Module de béton, eMii-C
Le module de béton est l’élément structurel qui comporte tout l’équipement intérieur et les finitions extérieures. Son assemblage horizontal et vertical permet de créer des bâtiments en profitant de ses caractéristiques de résistance comme unité structurelle et globale. Pour obtenir cette unité, le système d’assemblage a été développé en tenant compte de l’élasticité structurelle afin d’obtenir un excellent comportement sismique, acoustique et rhéologique pour les bâtiments. La conception des assemblages et les caractéristiques de rapidité de montage permettent d’obtenir des bâtiments démontables en toutes circonstances (ce sont les propriétés intrinsèques du système). Dans le cas de bâtiments temporaires, il est aussi envisageable d’utiliser des fondations récupérables.
L’unité structurelle de béton armé est composée de deux planchers unidirectionnels et de deux parois, ou piliers, des mêmes caractéristiques, qui sont assemblés dans les planchers et qui assurent la rigidité horizontale grâce à la continuité des armatures entre les plans horizontaux et verticaux (propriétés monolithiques du système). Cette rigidité est garantie par le système de bétonnage continu sans unions mécaniques.
Tout l’ensemble peut être développé avec différentes compositions et géométries de planchers et parois. Les dimensions minimums des nervures des faces horizontales et verticales sont de 20cm tandis que les espaces inter-nervures sont constitués de dalles de 6cm. Ces dimensions sont ajustables au cas par cas suivant le calcul structurel, de la même manière que le sont les modules, les vides et les parties saillantes propres à chaque projet.
En savoir plus sur le module eMii-C:
Géométrie:
Les dimensions des modules en plan et en hauteur s’adaptent à chaque projet, l’unique restriction étant fixée par les normes de transport propres à chaque itinéraire. En termes de largeur et hauteur, nous recommandons de limiter la diversité des modules-type. A partir de ces modules-type, il est possible de personnaliser à volonté la longueur, les parties saillantes et les vides. On tiendra compte dans la géométrie du module des conditions telles les points de levage, les gaines d’installations, les points de fixation en façade, les échafaudages, etc.
Béton:Il s’agit d’un béton de type H50 (50 MPa) auto plaçant et armé de type passif. Les revêtements, la compacité du matériau et sa résistance garantissent une grande durabilité et de bonnes prestations du produit fini qui s’adapte aux conditions environnantes et de résistance au feu.
Résistance au feu:Conformément à la norme en vigueur CTE (DB-SI), EHE-08 y Eurocode 2, la structure des modules CompactHabit® est conforme aux exigences de R30 à R90 (selon les projets). Pour la construction de bâtiments exigeant des résistances au feu supérieures, la géométrie du module de béton sera adaptée (nervures et épaisseur des dalles) et des éléments de protection passive seront ajoutés en fonction des exigences légales.
Inserts vissés et éléments de positionnement et de serrage:La pièce de béton compte différents éléments vissés et intégrés pour faciliter l’assemblage des pièces durant les phases postérieures de manipulation et de montage. Pour permettre un empilement précis, quatre cylindres coniques sont installés sur les parties supérieures périphériques des modules. Cet élément permet également la rupture de ponts acoustiques et l’élasticité du système puisqu’il agit comme un amortisseur lors de la manipulation et le levage par la grue durant la phase d’assemblage. Afin d’éviter toute intervention postérieure qui pourrait abimer le béton, des éléments vissés et des pièces auxiliaires de fixation sont prévus afin de permettre la réalisation des façades, l’utilisation de structures annexes, d’échafaudage, etc.
Normes auxquelles CompactHabit® répond avec son système structurel eMii-C:
- CTE DB SE Document de base sur la Sécurité Structurelle du Code Technique de la Construction.
- EHE-2008 Instructions sur le béton structurel.
- EUROCODE 1: Bases de projets et actions sur les structures.
- EUROCODE 2: Projets de structures de béton.
- EAE 2011 EAE Instruction Espagnole sur l’acier structurel.
- EUROCODE 3: Projets de structures d’acier.
- EUROCODE 4: Projets de structures mixtes de béton et acier.
Prestations du produit
L'Évaluation Technique Européenne (ETE) attribuée à un produit de construction constitue une évaluation technique favorable relative à la conformité du produit par rapport à l’utilisation qui en sera faite. Cette évaluation est fondée sur le respect de six Critères Essentiels (CE) prévus par la Directive 89/106/CEE relative aux Produits de construction (CPD):
- RE 1 Résistance mécanique et stabilité.
