Le choix de l’épaisseur d’un profil collaborant ne consiste pas uniquement à vérifier sa résistance pendant le coulage du béton. La tôle contribue également au comportement structurel de la dalle mixte, et son épaisseur peut conditionner la hauteur de dalle nécessaire pour satisfaire aux vérifications structurelles.
Dans certains projets, augmenter l’épaisseur de la tôle permet de réduire la hauteur totale du plancher, de diminuer son poids propre et d’éviter l’étaiement pendant la phase de mise en œuvre. L’exemple suivant montre comment ces variables peuvent être combinées afin d’obtenir une solution structurelle plus performante.
Influence de l’épaisseur de la tôle sur le dimensionnement du plancher collaborant
L’épaisseur du profil collaborant intervient dans les deux phases résistantes du système.
Pendant la phase de coffrage, une tôle plus épaisse offre une résistance et une rigidité supérieures face aux charges générées par le béton frais, les armatures et les opérations de mise en œuvre. Son influence est particulièrement importante pour les vérifications de résistance en flexion positive et négative, ainsi que pour déterminer si le plancher peut être réalisé sans étaiement.
Pendant la phase mixte, l’épaisseur de la tôle influence également la capacité résistante de la section, tant en flexion positive qu’en ce qui concerne les efforts de cisaillement longitudinal entre l’acier et le béton.
Cette dernière vérification peut être déterminante pour définir la hauteur de la dalle. La résistance au cisaillement longitudinal dépend des caractéristiques du profil, de la conception de ses bossages et des valeurs de résistance établies à partir des essais réalisés sur le système acier-béton.
Par conséquent, le choix de l’épaisseur doit prendre en compte conjointement les vérifications des deux phases résistantes, et non uniquement la résistance de la tôle pendant le coulage du béton.
Hypothèses de calcul de l’exemple
Le plancher collaborant suivant est étudié :
- Profil INCO 100.3 Collaborant.
- Quatre travées égales de 4,50 m.
- Calepinage continu des tôles sur deux travées par élément (2+2) pendant la phase de coffrage.
- Charges permanentes additionnelles : 2,00 kN/m².
- Charge d’exploitation : 3,00 kN/m².
- Résistance au feu : REI 30.
- Vérifications conformément aux Eurocodes 3 et 4.
Deux configurations sont comparées, avec des épaisseurs de tôle de 0,75 et 1,20 mm. Pour chacune d’elles, la hauteur de dalle correspondante est déterminée et la nécessité d’un étaiement est vérifiée.
L’objectif n’est pas d’atteindre une portée maximale, mais d’étudier comment le choix de l’épaisseur modifie les caractéristiques de la solution structurelle obtenue pour des conditions de projet identiques.
Comparaison des solutions calculées
Le rapport de calcul fournit les résultats suivants :
| Paramètre | Solution A | Solution B |
|---|---|---|
| Profil | INCO 100.3 Collaborant | INCO 100.3 Collaborant |
| Épaisseur de tôle | 0,75 mm | 1,20 mm |
| Portée entre appuis | 4,50 m | 4,50 m |
| Hauteur totale de dalle | 210 mm | 160 mm |
| Épaisseur de la couche de compression | 110 mm | 60 mm |
| Armature supérieure | 150×150×8 | 150×150×8 |
| Poids propre du plancher | 3,31 kN/m² | 2,24 kN/m² |
| Étaiement | Nécessaire | Non nécessaire |
La solution utilisant une tôle de 1,20 mm présente trois différences significatives par rapport à la configuration de 0,75 mm :
- Réduction de 50 mm de la hauteur totale du plancher.
- Diminution d’environ 32 % du poids propre de la dalle.
- Suppression de l’étaiement provisoire pendant la phase de mise en œuvre.
Les deux solutions satisfont aux vérifications structurelles correspondantes et conservent le même schéma d’appuis, les mêmes charges permanentes additionnelles, la même charge d’exploitation et la même armature supérieure.
Interprétation structurelle des résultats
1. Résistance au cisaillement longitudinal et réduction de la hauteur de dalle en phase mixte
Dans cet exemple, la résistance au cisaillement longitudinal constitue l’une des vérifications déterminantes de la phase mixte.
Le système doit transmettre les efforts entre la tôle collaborante et le béton grâce à la géométrie du profil et à ses bossages. La résistance disponible est établie à partir des résultats expérimentaux correspondant aux caractéristiques du profil.
Dans les deux configurations étudiées, la vérification du cisaillement longitudinal se situe à proximité de sa limite de résistance. Toutefois, la solution de 1,20 mm permet d’adopter une hauteur totale de dalle de 160 mm, contre 210 mm pour la solution de 0,75 mm.
Cette différence montre que la hauteur de dalle nécessaire ne dépend pas exclusivement de la capacité résistante en flexion de la dalle. La résistance au cisaillement longitudinal du système acier-béton peut également avoir une influence déterminante sur la géométrie finale du plancher.
