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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction C 3 700 − 1 Escaliers par Paul-Henri GENÈS Ingénieur des Arts et Manufactures Architecte DPLG 1. Terminologie.............................................................................................. C 3 700 - 2 1.1 Données nécessaires au tracé .................................................................... — 2 1.2 Données élémentaires : les marches ......................................................... — 2 1.3 Volée. Échappée........................................................................................... — 2 2. Circulation et sécurité............................................................................ — 6 2.1 Circulations collectives. Unité de passage. Débit ..................................... — 6 2.2 Ergonomie de la marche. Formule de Blondel ......................................... — 6 2.3 Applications : échappée en plan et paliers................................................ — 7 2.4 Conditions de confort et de sécurité des usagers. Éclairage. Accès....... — 7 2.5 Sécurité du public vis-à-vis des risques d'incendie.................................. — 8 2.6 Ventilation des escaliers.............................................................................. — 8 3. Principes de construction ..................................................................... — 8 3.1 Formes et stabilité. Conception globale .................................................... — 8 3.2 Marches........................................................................................................ — 9 3.3 Volée ............................................................................................................. — 9 3.4 Repos des volées : les paliers..................................................................... — 10 3.5 Cage d'escalier............................................................................................. — 10 3.6 Hélices : fonction, stabilité et problèmes de calcul................................... — 10 4. Éléments de ﬁnition et confort............................................................ — 12 4.1 Garde-corps et mains courantes ................................................................ — 12 4.2 Revêtement des marches............................................................................ — 13 4.3 Entretien. Électricité statique...................................................................... — 13 4.4 Clôture et aspect.......................................................................................... — 13 5. Escaliers utilitaires.................................................................................. — 14 5.1 Dimensions usuelles des escaliers privés ................................................. — 14 5.2 Établissements recevant du public (ERP) .................................................. — 14 5.3 Immeubles de grande hauteur (IGH) ......................................................... — 15 5.4 Plans types et tracé...................................................................................... — 15 6. Escaliers particuliers............................................................................... — 16 6.1 Tracé ............................................................................................................. — 16 6.2 Marches. Balancement................................................................................ — 16 6.3 Grands escaliers .......................................................................................... — 17 7. Matériaux et techniques ........................................................................ — 18 7.1 Bois ............................................................................................................... — 18 7.2 Maçonnerie .................................................................................................. — 19 7.3 Fer, fonte, acier ............................................................................................ — 19 7.4 Autres métaux.............................................................................................. — 19 7.5 Béton armé................................................................................................... — 19 7.6 Verre.............................................................................................................. — 19 7.7 Matériaux synthétiques............................................................................... — 19 7.8 Mise en œuvre ............................................................................................. — 19 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. C 3 700 ESCALIERS ___________________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. C 3 700 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction a conception d'un escalier dans une construction, le choix de sa position et son tracé sont des problèmes d'architecture traités dans la rubrique Programmes d'architecture du présent traité avec les circulations dans les bâti- ments. Cependant, il arrive lors de l'exécution que l'ignorance ou l'oubli des données pratiques correspondantes soit source d'erreurs qui nuisent à la qualité d'usage et d'aspect de cet élément important et très visible : il faut donc les rappeler brièvement sans développer ici leurs justiﬁcations ergonomiques ou autres. De même, les techniques de réalisation sont les mêmes que pour toute autre partie du bâtiment, sauf quelques particularités dues à la forme et aux fonctions qu'il sufﬁra de préciser sans exposer en détail la technologie. L 1. Terminologie Étant admis que l'escalier, constitué de marches où le pied se pose sans glisser, est déjà mis en place et dessiné tel que