- RE 2 Sécurité en cas d’incendie.
- RE 3 Hygiène, santé et environnement.
- RE 4 Sécurité d’utilisation.
- RE 5 Protection contre le bruit.
- RE 6 Economie d’énergie et isolation thermique.
L’ETE définit le cadre normatif réglementaire nécessaire pour tout produit commercialisé dans l’espace européen, dans l’hypothèse où il n’existerait pas de norme s’appliquant par défaut au produit en question, afin de garantir que ledit produit respecte les critères requis pour sa mise en service.
Les modules tridimensionnels monolithiques en béton armé à haute résistance de CompactHabit® disposent de l’ETE nº11/0266.
Evaluation du système
L’évaluation du système CompactHabit®®, nécessaire pour l’octroi de l’ETE 11/0266, a été réalisée par l’Institut de technologie de la construction de Catalogne (ITeC), organisme homologué et membre de l’EOTA (European Organization for Technical Approvals).
L’organisme ITeC a effectué une analyse complète ainsi qu’une révision des modules de CompactHabit® et du système de production, selon les dispositions et critères définis par le guide ETAG 023 « Prefabricated building units et le Guidance paper B: Definition of factory production control in technical specifications for construction products ».
Ainsi, les conditions du processus de fabrication des modules tridimensionnels monolithiques en béton armé à haute résistance de CompactHabit® ont été contrôlées et déterminées selon les principaux aspects suivants:
- Critères de conception du système CompactHabit®.
- Processus de fabrication des modules.
- Exécution de la fondation spécifique aux travaux.
- Système de mise en service des modules.
Evaluation Technique Européenne des modules de CompactHabit
L’ETE 11/0266, octroyée aux modules industrialisés en béton armé de CompactHabit®, constitue la norme harmonisée qui définit et valide les procédures opérationnelles de tout le processus de production des modules en béton eMii réalisés dans le centre de production de CompactHabit® de Cardona. Celui-ci comprend:
- Le développement du produit.
- La fourniture des matériaux.
- La production des modules.
- La mise en service finale sur l’ouvrage.
Eléments structurels complémentaires
1. Soutiens élastiques : ils possèdent une grande capacité structurelle à base de roulements compacts, une grande durabilité, une bonne réaction face au feu et présentent d’excellente garanties à long terme.
2. Concept structurel : le comportement de transmission des charges est linéaire, à l’image d’un mur porteur. Pour définir le concept, on divisera la longueur de la zone de soutien ou du mur en trames de 90 centimètres qui correspondront aux points de contact ou de soutiens.
3. Raccordement entre modules et fondations: il s’agit des 4 éléments de raccordement transversal situés dans les angles supérieurs et sur les façades. Ces pièces permettent, via des joints mécaniques, de conduire les charges et d’empêcher le coulissement les modules. Cette solution est applicable à tous les niveaux, y compris pour le raccordement avec la fondation.
4. Fondation: la fondation constitue la base du bâtiment. Une grande précision est indispensable lors du nivellement des soutiens.
Module mixte, eMii-CS
Le module mixte est l’élément tridimensionnel dont l’assemblage avec d’autres éléments semblables permet la construction de bâtiments. Pour réussir cela, le module doit-être suffisamment rigide pour donner de la stabilité à l’ensemble, en assumant les charges et les efforts horizontaux liés au vent et aux secousses sismiques.
Le module est composé d’un plancher inférieur, de piliers et d’une structure métallique avec contreventement et structure de toiture. Cette structure métallique supérieure peut être remplacée par un plancher semblable au plancher inférieur. Les solutions de plancher sont nombreuses, que ce soit de béton massif (dalle armée), de béton allégé, de solution mixte, de structure métallique et de béton armé.
Pour obtenir la composition d’un bâtiment, CompactHabit® a développé différentes solutions d’unions et d’appuis qui permettent le montage et le démontage du bâtiment très facilement et rapidement. Les unions peuvent-être élastiques ou rigides ou semi-rigides non-démontables. Toutes ces variantes permettent l’adaptation du système aux différentes conditions et caractéristiques des bâtiments à réaliser.
Pour chaque projet une analyse exhaustive des caractéristiques du bâtiment et de son comportement structurel est réalisée afin de mettre en œuvre de la meilleure manière possible les éléments développés par CompactHabit® et atteindre ainsi les meilleures prestations. L’ensemble du système est composé du module structurel mixte répétitif, des appuis et des unions mécaniques, avec la possibilité de produire des unités identiques ou différentes en matière de distribution et de géométrie.
