4. BÉTON
ET LOGEMENT
Le béton autoplaçant (BAP)
Les BAP sont destinés aux ouvrages verticaux et horizontaux
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5. BÉTON
ET LOGEMENT
Le béton autoplaçant (BAP)
Principales caractéristiques du BAP
- très fluide : classe de consistance S5 (norme NF EN 206-1)
- homogène et sans ségrégation
- se met facilement en œuvre
sans vibration (= sans apport
d’énergie extérieure)
- améliore la qualité de
la planéité, de l’état de surface
et du parement
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6. BÉTON
ET LOGEMENT
Caractérisation du BAP à l’état frais
Critères de qualification du BAP : les 3 essais
Mesure d’étalement au cône d’Abrams Essai de stabilité au tamis Essai de la boîte en L
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7. BÉTON
ET LOGEMENT
Les essais de qualification
La mesure d’étalement au cône d’Abrams
Caractérise la mobilité du BAP en milieu non confiné
Vérifie la fluidité du béton lors de sa réception sur chantier
Appelé aussi « essai d’étalement » ou « slump flow »
Principe :
- remplir, en une fois, le cône d’Abrams
- le soulever
- mesurer le diamètre moyen de la galette d’étalement obtenue
Etalement moyen conseillé : 600 à 750 mm
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8. BÉTON
ET LOGEMENT
Les essais de qualification
L’essai de stabilité au tamis
Mesure la résistance à la ségrégation et au ressuage du BAP
Principe :
- déverser une quantité de béton (2 litres) sur un tamis
(de maille 5 mm) avec une hauteur de chute de 50 cm
- au bout de 15 minutes : on pèse le volume de laitance
qui a traversé le tamis
- la stabilité du béton est donnée par le pourcentage en poids
de laitance par rapport au poids de l’échantillon initial
- ce rapport doit être compris entre 10 et 20 %
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9. BÉTON
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Les essais de qualification
L’essai de la boîte en L
Mesure l’écoulement du béton en milieu confiné
et son aptitude des granulats à traverser
une zone fortement armée
Principe :
- remplir de BAP la partie verticale d’une boîte
- laisser le béton s’écouler dans la partie horizontale à travers un ferraillage
- mesurer la différence de hauteur dans les parties verticale (H1) et horizontale (H2)
- s’exprime par le taux de remplissage H2/H1 ⇒ traduit la capacité à circuler en milieu confiné
- valeur supérieure à 0,8 = bon écoulement du BAP
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10. BÉTON
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Domaines d’application des BAP
Chantiers concernés : des plus simples aux plus compliquésChantiers concernés : des plus simples aux plus compliqués
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11. BÉTON
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Mise en œuvre
PAR VIDANGE DIRECTE A LA BENNE
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12. BÉTON
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Mise en œuvre
AU TAPIS
À LA POMPE
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13. BÉTON
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Mise en œuvre pour les ouvrages verticaux
Pratique et sécurisante
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14. BÉTON
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Mise en œuvre pour les ouvrages horizontaux
Très simplifiée
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15. BÉTON
ET LOGEMENT
Ressuage réduit
et réglage de la surface optimisé
Avantages du BAP
Techniques
Économiques
Sociaux
Réduction des temps de grue et de
main d’œuvre
Absence de vibration
= confort acoustique
Pour que ces avantages soient vraiment significatifs, il convient
de prendre en compte la solution BAP dès la conception du
projet
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16. BÉTON
ET LOGEMENT
Textes de référence
En France, les BAP ont fait l’objet du Plan national B@P
Ce Plan en a :
• défini les caractéristiques
• validé ses essais
• précisé son mode de mise en œuvre
Les BAP sont couverts par la norme NF EN 206-1
Document technique de référence édité par l’AFGC
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17. BÉTON
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Les bétons fibrés
Possibilité d’incorporer au béton des fibres :
- de verre
- métalliques
- polymères
Introduction en centrale = parfaite homogénéité
du mélange
Avantages des fibres :
- améliorent certaines propriétés du béton
- lui confèrent des performances particulières
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18. BÉTON
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Les bétons avec fibres “structurelles”
Types d’utilisation :
- dalle sur terre-plain, planchers hourdis, fondations superficielles (semelles filantes)
- en remplacement des armatures courantes
Avantages :
- renforcement de la structure
- meilleure sécurité des ouvriers (pas de manipulation et de découpe d’armatures)
- amélioration du confort lors du coulage (absence d’armatures)
