fixations au btiment support.

Figure 15 Contreventement vertical d'une coursive mtallique.

5.1.5. DilatationLe balcon ou la coursive est expos l'environnement extrieur etdonc aux variations de la temprature ambiante. On considre quele balcon ou la coursive est temprature extrieure (il n'y a aucuneinertie thermique de la structure rapporte) alors que le btiment est temprature intrieure contrle.

Les variations de temprature induisent des variations dimension-

nelles (dilatation ou contraction) de la structure rapporte par rapportau btiment. Le problme peut tre abord de deux manires impli-quant deux conceptions d'attaches et d'appuis :

(a) Un systme totalement brid, avec des assemblages fixes, sanspossibilit de dilatation du balcon/de la coursive au niveau desattaches. Dans ce cas, des efforts sont induits sur les assemblages ;leur valeur dpend des sections et matriaux utiliss pour raliser lebalcon ou la coursive.

(b) Un systme librement dilatable, avec des attaches fixes et d'autres

coulissantes, permettant un glissement du balcon le long de la faade.Dans ce cas il n'y a pas d'efforts induits, mais des dformations quidoivent tre estimes. Pour des raisons technologiques, on prfrerpartir ces dformations par l'utilisation de joints de dilatation.



33

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Bloqu en

glissementLibre en

glissement

Libre en

glissementBloqu en

glissement

Bloqu en

glissementBloqu en

glissement

(a)systme brid (b)systme librement dilatable

Figure 16 Conceptions vis--vis de la dilatation.

Dans le cas d'un systme brid, il faut considrer la rsistance encisaillement horizontal de l'organe de liaison la faade, ainsi quel'interaction de cet effet avec les autres efforts concomitants. Cettersistance peut tre trs limite pour certains systmes (notamment

les rupteurs thermiques) conduisant donc rejeter cette conception.

Il est en gnral prfrable de s'orienter vers une conception per-mettant la dilatation, ce qui peut tre ralis par l'utilisation de trousoblongs. Il convient de vrifier que la dimension du trou est compa-tible avec l'allongement et le raccourcissement prvu pour la struc-ture rapporte. On prvoit gnralement une variation dimension-nelle de l'ordre de 1 mm par mtre pour l'aluminium et de 0,5 mmpar mtre pour l'acier.

L'attention est attire sur le fait que l'aluminium possdeun coefficient de dilatation thermique de 23 10-6m/m.K

soit sensiblement plus important que ceux de l'acier et du

bton (12 10-6et 10 10-6m/m.K respectivement).

Pour les structures rapportes de grandes dimensions, les dforma-tions thermiques doivent tre rparties par la mise en uvre de jointsde dilatation. Sauf justifications particulires, une distance de 6,0 mentre joints de dilatation est recommande. Il convient par ailleurs de

positionner un joint sur l'lment rapport au droit d'un joint de dila-tation ou de rupture du btiment support.

5.2. Chargement sur les balconset les coursivesCette partie prsente les charges considrer pour le dimensionne-ment d'un balcon ou d'une coursive, suivant le rfrentiel Eurocodes

en vigueur. Le cahier des charges peut spcifier des valeurs plussvres que celles prsentes par la suite.

!



34

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


5.2.1. Charges permanentes (G)Les charges permanentes sont prendre en compte suivant lesdimensions nominales des lments utiliss et leurs masses volu-miques nominales. Pour les balcons et les coursives, ces charges sont

essentiellement apportes par les lments suivants : l'ossature mtallique porteuse (poutres consoles, traverses, lon-gerons, ) ;

le platelage ;

le garde-corps ;

ventuellement, un complexe d'tanchit et/ou des rseaux.

Ossature

mtallique

Etanchit, ...

Platelage

Garde-corps

Figure 17 Composants d'un balcon mtallique.

5.2.2. Charges d'exploitation (Q)Suivant la norme NF EN 1991-1-1 et son annexe nationale (NF P 06-111-2), les charges d'exploitation prendre en compte sur les balcons etcoursives dpendent de la destination de l'ouvrage, classe sous dif-frentes catgories d'usages (Tableau 6.1 de la NF EN 1991-1-1).