2. Comportement pendant la phase de coffrage
Le choix de l’épaisseur de la tôle modifie également les conditions de mise en œuvre.
Avec une tôle de 0,75 mm et une hauteur totale de dalle de 210 mm, le calcul nécessite un étaiement provisoire pour supporter les charges correspondant au coulage du béton.
En revanche, la solution de 1,20 mm avec une hauteur de dalle de 160 mm peut être réalisée sans étais, selon les hypothèses considérées.
Ce résultat s’explique par l’effet combiné de deux facteurs : la capacité résistante supérieure de la tôle et la réduction des charges liée au volume moins important de béton frais.
Par conséquent, les avantages liés à l’augmentation de l’épaisseur ne doivent pas être évalués uniquement en fonction de l’amélioration des propriétés mécaniques du profil, mais également en fonction de ses conséquences sur la hauteur de dalle et le processus de mise en œuvre.
3. Réduction du poids propre du plancher
Bien que la tôle de 1,20 mm contienne une plus grande quantité d’acier, la réduction de 50 mm de la hauteur de dalle entraîne une diminution du volume de béton.
En conséquence, le poids propre calculé passe de 3,31 à 2,24 kN/m².
Cette réduction peut être favorable en termes de charges transmises à la structure porteuse et de consommation de béton du projet.
Toutefois, une solution structurellement plus légère n’implique pas nécessairement un coût économique inférieur. Pour déterminer sa rentabilité globale, il convient également de prendre en compte le prix de la tôle, du béton, des armatures, de l’étaiement et les conditions de mise en œuvre.
Limites de l’optimisation par l’épaisseur de la tôle
Les résultats précédents correspondent à une configuration spécifique et ne peuvent pas être directement extrapolés à d’autres portées ou niveaux de charge.
Par exemple, en conservant une portée de 4,50 m et en augmentant la charge d’exploitation jusqu’à 5,00 kN/m², le calcul nécessite une hauteur de dalle de 200 mm avec une tôle de 1,20 mm, ainsi qu’un étaiement provisoire dans certaines travées.
Par conséquent, augmenter l’épaisseur de la tôle ne garantit pas, à elle seule, une réduction déterminée de la hauteur de dalle ni la suppression de l’étaiement.
Le choix doit être effectué en comparant des configurations complètes, en vérifiant le comportement résistant de la tôle pendant la phase de coffrage et celui de la dalle pendant la phase mixte, ainsi que les exigences de résistance au feu et les conditions de mise en œuvre.
Conclusion
Cet exemple démontre que le choix de l’épaisseur de la tôle peut avoir une influence déterminante sur le dimensionnement global du plancher collaborant.
Pour des conditions identiques de portée et de charge, la configuration avec une tôle de 1,20 mm permet de réduire la hauteur totale de dalle, de diminuer le poids propre et de réaliser le plancher sans étaiement, par rapport à la solution calculée avec une tôle de 0,75 mm.
La résistance au cisaillement longitudinal pendant la phase mixte constitue un facteur particulièrement important dans cette comparaison, au même titre que les vérifications de résistance de la tôle pendant le coulage du béton.
Par conséquent, le choix de l’épaisseur doit prendre en compte simultanément la capacité résistante pendant les deux phases, la hauteur de dalle, la consommation de béton et la nécessité d’un étaiement, en évitant de sélectionner le profil uniquement sur la base de son épaisseur nominale.
Rapport de calcul du plancher collaborant
Les résultats présentés ont un caractère technique et indicatif et correspondent aux hypothèses structurelles spécifiées.
Le dimensionnement définitif nécessite un rapport de calcul spécifique vérifiant les états limites ultimes et de service pendant les phases de coffrage et mixte, la résistance au feu ainsi que les conditions réelles de mise en œuvre.
Le Département Technique d’Incoperfil élabore des rapports justificatifs adaptés aux caractéristiques de chaque projet, conformément aux Eurocodes 3 et 4.
Articles associés
- Épaisseur du profil collaborant.
- Plancher collaborant sans étaiement.
- Choix du profil de plancher collaborant.
- Optimisation de l’espacement entre les appuis.
Manuel technique d’Incoperfil
Pour obtenir une description complète du système, les critères de conception, les bases de calcul, les tableaux de résistance, les détails constructifs et les procédures de mise en œuvre, consultez le Manuel Technique du Plancher Collaborant d’Incoperfil, disponible après inscription dans la rubrique Documentation du site Internet.
Dernière mise à jour : octobre 2026
© Incoperfil. Tous droits réservés.
Le contenu technique de cet article fait partie du Manuel Technique du Plancher Collaborant et de la documentation enregistrée par Incoperfil auprès de ColorIURIS (Acte n° 1-INCOPERFIL-12.2025).