- élimination du risque de corrosion
- facilité et rapidité de mise en œuvre ⇒ économie
substantielle dans la réalisation d’un chantier
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19. BÉTON
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Les bétons avec micro fibres anti-fissuration
2 types de microfibres synthétiques :
- fibrillées = réduisent le risque de fissuration
- monofilamentaires = remplacent le treillis antifissuration
Pour optimiser la fluidité du béton
⇒ associer les fibres polypropylènes avec un plastifiant ou un superplastifiant
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20. BÉTON
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Les chapes autonivelantes
Conditions de mise en œuvre
Exclusivement en intérieur :
- en chape adhérente
- en chape désolidarisée
- en chape flottante sur isolants thermique
et/ou acoustique
- en chape flottante sur un système de chauffage
par le sol
Les locaux doivent être hors d’eau, hors d´air, fenêtres et vitrages posés
Coulage du béton :
⇒ si température extérieure entre 5 et 30 °C
⇒ à l’abri du gel pendant 48h
Toujours recouvrir une chape d’un revêtement de sol
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21. BÉTON
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Les chapes autonivelantes à base de ciment
Avantages d’une chape fluide sur plancher chauffant :
- temps de séchage réduit
- planéité parfaite
- bon enrobage des éléments
chauffants
- possibilité d’une pose de carrelage
ou d’un revêtement de sol à partir
de 14 jours (se référer aux différents
CPT & DTU)
- très grande résistance mécanique
- meilleur rendement des sols chauffants
- pas d’armature métallique ni de fluidifiant
⇒ utilisation de fibres métalliques intégrées à la fabrication
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22. BÉTON
ET LOGEMENT
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Les chapes autonivelantes anhydrites
Recommandées en travaux neufs ou en rénovation sur :
- Support en maçonnerie
- Plancher Béton
- Supports en bois ou en panneau dérivés bois
- Anciens revêtements non putrescibles type carrelages,
revêtements résilients
- Chape asphalte
⇒ La chape autonivelante anhydrite n’est pas utilisable en pièces humides
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24. BÉTON
ET LOGEMENT
Norme NF EN 12001
Publiée en France par l'AFNOR en août 2004
Intitulée :“ Machines pour le transport, la projection
et la distribution de béton et mortier par tuyauterie ”
Attention : les risques électriques n’y sont pas évoqués
Prévention des risques d'origine électrique = priorité pour le SNPB (Syndicat National du
Pompage du Béton)
Sur le chantier : procéder à une “évaluation sécurité” ⇒ document à remplir,
au moment de la livraison, par le pompiste avec le responsable du chantier
Objectif : déterminer la nature des risques, s'ils existent, et indiquer les mesures
prises pour y répondre
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26. BÉTON
ET LOGEMENT
Fondations
Résistance + durabilité du béton des fondations
= meilleure stabilité de la construction
= gage de durabilité
Avantages
Valorisation en cas de vente
+ Transmission patrimoniale (legs aux générations futures)
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27. BÉTON
ET LOGEMENT
Sous-sols
our ajouter un espace de vie à une habitation
alle multimédia
hambre supplémentaire
alle de sport
ureau à domicile…
our libérer de nouveaux espaces
ellier
telier
ièce de rangements
ocaux techniques
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28. BÉTON
ET LOGEMENT
Murs
Grande liberté en matière de réalisation esthétique
Formes : rectilignes, courbes,…
Réalisations architectoniques : bétons brut, poli, coloré…
Haut niveau de performances techniques :
• Ouvertures intérieures = vastes espaces à vivre
• Ouvertures extérieures = larges baies et grandes portances
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29. BÉTON
ET LOGEMENT
anchers bas
résentent 14 % des déperditions thermiques
e habitation
cher en béton + isolants thermo-acoustiques + chape
cellente isolation de la construction
ntages
es habitables séparées des fondations
s-sols moins utilisés et donc moins chauffés
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30. BÉTON
ET LOGEMENT
Planchers hauts
Dalle en béton sous le toit = volume supplémentaire
Aménagement de combles
Contribution à l’inertie thermique par régulation
de la température en été
Planchers chauffants
Équipés de systèmes de chauffage :
Chaleur diffuse dans l’habitation
Economies d’énergie grâce à l’inertie thermique
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31. BÉTON
ET LOGEMENT
oitures-terrasses
eprésentent 8 % des déperditions thermiques
une habitation
vantages
ur un foncier limité = création d’un espace
pplémentaire de vie et de confort
ermet la récupération des eaux de pluie vers une citerne
plantation de végétation :
• amélioration du cadre de vie
• bénéfice de l’inertie thermique du béton
• stabilisation de la température