Pour les usages habituels, les charges d'exploitation considrer sur

les balcons et les coursives dsolidariss ont les valeurs suivantes(Tableau 6.2 (NF) de la NF P 06-111-2) :

balcons ou coursives d'habitation, ou accols des chambresd'htels ou d'hpitaux (catgorie A) : 3,5 kN/m;

balcons ou coursives accols un espace tertiaire, par exemple,des bureaux (catgorie B) : 2,5 kN/m;

balcons ou coursives recevant des tables, par exemple restaura-tion (catgorie C1) : 2,5 kN/m;

coursives d'accs des btiments publics et administratifs,

htels, hpitaux, gares (catgorie C3) : 4,0 kN/m; coursives desservant des lieux susceptibles d'accueillir une

foule importante, comme des salles de concert (C5) ou des com-merces (D1 ou D2) : 5,0 kN/m.



35

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Pour les catgories A, B, C3, D1 et F, les charges d'exploitation surles balcons ou coursives d'une surface A de plus de 15 m peuventtre multiplies par le coefficient rducteur Asuivant (NF P 06-111-2,6.3.1.2(10)) :

AA

= + 0 77 3 5

1 0, ,

,

Par convention, on prvoit une charge horizontale valant 10% de lacharge verticale. Cette charge est suppose pouvoir agir dans toutesles directions et n'est pas cumule avec les autres actions variables.

5.2.3. Neige (S)Les effets de la neige sur les constructions sont dfinis dans la normeNF EN 1991-1-3 et son annexe nationale. Pour les balcons et les cour-

sives, la neige peut devenir prpondrante par rapport la charged'exploitation pour les zones les plus dfavorables (D et E ; voir[Annexe B]) et pour les altitudes leves.

L'effet de la neige peut tre nglig lorsque les deux ingalits sui-vantes sont satisfaites :Q s

Q s

k

Ad

2 8

1 9

,

,

o Qreprsente la charge d'exploitation (en kN/m), sk la charge deneige caractristique au sol qui doit tre corrige en fonction de l'alti-

tude, et sAdla charge de neige accidentelle au sol (en kN/m).Pour les balcons ou les coursives non protgs par un auvent ou unautre balcon / une autre coursive l'tage au-dessus et si la pentedu versant de la toiture est suprieure ou gale 15 (27%), la rgleprcdente n'est plus applicable car la neige peut tomber depuis latoiture suprieure.

Pour ce dernier cas ou lorsque les ingalits ne sont pas respectes,il convient de dterminer prcisment la charge de neige. En premierlieu, la charge de neige de rfrence sur le sol est obtenue partir

de la carte de l'annexe nationale la NF EN 1991-1-3 (reporte en[Annexe B] du prsent document).

La charge caractristique de neige sk doit tre corrige pour tenircompte de l'altitude au-del de 200 m au-dessus du niveau de la mer(voir le tableau en [Annexe B]).

La charge de neige sur le balcon ou la coursive se calcule ensuite parl'intermdiaire de coefficients d'accumulation pouvant tre dtermi-ns au regard de la procdure de l'[Annexe B] (2 et 2

gc), base sur

les paragraphes 5.3.6 et 6.2 de la NF EN 1991-1-4.



36

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


5.2.4. Vent (W)Le vent provoque un effort de soulvement sur les balcons et les cour-sives. Ce fonctionnement antagoniste aux charges gravitaires est par-ticulirement important considrer pour des balcons ou coursives

en porte faux et lorsque les organes de fixations utiliss n'offrentpas la mme rsistance en exion dans les deux sens. Lorsque l'effetdu vent compense les charges permanentes, les balcons suspendus secomportent en soulvement comme des balcons encastrs, les cblesne pouvant pas rsister en compression (d'o la ncessit de mettreen uvre une liaison au btiment support capable de reprendre unmoment de exion).