En savoir plus sur le module eMii-CS:
Géométrie:
Les dimensions des modules en plan et en hauteur s’adaptent à chaque projet, l’unique restriction étant fixée par les normes de transport propres à chaque itinéraire. Il est possible de réaliser des faces non-parallèles et des hauteurs variables, horizontales ou inclinées, la distribution des piliers étant dictée par la distribution architecturale, les calculs structurels et les manipulations du module. Grâce à cela, une grande flexibilité architecturale est permise.
Béton:Il s’agit au minimum d’un béton de classe H25, avec armature passive. Les revêtements garantissent les bonnes prestations et la durabilité du produit fini. Les revêtements, armatures, planchers et solutions constructives sont adaptés pour optimiser la solution mise en œuvre dans chaque cas de figure.
Acier:Normalement c’est de l’acier S275JR qui est utilisé pour les éléments structurels et de l’acier S235JR pour les éléments secondaires, bien que ce soit les calculs structurels qui dictent les caractéristiques des éléments à utiliser. Les finitions sont galvanisées ou peintes suivant exigences de chaque projet.
Résistance au feu :Conformément à la norme en vigueur CTE (DB-SI), EHE-08 de l’Eurocode 2 – 3 et 4, la structure des modules CompactHabit® satisfait aux exigences normalisées R30, R60 ou R90 (suivant exigences légales). Pour les parties des bâtiments demandant une résistance au feu supérieure, les revêtements du béton et les protections des structures métalliques seront adaptés en fonction des attentes de chaque projet.
Normes auxquelles CompactHabit® répond avec son système structurel eMii-CS:
- CTE DB SE Document de base de la Sécurité Structurelle de l’acier du Code Technique de la Construction.
- EAE 2011 EAE Instruction Espagnole sur l’acier structurel.
- EUROCODE 1: Bases de projets et actions sur les structures.
- EUROCODE 2: Projets de structures de béton.
- EUROCODE 3: Projets de structures d’acier.
- EUROCODE 4: Projets de structures mixtes de béton et acier.
Foundations
Différentes solutions de fondations seront envisagées en fonction du type de bâtiment à réaliser. Le recours à des solutions traditionnelles ou semi-industrialisées pourra être envisagé, notamment par l’utilisation de poutres en béton préfabriquées, ou selon le système conçu par CompactHabit® au cas par cas.
Solutions de fondations pour les deux systèmes:
1. Directement sur le terrain:
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Fondations superficielles:
- Poutres et poutres de fondation préfabriquées (bétonnage minimum de la base de soutien pour l’assise des préfabriqués). Les poutres de fondation peuvent être usinées in situ.
- Demi-poutres et poutres de fondation préfabriquées, avec bétonnage de semelles courantes (coffrées ou en tranchées). Les poutres de fondation peuvent être usinées in situ.
- Fondation traditionnelle de pieux et micropieux avec semelle courante ou puits plus poutres de fondation, avec application d’inserts conçus par CompactHabit®, situés dans la partie supérieure de la zone bétonnée.
- Fondation temporaire : Poutres de fondation préfabriquées avec des raccords vissés et protégés qui facilitent la récupération à 100 % de la fondation dans l’hypothèse d’un démontage du bâtiment.
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Fondations profondes:
- Demi-poutres et poutres de fondation préfabriquées, avec bétonnage de semelle courante au moyen d’une tête de pieu pour l’application de pieux ou micropieux. Les poutres de fondation peuvent être usinées in situ.
- Fondation traditionnelle de pieux ou micropieux avec semelle courante ou puits plus poutres de fondation, avec application d’inserts conçus par CompactHabit®, situés dans la partie supérieure de la zone bétonnée.
2. Sur des structures consolidées selon une méthode traditionnelle:
Ces structures peuvent correspondre au sous-sol, au rez-de-chaussée et à d’autres configurations pouvant également être réalisées in situ ou préfabriquées. En règle générale, la surface de contact sur laquelle s’appuient les modules consiste en un réseau de poutres sans qu’il soit nécessaire de construire un plancher.
Des inserts conçus par CompactHabit® sont placés dans la partie supérieure des poutres (ou surface d’appui) afin de garantir l’assemblage et le nivellement des modules.
En toute circonstance, CompactHabit® examine et calcule les solutions adaptées à chaque cas, en collaboration avec l’équipe technique en charge de l’élaboration du projet, en fournissant les données de calcul nécessaires afin de déterminer les dimensions de la fondation.