l'exige la circulation, il faut rappeler le vocabulaire indispensable pour être compris des praticiens. Chaque élément d'un escalier a un nom précis dont l'objet est repéré sur la ﬁgure 1. On ne donnera pas tous les synonymes ni les mots anciens ou d'emploi moins usuel qui se trouvent encore dans beaucoup d'ouvrages. Seuls les développements des paragraphes suivants permettront de saisir l'articulation entre les éléments déﬁnis ici. 1.1 Données nécessaires au tracé La première donnée caractéristique est la hauteur à monter H que l'on peut déﬁnir comme la hauteur de sol à sol ou hauteur d'étage. C'est la hauteur de l'escalier s'il n'y a qu'un seul étage. Le tracé de l'escalier a déterminé quelle est sa surface en plan et d'abord son développé qui est la mesure L du chemin horizontal à parcourir selon le tracé F en trait mixte de la ligne de foulée que l'on va suivre pour monter : c'est l'axe de circulation d'un individu. La ligne de foulée est souvent tracée dans l'axe des marches ou à 0,5 m d'une main courante. Le rapport H / L est la pente moyenne de l'escalier qui tient compte des paliers et caractérise le confort de la circulation. C'est à tort qu'il est souvent nommé inclinaison. La largeur du passage est l’emmarchement (1) mesuré entre les extrémités latérales de la surface horizontale des marches. La largeur libre (2) entre les mains courantes n'est généralement pas caractéristique, bien qu'un peu plus faible. 1.2 Données élémentaires : les marches La marche ou degré est le plan horizontal sur lequel on pose le pied, et aussi le matériau qui le constitue. Sa plus grande dimension est toujours l’emmarchement. Sa largeur correspond à la longueur du pas, elle se mesure entre deux arêtes ou nez de marches successifs : c'est le giron g. La partie verticale limitant le fond de marche devant la marche supérieure est la contremarche dont la hauteur h est la hauteur de marche traditionnellement appelée montée. La profondeur p de la marche est sa largeur perpendiculaire à l’emmarchement entre le nez et le fond, assurant l'appui du pied : pour l'améliorer, le nez de marche peut être en saillie sur la contremarche ; il est souvent mouluré en astragale. Les schémas de la ﬁgure 2 justiﬁent le mouvement du talon sous l'astragale lors de la descente de l'escalier, à la rotation des phalanges sur le métatarse. La pente réelle de l'escalier est le rap- port h /g. 1.3 Volée. Échappée La volée, suite de trois marches au moins, est la partie en pente, élément essentiel de l'escalier, encore parfois appelée rampe. Sauf pour un seuil ou un perron, une marche isolée ou un groupe de deux marches doivent être absolument évités. Nous verrons dans une analyse plus ﬁne (§ 3) que l'escalier est toujours dans une cage, construction assurant le report des charges et éventuellement la clôture, même si les volées ne sont pas encastrées dans des murs de cage (4) et qu'il se développe libre- ment dans une trémie vide à la surface d'un plancher porteur. La volée porte sur le repos (5), ce qui est une tautologie en langage de charpente, le repos étant devenu synonyme de palier (6), partie de circulation horizontale entre les rampes inclinées, surtout si ce palier intermédiaire ne comporte pas d'accès (7) vers un étage avec lequel il soit de plain-pied. Si les marches de la volée ne sont pas portées par une paillasse (8), dalle inclinée (ﬁgure 3a ), elles sont entre échiffres, ces supports d'extrémité pouvant être soit des murs (ﬁgure 3b ), soit des poutres inclinées ou limons (ﬁgure 3c ). Pour laisser appa- raître en bout le dessin des marches, y retournant s'il y a lieu l'astragale, le limon peut être découpé en crémaillère (ﬁgure 3d ) et l'escalier est dit par les charpentiers à l'anglaise. Les marches dessinent aussi une crémaillère du côté libre d'une paillasse, tandis qu'elles s'encastrent par l'assemblage d’emmarchement dans les limons des escaliers à la française qui sont limités, s'ils sont vus du côté d'un vide ou jour (9), par des surfaces continues en rampes qui suivent la pente des nez de marches (ﬁgure 3c ). Le tracé des arêtes de limons ne peut pas être rectiligne à pente régulière : des ressauts sont inévitables au raccordement des poutres palières si les marches de départ des volées opposées montantes et descendantes ne sont pas décalées. Le problème est moins aigu dans un escalier à l’anglaise, mais la ligne des nez de marches mal dessinée est inélégante et la maladresse se juge à la sous-face (10) qui n'est trop souvent déterminée que par le plan de coffrage résultant du calcul de béton armé (ﬁgure 4) au lieu de réaliser un plafond rampant en continuité avec celui des paliers. La pente réelle de l'escalier, qui est le rapport h /g , doit être constante. La pente globale d'une volée suppose une marche palière puisque entre les deux contremarches extrêmes d'une volée, suite continue de n marches (n = 8 sur la ﬁgure 1), le développé est : D = (n – 1)g pour une dénivelée totale H = n h. Le tracé jadis fait par le charpentier en vraie grandeur sous le nom d'épure est toujours nécessaire à l'échelle des dessins pour l'étude de la stéréotomie dans l'espace qui, avant même l'étude des éléments de construction, doit assurer le contrôle de l'échappée E, distance libre entre les nez de marche et tout élément à l'aplomb (2,10 m à la verticale environ) (ﬁgure 5). ___________________________________________________________________________________________________________________________ ESCALIERS Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction C 3 700 − 3 Figure 1 – Terminologie ESCALIERS ___________________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. C 3 700 − 4 © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction Pour échapper, il faut n assez grand pour que nh ≈ 2,10 m + e, où uploads/Ingenierie_Lourd/ escaliers-pdf.pdf