Murs à coffrage intégré : stabiliser la pose en phase provisoire

Les murs à coffrage intégré (MCI), ou prémurs, sont des éléments en béton armé préfabriqués destinés à former la structure principale d’un mur avec une finition d’excellente qualité : murs porteurs ou non porteurs, façades, poutres-voiles, etc.

Ils sont adaptés à toutes sortes d'ouvrages à géométrie contrainte qui exigent des opérations de coffrage longues et complexes : cages d’ascenseur ou d’escalier, retours de façade, parois de pièces exiguës, murs coffrés sur une seule face.

La préfabrication des panneaux peut être complétée par une isolation thermique extérieure ou un doublage intérieur isolant. Les menuiseries sont rapportées et les huisseries métalliques peuvent être incorporées.

Lorsque le plan de stabilisation et de pose est respecté, que l'organisation du travail est correcte et que toutes les mesures de prévention sont mises en œuvre, ce procédé constructif améliore les conditions de travail des opérateurs (chef de chantier, élingueur, grutier, maçon) et réduit les risques sur chantier.

Points de vigilance de cette technique : erreurs de manutention des MCI et de leurs accessoires, chutes de hauteur du personnel, ruine du MCI (défaut de fabrication, défaillance d’un bord du MCI, détérioration lors des manutentions et transport, surcharge), écrasement et heurts suite à la chute du MCI.

Un MCI se compose de deux parois minces en béton armé d'une épaisseur de 5 à 7 cm servant de coffrage :

• maintenues espacées par des raidisseurs métalliques (ensemble d’armatures destinées à maintenir l’écartement des parois du MCI, sans rôle de renfort pour la structure définitive) ;
• associées à un remplissage de béton coulé en place entre les parois.

Les aciers de liaison, ou armatures en attente, sont insérés sur les côtés pour assurer la liaison avec les différentes parties d’ouvrage liées au MCI.

Les murs à coffrage intégré sont conformes à la norme européenne NF EN 14992+A1 « Produits préfabriqués en béton – Éléments de murs » ou à la norme NF EN 15258 « Produits préfabriqués – Éléments de murs de soutènement » lorsqu’ils relèvent du domaine d’emploi de cette dernière.

Tolérances dimensionnelles admissibles :

Se reporter au Cahier des prescriptions techniques communes aux procédés de murs à coffrage intégré (CSTB, cahier 3690, mai 2014). Ces ouvrages répondent à la classification P (3), d’après la norme NFP 18-503.

Les MCI sont dimensionnés selon les règles usuelles de la résistance des matériaux et du béton armé en flexion simple ou composée avec, le cas échéant, vérification de la stabilité de forme.

Les aciers de liaison doivent assurer la continuité mécanique entre la fondation ou le plancher et le MCI, entre deux MCI, entre le MCI et les ouvrages avoisinants.

Pour la réalisation de murs extérieurs

L’enrobage des armatures est choisi en fonction de la nature agressive du milieu ambiant dans lequel est placé le mur : entre 2 et 3 cm pour les faces exposées.

Les ouvertures et baies sont obtenues au moyen de mannequins fixés sur les tables coffrantes. Elles sont renforcées par des armatures périphériques dans les parois.

Le bureau d’études de structure est le mieux placé pour regrouper tous les éléments de décision. L'intégration des phases provisoires dans le calcul des structures entre dans son processus de conception.

Il est donc nécessaire d’analyser les points suivants.

Éliminer ou réduire les contraintes extérieures pouvant peser sur le MCI non claveté

Le blindage des terres doit être indépendant du MCI. En aucun cas, le MCI ne peut être utilisé comme blindage ou protection contre l'effondrement.

La stabilité provisoire est calculée pour :

• reprendre l'effort au vent d'une vitesse de 85 km/h. Au-delà de cette valeur, délimiter un périmètre interdisant la présence des opérateurs à proximité des MCI non clavetés ;
• reprendre le choc d'une benne à béton d'une masse de 2,5 t à 2 m/s. Au-delà de cette valeur, sécuriser les manutentions dans le voisinage des MCI, en particulier lorsqu’ils sont contigus.

Les modes opératoires et les dispositions qui évitent les chocs ou leurs effets néfastes, notamment lorsque le bétonnage doit être réalisé à la pompe à béton, sont définis par le concepteur en collaboration avec l’utilisateur.

Vérifier les contraintes spécifiques sur les appuis

Si les appuis sont constitués par des poutres ou des poutres voiles, le concepteur doit :

• vérifier les conditions de résistance des appuis (sections, durcissement du béton) ;
• prévoir des armatures de renfort et/ou des étaiements pour les phases transitoires ;
• reporter ces indications sur les plans ainsi que les hypothèses de charges correspondantes ;
• vérifier les flèches transversales que peuvent prendre ces poutres sous les efforts de chantier ;
• adapter en conséquence la stabilisation provisoire des MCI et indiquer, sur les plans, les dispositions à prendre.

Le bureau d’études chargé du calcul des supports attachera une attention toute particulière à cette disposition constructive.

La coordination entre les différents acteurs est essentielle.

L’entreprise fournit au fabricant les plans des éléments porteurs et leurs armatures en attente, le mode de mise en œuvre choisi et l'ordre d’avancement de pose, les charges de chantier (verticales, horizontales, statiques et dynamiques,) les moyens de contreventement prévus et leurs caractéristiques.