Autres systèmes: Finitions
Revêtements et fermetures compatibles avec le système:
Les solutions pouvant être utilisées pour les revêtements et les façades des modules relèvent des techniques de construction courantes. Il est très important d’utiliser des matériaux d’application au sec.
Toitures compatibles avec le système:
Le système de CompactHabit® prévoit le montage de toitures industrielles préfabriquées, conjointement ou indépendamment du module, ainsi que la réalisation de toitures in situ par des procédés existants dans la construction traditionnelle.
Compatibilité du système avec les installations:
Les installations suivront des schémas prévoyant des critères propres à la production en série et à l’industrialisation. Les solutions seront limitées par les normes en vigueur relatives à la construction traditionnelle.
Eléments auxiliaires formant partie du système:
Les éléments complétant la fonctionnalité du bâtiment tels que les escaliers, ascenseurs et autres équipements, se verront appliqués des solutions techniques adaptées à chaque projet, la priorité étant donnée aux critères de montage rapide et conforme à la séquence de construction du bâtiment.
Montage
Le montage d’un bâtiment peut être divisé en deux phases : la fondation et l’empilement des modules. Le type de fondation est fonction de la solution technique la plus adaptée selon les caractéristiques du terrain et du projet. En règle générale, la première phase consiste à définir les niveaux de fondation et à marquer les axes d’implantation. On procède ensuite à l’extraction du terrain. Jusqu’à cette étape, nous pouvons affirmer que les phases correspondent à celles d’un ouvrage traditionnel.
Par la suite, grâce aux outils spécifiques à chaque fondation, on fixe le niveau des poutres de fondation ou du système prévu par CompactHabit® afin de recevoir les modules. La fondation est alors bétonnée in situ en garantissant le monolithisme avec les pièces industrialisées. On procède également à un relevé tachymétrique du niveau des surfaces d’appui des modules. Le système permet également le placement de modules au niveau du sous-sol ou du rez-de-chaussée, construits avec des systèmes traditionnels ou industrialisés, permettant ainsi la coexistence de la construction modulaire et traditionnelle.
L’ordre de montage des modules s’effectue de droite à gauche, ou inversement, en fonction de l’emplacement de la grue, de la position relative des modules et de leur capacité à être déplacés.
Entretien
L’entretien du système de construction avec modules industrialisés de CompactHabit® est similaire à celui d’un ouvrage traditionnel. De plus, du fait qu’il s’agit d’un système industrialisé, les modules disposent d’une traçabilité totale en matière de matériaux et de composants, ce qui permet de fournir un service après-vente de haute qualité.
Durée de vie utile du bâtiment:
Les bâtiments construits avec les modules industrialisés de CompactHabit® assurent une durée de vie allant jusqu’à 100 ans, conformément aux dispositions de « l’Instrucción española de hormigón estructural » (Code espagnol du béton structurel, EHE) et de l’Eurocode 2.
Moyens de transport et levage
Une fois terminés, les modules sont transportés de l’usine jusqu’au chantier via un moyen de transport spécial ne pouvant dépasser 5m de largeur, 4,5m de hauteur et 40m de longueur.
Concernant la charge, elle est limitée à 70-90t en fonction de la voie. Le moyen de transport consiste en une plate-forme extensible tirée par un camion. Le déplacement du module s’effectue en usine au moyen d’un pont roulant, et sur le chantier au moyen d’une grue mobile.
Conception-réalisation pour une construction résiliente
Lors d’une construction traditionnelle, monolithisme et rigidité des bâtiments sont à l’origine des fissures ou cassures découlant du mouvement naturel de l’ensemble du bâtiment. Ces mouvements résultent de la flexion, des propriétés rhéologiques, de l’assise, des vibrations, etc.
La solution structurelle de CompactHabit® permet, de ce point de vue, une amélioration sensible visible jusque dans son approche. Le bâtiment est fractionné en sa structure même et ce jusqu’à la fermeture de la façade. Cela implique que tous les mouvements possibles décrits précédemment sont absorbés par les unions entre modules qui, d’un point de vue structurel, fournissent ainsi une grande fiabilité dans la conservation du bâtiment.
Si nous analysons une situation critique d’accident, telle qu’un incendie ou une explosion, la réparation de la structure d’un bâtiment traditionnel implique d’importantes ressources économiques ainsi qu’un investissement dans le temps. Dans le cas de CompactHabit®, la réparation ne constitue en aucun cas un problème. Il suffit de désassembler les ancrages accessibles depuis la façade, et de démonter avec la grue la partie touchée du bâtiment devant être remplacée par de nouveaux modules équivalents.