La dtermination des actions du vent est ralise suivant la NF EN1991-1-4 et son annexe nationale. En alternative aux formulations dela norme, il est possible d'utiliser la procdure simplifie dcrite en

[Annexe B] du prsent guide pour dterminer la pression dynamiquede pointe qp(z).

En l'absence de rgles spcifiques dans la NF EN 1991-1-4, il est pos-sible de dterminer les coefficients de pression l'aide des recom-mandations de la CECM 1. L'effet du vent sur un balcon peut donc trepris comme suit :

Figure 18 Pression de vent sur les balcons Vent de face.

Le coefficient de pression cppeut tre pris gal 2,0 dans tous les cas.En cas de garde-corps ajour, la surface considrer dans le calculest uniquement l'aire solide .

Note

L'effet du vent sur les garde-corps n'est gnralement pas pris en compte dans lecalcul de ces derniers. Ceux-ci sont dj dimensionns pour une charge d'exploi-tation horizontale minimale en tte de 0,60 kN/m. Il convient en revanche de leconsidrer pour l'analyse globale de l'lment rapport et de ses fixations.

1Recommendation for Calculating the Effect of Wind on Construction Second Edition Rapport n52 CECM 1987 (voir la traduction dans la Revue Construction Mtallique, N1 1989).



37

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Figure 19 Pression de vent sur les balcons Vent de ct.

L'attention du concepteur est attire sur le cas de btiments d'habi-tation collectifs o des balcons linaires desservent plusieurs loge-ments. Dans ce cas, des panneaux pleins d'une hauteur proche decelle d'un tage marquent gnralement la sparation entre les diff-rents logements. Si le projet n'en prvoit pas, de tels panneaux sontsouvent mis en place par les occupants eux-mmes de telle sorte qu'ilest vivement recommand d'en tenir compte de faon forfaitaire pourla vrification de l'lment rapport et de ses attaches.

Panneausparateur

Figure 20 Mise en place de panneaux pleins de sparation.

L'effet du vent sur d'ventuels brise-soleil (gnralement des pan-neaux ajours et coulissants, fixs en nez de saillie) peut tre pris encompte avec un coefficient de pression gal 2,0. Les documents dumarch doivent en fixer la gomtrie (surface, taux de remplissage).

5.2.5. Actions thermiques (T)

Les actions thermiques ont un effet diffrent selon la conception dubalcon ou de la coursive, soit en provoquant des dformations sup-plmentaires, soit en engendrant des efforts lorsque ces dformationssont empches (c'est notamment le cas des conceptions hypersta-tiques ; sans joint de dilatation).



38

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Selon la norme NF EN 1991-1-5, on distingue la variation uniforme detemprature et l'effet des gradients thermiques.

Pour la variation uniforme de temprature, il s'agit de dterminerla diffrence de temprature envisageable entre le btiment(chauff et isol par l'extrieur) et le balcon / la coursive (enmoyenne). Selon l'annexe nationale la norme NF EN 1991-1-5,on a : temprature intrieure en t (T1) et en hiver (T2) :T

1= T

2= +18C ;

variation extrme de la temprature extrieure Tmax+ T5= +50C/ T

min= 30C (des valeurs plus favorables de T

minet T

maxpeuvent

tre obtenues selon le dpartement, il est recommand deprendre T5= +10C dans tous les cas).

Ce qui donne une diffrence de temprature maximale (enveloppe)

entre la structure rapporte et le btiment support de +32C / 48C.Pour les effets du gradient thermique, il convient de considrersuccessivement :

une diffrence de temprature de +29C / 18C entre les bressuprieures et infrieures de l'ossature horizontale ;

une diffrence de +/-15C entre les poteaux ou les cbles et lereste du balcon / de la coursive.

L'effet de ces carts de temprature dpend des choix construc-tifs effectus et de la position des joints de dilatation. Il est souventprfrable de relcher certains bridages, par des trous oblongs parexemple, plutt que de devoir assurer la reprise des efforts ther-miques. Le concepteur est invit consulter la partie (cf. 5.1.5) du pr-sent guide sur la conception vis--vis de la dilatation.