Le fabricant étudie le sens de pose, le plan de calepinage des MCI, leur contreventement provisoire et les détails des éléments singuliers de l’ouvrage (réservations traversantes, trémies de bétonnage, inserts, porte-à-faux, aciers de liaison).

Le bureau d’études consolide l’ensemble des informations liées à la tenue de la structure et met à jour ses plans de coffrage en vérifiant la tenue de l’ensemble, y compris pendant les phases provisoires.

Le calcul de l'étaiement qui sert de contreventement est réalisé avec une attention particulière. Lors de la pose, les MCI offrent une prise au vent très importante et n’opposent aucune résistance aux efforts horizontaux.

Postes de travail en hauteur concernés : pose des MCI successifs, fixation et retrait du contreventement, retrait des élingues de manutention, mise en place des coffrages d’abouts ou de réservations, mise en place des aciers de liaison, coulage du béton de clavetage.

Moyen d'accès sécurisés : par nacelle élévatrice (à bras articulé ou ciseaux de type PEMP), par échafaudages roulants ou plateforme individuelle roulante d'accès prémur (PIR) selon les cas. Pour tout autre moyen (passerelles mobiles sur la tête du MCI...), vérifier la capacité du MCI à supporter les efforts.

Lors de la préfabrication, incorporer dans le MCI un maximum d’éléments : les inserts pour fixer les garde-corps, les inserts en métal déployé pour l'arrêt de coffrage, les pipes de bétonnage.

Les aciers de liaison sont conçus par le fournisseur pour une mise en œuvre simple et sécurisée.

Sur le chantier, toutes les opérations se font sous l’autorité du responsable de la mise en œuvre des MCI.

Mise en place à la grue : Les MCI, équipés de leurs contreventements, sont mis en place à la grue, sur un support d’accueil préparé, et maintenus par la grue jusqu’à leur stabilisation complète : cornières de réglage ou étais tirant-poussant. Lorsque l’espace est restreint (gaines d’ascenseurs ou cages d’escalier), utiliser d’autres moyens comme les équerres par exemple.

Assurer une bonne coordination des différents acteurs pour éviter les ordres contradictoires et limiter les risques de heurt, écrasement, coincement.

Le poseur qui bénéficie d’une parfaite vision du poste de travail est affecté à la commande de la grue, par le moyen de communication adapté. Le grutier se réfère à un interlocuteur unique.

Possibilité d'équiper les MCI de deux cordes pour que les opérateurs puissent les manœuvrer à distance lors du guidage (notamment par temps venteux).

Privilégier deux points de levage, sinon l'opérateur met en œuvre un moyen adapté pour équilibrer les efforts exercés sur chaque boucle de levage en suivant les prescriptions de la notice du fournisseur.

Les points de levage ne sont pas à égale distance des bords. Le fournisseur tient compte de ce centre de gravité spécifique pour positionner les inserts de levage. L'opérateur recherche la verticalité et l’horizontalité des bords des MCI en parfaite connaissance de ce centre de gravité.

Le positionnement final du MCI au moyen de deux ventouses de préhension assure aux opérateurs une prise confortable du MCI juste avant sa pose sur son support d’accueil, et supprime le risque de coincement entre deux MCI.

Les aciers de liaison entre MCI peuvent s’insérer depuis le haut du MCI, sur le côté du MCI à l’avancement ou en prévoyant des boîtes d’attente.

Réaliser le bétonnage dans l’ordre indiqué au plan de coffrage, en respectant les charges de chantier prévues (personnel, quantité et nature du matériel).

Ne pas modifier le réglage des éléments de contreventement dès que le bétonnage est commencé.

Les bétons de remplissage sont structurels et participent à la résistance du mur. Ils doivent être réalisés dans les règles de l’art et conformément à l’avis technique du fournisseur.

Surveiller attentivement l’état du MCI au fur et à mesure du bétonnage.

Interrompre l’opération en cas de fuite importante de béton.

La phase de bétonnage consiste à mettre en place les garde-corps (lorsque les inserts sont prévus dans le MCI), les arrêts de bétonnage verticaux (si prévu à la conception du produit, ils nécessitent pas d’intervention particulière de l’utilisateur), les coffrages de rives (si abouts non coffrés en usine).

Réaliser le coulage depuis le poste de travail situé en partie supérieure du MCI, à défaut de le faire depuis le sol, ou par un moyen d'accès sécurisé (PEMP,...).

L'utilisation d'une pompe à béton et d'un tube plongeur souple limitent les risques de ségrégation du béton et réduisent les risques de chute de hauteur. Afin d’éviter tous risque d’éclatement ou basculement des MCI, le coulage est effectué par plusieurs passes. La hauteur de chaque passe est précisée par le fabricant (en général 50 à 70 cm).

Retirer les éléments de stabilisation provisoire uniquement si la stabilité des MCI est effective selon les préconisations du bureau d’études.

Réaliser ce retrait en évitant les risques liés au travail en hauteur :

• de plain-pied pour les éléments de petite hauteur ;
• depuis une nacelle élévatrice pour les grandes hauteurs (desserrage des étais tirant-poussant préalablement suspendus à une grue).

Les solutions de retrait de l’étaiement sont préconisées dans la notice d’instructions du fournisseur.