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32. BÉTON
ET LOGEMENT
Garages
Donne un volume supplémentaire qui bénéficie
de la durabilité du matériau béton
Descente de garage
Si réalisée en béton désactivé coloré :
• Augmente la sécurité (anti-dérapant)
• Permet la résistance aux sels de déverglaçage
• Valorise l'aspect esthétique de l'habitation
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33. BÉTON
ET LOGEMENT
Marque NF
En France : 1 200 centrales BPE (sur 1 700) sont certifiées NF
BPE
La certification NF - BÉTON PRÊT À L’EMPLOI garantit que le
producteur BPE :
• met en place un système d’assurance-qualité
• vérifie le respect des caractéristiques normalisées
Utilisation de produits certifiés NF = pré-requis pour les marchés
publics
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Notes de l'éditeur
Définition Le béton autoplaçant (BAP) est un béton qui n’a pas besoin de vibration pour êt re mis en place, du fait de sa grande ouvrabilité. Cette nouvelle famille de bétons présente de nombreux avantages sur les chantiers : - diminution des nuisances sonores, - amélioration des conditions de travail du personnel, - rapidité d’exécution, qualité des ouvrages réalisés. Il existe plusieurs types de BAP pour : - les applications horizontales courantes et les fondations, - les applications verticales courantes, les applications spécifiques : ouvrages fortement ferraillés, de grande hauteur, de formes complexes, architectoniques,… Les BAP sont définis par la norme NF EN 206-9. Pour êtr e utilisés en structure, ils doivent aussi êt re conformes à la norme NF EN 206-1. Les prescriptions et normes de conception et de dimensionnement des structures s’appliquent aux BAP. 92
Formulation Les BAP font partie des bétons de formulation courante proposés par les centrales de BPE. Les BAP présentent une grande fluidit é , s’écoulent avec un débit suffisant sans apport d’énergie externe (vibration), à travers des zones confinées (armatures). Ils offrent une bonne résistance à la ségrégation “dynamique” (en phase de coulage), mais aussi une fois en place (ségrégation “statique”, effet de la gravit é ). Ils sont pompables. Les BAP doivent êt re stables sous l’effet de la gravit é au cours de l’écoulement et dans les phases précédant la prise et le durcissement et permettre la réalisation de parements de qualit é . La formulation des BAP est particulièrement étudiée et fait appel, entre autres, à : - des superplastifiants pour obtenir la fluidit é souhaitée et quelquefois à des agents de viscosit é . Les superplastifiants permettent d’obtenir une meilleure répartition des grains de ciment et assurent le maintien de la fluidit é . Les agents de viscosit é emp êc hent le ressuage et limitent la ségrégation en rendant la p ât e plus épaisse, - un agent entra în eur d’air, en cas d’exposition au gel-dégel. L’optimisation du squelette granulaire est indispensable pour obtenir les caractéristiques nécessaires à la fluidit é et à l’écoulement en milieu confin é . 93
94
94a
94b
94c
Classification des BAP Les BAP se distinguent des bétons ordinaires principalement par leurs propriétés à l’état frais et leur capacité de moulage, d’enrobage et de compaction par le seul effet de la gravité. Les BAP sont classés en trois catégories (numérotées de 1 à 3) suivant leur domaine d’utilisation. Le classement s’effectue suivant la valeur de l’intervalle d’écoulement, le type d’application (horizontal ou vertical) et l’épaisseur (dans le cas d’application horizontale) et selon le tableau ci-dessous : La catégorie 1 correspond aux BAP utilisés dans le cas de coulages horizontaux de faible épaisseur (inférieure ou égale à 300 mm) et ayant un intervalle d’écoulement supérieur 100 mm (anciennement appelé BAN : bétons auto-nivelants). La catégorie 2 couvre principalement les BAP utilisés pour des applications horizontales de forte épaisseur (supérieure à 300 mm) ou pour des coulages courants en vertical. L’intervalle d’écoulement I est supérieur ou égal à 80 mm. La catégorie 3 est réservée aux BAP pour lesquels l’intervalle d’écoulement est inférieur à 80 mm (parties d’ouvrage exig uë s ou fortement ferraillées). 95
D’une manière générale, il est primordial que les équipes en charge de la mise en œuvre du béton aient été préalablement formés à la mise en œuvre du BAP. Les règles de l’art classiques, correspondant à la préparation des coffrages avant la mise en œuvre de bétons ordinaires, s’appliquent également aux BAP. Il est primordial d’attacher un soin particulier à la préparation du support (étanchéité), au nettoyage (chutes de ligatures, débris), etc. Applications horizontales et fondations Les BAP peuvent êt re mis en œuvre par déversement direct depuis la goulotte de la toupie, à la benne à manchette ou à volant, par camions malaxeurs équipés d’un tapis ou d’une pompe, ou par une pompe à béton indépendante. Mise en place finale pour les dallages : effectuée au moyen d’une barre dite de “débullage”. Applications verticales en maison individuelle : les BAP seront surtout utilisés en remplissage de maçonnerie à bancher. 96