5.2.6. Effets du sisme (E)

5.2.6.1. Exigences rglementaires

La rglementation parasismique n'a pas d'effet rtroactif pour lesbtiments risque normal. Pour les btiments existants faisant l'objetde travaux, les exigences parasismiques dpendent de la nature deces derniers.

Pour dterminer ce que sont ces exigences, il convient de procder enplusieurs tapes, dcrites ci-dessous.

Etape 1 : Le btiment est-il concern par la rglementation para-sismique ?

Les seuls btiments existants concerns par la rglementation para-sismique (cf. Arrt du 22 octobre 2010 modifi) sont les suivants :

les btiments de catgorie d'importance III et IV situs en zonede sismicit 2 ;



39

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


les btiments de catgorie d'importance II, III et IV situs enzones de sismicit 3, 4 et 5.

Les dfinitions des catgories d'importance et des zones de sismicitsont donnes dans l'[Annexe C] du prsent guide. Pour tous les bti-ments non mentionns dans la liste prcdente, aucune vrificationaux effets du sisme n'est exigible.

Zones de sismicitCatgories d'importance

I II III IV

1

2 * *

3 * * *

4 * * *

5 * * *

(*) : Les cellules en jaune indiquent que le btiment est concern par la rglementation

parasismique

Note

La catgorie d'importance d'un btiment est dtermine en fonction de la situa-tion aprs travaux ou changement de destination.

Etape 2 : Les travaux dpassent-ils le seuil de travaux lourds ?

Si les travaux envisags dans un btiment existant concern par larglementation parasismique dpassent un ou plusieurs des seuilsdfinissant les travaux lourds, le btiment dans son ensemble doitrpondre aux exigences de rsistance aux actions d'un sisme. Leniveau d'exigence est moins svre que pour un btiment neuf, et leniveau d'acclration est rduit 60% de celui du neuf.



40

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Zone desismicit

Catgoried'import.

Seuil de travaux lourdsRgles de

construction

Zone 2 IV > 30 % de surface cre

> 30% de plancher supprim un niveau

Eurocode 8-1

agr

= 0,42 m/s2

Zone 3 II > 30 % de surface cre

> 30% de plancher supprim unniveau

Conditions PS-

MI respectes

PS-MI Zone 2

> 30 % de surface cre

> 30% de plancher supprim un

niveau

Conditions

PS-MI non

respectes

Eurocode 8-1

agr

= 0,66 m/s2

III > 30 % de surface cre

> 30% de plancher supprim un niveauIV

Zone 4 II > 30 % de surface

cre

Conditions PS-MI

respectesPS-MI Zone 3



Eurocode 8-1

agr

= 0,96 m/s2

III > 20 % de surface cre> 30% de plancher supprim un niveau

> 20 % de contreventements verticaux supprims

Ajout d'quipements lourds en toiture

IV

Zone 5 II > 30 % de surface

cre

Conditions CP-MI

respectesCP-MI




Eurocode 8-1

agr

= 1,8 m/s2

III > 20 % de surface cre



Ajout d'quipements lourds en toiture

IV

La dernire colonne du Tableau indique les rgles de construction et le niveau d'ala

considrer pour le dimensionnement du btiment complet, lorsque le seuil de travaux lourds

est dpass. Lorsque l'Eurocode 8-1 est applicable, l'acclration maximale de rfrence

considrer correspond 60% de celle exigible pour un btiment neuf.

On peut considrer qu'un quipement ajout en toiture est lourd lorsque sa masse reprsente

plus de 5% de celle de la toiture.

Lorsque les conditions donnes en 5.2.6.2 sont respectes, il est possible d'utiliser la rgle

simplifie donne en 5.2.6.5 quelle que soit la rgle de construction applicable (Eurocode 8-1 ou

CP-MI).

Dans le cadre d'un projet de rnovation impliquant le dpassementd'un des seuils de travaux lourds, la rsistance aux effets du sismedoit tre dmontre pour le btiment dans son ensemble, incluant leslments rapports en faade. La mthode simplifie propose dansle prsent guide (cf. 5.2.6.2) peut alors tre applique pour les balconset les coursives.

Il est important de noter que pour les critres de travaux lourds impli-quant un calcul de surface, les aires des balcons et coursives ext-rieures rapportes en faade ne doivent pas tre comptabilises, carceux-ci ne font pas partie du clos-couvert. Ainsi, un projet de rnova-

tion de btiment ne portant que sur les faades et l'ajout de balcons etcoursives n'entrane pas a priori le dpassement du seuil de travauxlourds.
http://-/?-http://-/?-



41

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Etape 3 : Les travaux aggravent-ils la vulnrabilit sismique dubtiment ?

Quand le seuil des travaux lourds n'est pas dpass, les travaux sur lebtiment doivent nanmoins respecter le principe de non aggravationsismique de la structure (cf. conditions gnrales de l'Article 3 dansl'Arrt du 22 octobre 2010 modifi).

Un guide de l'AFPS donne la dmarche suivre pour analyser laconsquence des travaux effectus sur la vulnrabilit sismique dubtiment 2.

Pour un projet de travaux portant uniquement sur l'ajout de balconsou coursives rapports en faades respectant les conditions sui-vantes, on peut considrer qu'il n'y a pas aggravation de la vulnrabi-lit sismique du btiment et aucun renforcement de la structure n'estexigible :

balcon ou coursive xe au droit d'un plancher du btiment ;

aire du balcon ou de la coursive n'excdant pas 10% de celle duplancher associ.

Il convient galement d'analyser les consquences ventuelles de lacration ou de l'agrandissement important de baies en faade sur larsistance du btiment au sisme.

Note

Quand il y a aggravation de la vulnrabilit sismique du btiment, il est nces-saire de raliser des travaux de renforcement visant compenser cette aggrava-tion, ce qui peut ncessiter le recours un bureau d'tude spcialis.

Pour un projet d'ajout de balcons ou coursives rapports sur un bti-ment existant ne dpassant pas le seuil de travaux lourds et n'ag-gravant pas la vulnrabilit sismique du btiment, aucune exigenceparasismique n'est exigible pour ces balcons et coursives. Le matred'ouvrage peut cependant dcider d'imposer une rsistance parasis-mique pour ces balcons, pour matriser le risque associ. Dans ce cas,

la mthode simplifie propose dans ce guide est applicable.Note

Pour les btiments existants concerns par la rglementation parasismique, ilreste souhaitable de toujours s'assurer de la rsistance parasismique des balconset coursives rajouts, mme quand la rglementation ne l'exige pas.

Le logigramme ci-dessous rsume le processus dterminant les exi-gences parasismiques lors de travaux sur un btiment existant et lesconsquences sur la vrification de l'lment rapport.

2Evaluation de l'incidence de travaux sur la vulnrabilit au sisme d'un btiment existant Grilled'analyse AFPS paratre



42

PRO

G

RA

MME

D

A

CCO

MP

A

GN

EME

NT

D

ES

PRO

FESSIO

N

N

ELS

RglesdelArtGrene


RNOVATION


Logigramme des exigences rglementaires parasismiques.

5.2.6.2. Vrication d'un balcon ou d'une coursiveaux effets du sisme

La suite du prsent chapitre traite des vrifications effectuer pourdmontrer la rsistance parasismique des balcons et des coursivessur un btiment existant. La norme de construction parasismiquevise est l'Eurocode 8 (NF EN 1998-1).

Le comportement sismique des balcons et coursives rapports peuttre tudi l'aide de la mthode simplifie prsente ci-aprslorsqu'ils prsentent une masse ngligeable par rapport celle dubtiment support et qu'ils n'inuent pas sur le comportement globalde ce dernier sous action sismique. On peut considrer que c'est lecas lorsque les conditions suivantes sont respectes :

balcon ou coursive xe au droit d'un plancher du bti

guide rage balcons coursives metalliques rapportes reno 2013 09

Documents

pilotage du programme

denouvelles rgles

artisans du secteur

manuels de formation

nouvelles techniques

professionnels dubtiment

acteurs de la construction

besoin daccompagnement