Livraison des BAP L’hyperfluidité du béton conduit à prendre des dispositions spécifiques pour éviter des déversements et à adapter l’ouvrabilité au temps et aux moyens de transports. Les BAP peuvent ê re livrés sur chantier par tous les moyens de livraison du BPE : • camions-toupies, • mixo-pompes, • camions tapis (si pente du tapis inférieure ou égale à 12 %). 97
98
99
Rappel des avantages du BAP Avantages techniques Facilité de mise en œuvre Suppression des opérations de vibration Réalisation d’éléments de géométrie complexe et fortement ferraillés Performances mécaniques et la durabilité des ouvrages Avantages économiques Réduction du temps de mise en œuvre Réduction du matériel nécessaire Réduction des coûts de construction Avantages sociaux Amélioration des conditions de travail Augmentation de la sécurité des chantiers Limitation du bruit 100
101
102
Important : il convient de rester conforme aux avis techniques. 103
Fibres polypropylène : c’est la solution reconnue pour maîtriser le retrait plastique des bétons et donc limiter le risque de fissuration durant les premières heures. Caractéristiques des fibres polypropylène : longueur : entre 6 et 20 mm - diamètre : de 20 à 100 µm - module d’élasticité : de l’ordre de 3,5 GPa Un dosage de 900 g/m3 permet, dans certains cas, de remplacer les treillis antifissuration dans les chapes et les bétons, à condition de maintenir les protections dans les angles saillants. Les fibres synthétiques sont couvertes par la norme NF EN 14 889-2 concernant le marquage CE et parue en juin 2008 (éditée par le SYNAD). 104
Définition Chapes autonivelantes : matériaux à base de ciment ou de sulfate de calcium (anhydrite). Caractéristiques - fabriquées en centrale BPE agréées - livrées par camion malaxeur - mises en œuvre par pompage - bénéficient d’un marquage CE 105
106
Avantages des chapes autonivelantes anhydrites Mise en œuvre rapide et aisée = produit livré prêt à l’emploi Performances mécaniques élevées à la compression et à la flexion = permet de travailler en faible épaisseur (2,5 à 8 cm) moins de charge sur la structure Planéité parfaite Absence de joint de fractionnement : surface jusqu’à 1 000 m2,hors plancher chauffant Conductivité thermique élevée + enrobage idéal des tuyaux de chauffage = excellente réactivité du plancher chauffant Chape accessible par les autres corps d’état au bout de 3 jours 107
Lors de la conception et de la réalisation d’un projet, de nombreux paramètres doivent êt re ma îtrisés pour obtenir un rendu final conforme aux attentes des ma ît res d’ouvrages et des ma ît res d’œuvre et à la volonté esthétique des architectes. Parmi ces paramètres, la mise en œuvre du béton occupe une place prépondérante. Le pompage du béton est l’une des solutions qui permet d’optimiser la qualité de mise en œuvre. La technique de pompage du béton, consiste à refouler, par l’intermédiaire d’une pompe, le béton dans une tuyauterie. Les 3 types de pompes : Les pompes automotrices à tuyaux ou à flèche de répartition. Les pompes stationnaires plus spécialement utilisées en poste fixe. Dans ce cas, le béton est transporté dans de la tuyauterie posée au sol et alimente un m ât de bétonnage ou assure simplement le remplissage d’un coffrage. Les camions malaxeurs pompes 111
112f
131
L’utilisation du béton dans les fondations d’une maison individuelle constitue un atout primordial. En effet, les qualités de résistance du béton au feu, au froid, à l’érosion, aux inondations, aux séismes, à l’intrusion, aux nuisibles assurent une meilleure stabilité de la construction, gage de durabilité et donc de valorisation (à la revente) ou de transmission patrimoniale (legs aux générations futures). Les bétons autoplaçants (BAP) sont très utilisés pour la réalisation de fondations. La rapidité de leur mise en oeuvre, l’absence de vibration et leur caractère autonivelant permettent, en effet, de supprimer la pénibilité de la mise en oeuvre traditionnelle et d’améliorer, de manière très significative, la productivité de tout chantier de maison individuelle. Important Lorsque la maison est construite sur un terrain inadapté aux fondations classiques, cas de figure de plus en plus fréquent du fait de l’extension continue des zones urbanisées, on réalise des longrines béton afin de permettre de supporter le plancher du vide sanitaire. Rapide à mettre en oeuvre, cette solution réduit également le travail de décaissement. Les longrines béton prennent simplement appui sur des plots. Elles reçoivent ensuite des poutres et des éléments isolants, l’ensemble servant de support au plancher bas. Remarques Les bétons de fondations doivent impérativement résister aux environnements agressifs, tels que définis dans la norme NF EN 206-1 et dans le fascicule P 18 011. Lorsque le terrain est en pente ou de mauvaise qualité, le béton est le matériau idéal pour construire des pilotis solides et imperméables qui stabiliseront l’habitation.
133 Un dallage en béton sert à stabiliser le sol d’une cave ou d’un sous-sol. L’épaisseur de la dalle dépend de la charge qu’elle a à supporter, mais aussi de la nature du sol. La création d‘un sous-sol avec dalle et parois en béton procure un avantage foncier incontestable, avec un maximum de b ât i sur un minimum de terrain. Elle permet, d’une part, de renforcer la stabilit é de la maison, notamment en zone sismique ou en cas de terrain de médiocre qualit é et, d’autre part, d’isoler l’habitation par rapport au sol et donc de faire une substantielle économie d’énergie. Outre l’aspect structurel qu’il représente, un sous-sol en béton est l’une des façons les plus simples et les moins co ût euses de prévoir une expansion possible à une habitation par l’aménagement d’un espace de vie supplémentaire utile et fonctionnel pour la m êm e surface au sol. Autres atouts En cas de revente de la maison, la plus-value apportée par le volume que représente le sous-sol est importante. Plut ôt que de prévoir un vide sanitaire pour faire passer les réseaux, la création d’un sous-sol permet, sans dépense supplémentaire importante, d’augmenter les surfaces d’usage.
134 Le BPE permet une grande libert é en matière de réalisation esthétique des murs d’habitation, aussi bien au niveau des formes (rectilignes ou courbes) qu’au niveau des parements (brut, poli, color é ...). Ses performances techniques offrent la possibilit é de concevoir toutes réservations utiles à la création d’ouvertures intérieures (constituant ainsi de vastes espaces à vivre) ou extérieures (possibilit é de larges baies), y compris avec les portances les plus grandes. De plus, sachant que les murs extérieurs sont à l’origine de 20% des déperditions thermiques d’une habitation, les capacités reconnues d’inertie thermique et phonique (bruits aériens) du matériau béton, alliés à sa grande résistance au feu, assurent incontestablement confort, sécurit é et qualit é de vie. Enfin sa qualit é de parement, notamment s’il s’agit d’un Béton Autoplaçant architectonique, permet de le laisser brut ou de recevoir directement une lasure, ce qui dotera la maison d’une touche indéniable de modernit é . Les bétons autoplaçants conviennent particulièrement bien pour la réalisation de murs : il suffit, en effet, d’adapter simplement la mise en oeuvre (renforcement de coffrage, étanchéit é ...).
135 Les systèmes constructifs associant planchers en béton et isolants thermo-acoustiques et chapes assurent une excellente isolation de la construction, en séparant les pièces habitables des fondations ou des sous-sols, dans la mesure o ù ils seraient moins utilisés et, par cons é quent, moins chauffés.
136 Planchers hauts Les combles habitables sont la partie d’une construction située sous une toiture inclinée. En créant une dalle en béton sous le toit, on obtient un volume supplémentaire qui permet aisément l’aménagement de combles, en fonction de l’évolution des besoins des habitants. Ce type de plancher contribue fortement à augmenter l’inertie thermique de la construction, notamment en régulant la température l’été. Planchers chauffants Ils sont réalisés à l’aide de chapes autonivelantes anhydrites. La chaleur est transmise par eau chaude basse température, réversible ou non,
137
138
Lors des audits périodiques, les vérifications permettent de donner à l’utilisateur du béton et au client final, l’assurance de la qualit é et de la conformit é du béton : sur l’application effective des procédures définies dans les documents qualit é sur l’aptitude à confectionner un béton conforme aux exigences normatives. 153k
