Le plancher a deux rôles structurels distincts qu'il est essentiel de distinguer : (1) reprise des charges verticales par flexion (rôle classique de RDM) ; (2) transmission des efforts horizontaux (vent, séisme) aux contreventements verticaux par effet membrane — rôle dit de diaphragme. Sans diaphragme efficace, les voiles ne « voient » pas l'effort qui s'applique sur les façades : le bâtiment se déforme en torsion ou se rompt par cisaillement local. Cette page explore le concept de diaphragme, les conditions de rigidité EC8 §4.3.6, et les chaînages périphériques EC8 §5.10.
Le plancher = une poutre horizontale. Vue de dessus, un plancher chargé par une force horizontale (vent ou séisme distribué sur une façade) se comporte exactement comme une poutre fléchie, mais en plan. Les contreventements verticaux (voiles, portiques) sont ses appuis. La théorie de la poutre s'applique directement :
Charge linéique (vent EC1, vue de dessus) :
w = q_p · h_étage / L (kN/m)
Pour un diaphragme bi-appui (voiles aux 2 pignons) :
Réaction sur chaque voile : R = H / 2
Moment max à mi-portée du diaphragme : M_max = H · L / 8
Cisaillement max aux appuis : V_max = H / 2
Ces efforts doivent être repris par le plancher lui-même !
Conditions de diaphragme rigide selon EC8 §4.3.6. Un diaphragme est considéré comme rigide si :
① L'allongement maximal du diaphragme sous l'effort sismique < 10 % de l'allongement
du déplacement absolu de l'étage (souvent satisfait pour dalles BA pleines)
② Le déplacement horizontal du diaphragme est négligeable par rapport au déplacement
global du bâtiment
③ Pour planchers BA d'épaisseur ≥ 70 mm avec armatures couture, le rôle de diaphragme
rigide est présumé sous certaines conditions de géométrie
Classement par rigidité :
| Type de plancher | Rigidité diaphragme | Hypothèse calcul |
|---|---|---|
| Dalle pleine BA ≥ 8 cm | Très rigide | Diaphragme rigide indéformable |
| Mixte acier-béton avec dalle BA | Rigide | Diaphragme rigide |
| Dalle alvéolée + dalle compression 5 cm | Rigide | Diaphragme rigide (clavetage clé) |
| Poutrelles-hourdis + dalle compression | Rigide | Diaphragme rigide |
| CLT avec assemblages cisaillement | Semi-rigide | Modèle EF ou modèle barre fictif |
| Plancher bois traditionnel | Souple | Pas de diaphragme — chaque voile autonome |
| Dalle alvéolée sans clavetage | Souple | Pas de diaphragme — risque pathologie |
Cas du diaphragme rigide — modèle « barre » et chaînages. Le diaphragme rigide peut être modélisé comme une poutre en T inversée :
Âme du T : la dalle elle-même (en cisaillement)
Semelles : les chaînages périphériques en BA (en traction-compression)
Effort dans le chaînage périphérique (EC8 §5.10) :
T_max = M_max / B (équivalent au moment fléchissant divisé par bras de levier)
avec B = largeur diaphragme
Dimensionnement chaînage EC8 §5.10 (Catégories DCM/DCH) :
Acier minimal A_s = T_max / f_yd, mais au moins 4 HA10 = 314 mm²
Continuité obligatoire en tout point du périmètre (recouvrement ≥ 50 Ø)
Calcul du cisaillement dans la dalle — rôle d'âme du T fictif :
Cisaillement à l'appui (voile pignon) :
τ = V_max / (B × h_dalle)
Limite EC2 §6.2.2 :
τ_Rd,max = 0,5 · ν · f_cd (avec ν ≈ 0,5)
Pour dalle BA 20 cm, B = 15 m, V_max = 100 kN :
τ = 100 / (15 × 0,2 × 1000) = 0,033 MPa
τ_Rd,max = 0,5 × 0,5 × 16,7 = 4,2 MPa
→ marge x 125 → cisaillement non critique (cas typique)
Le critique est généralement la traction du chaînage périphérique, pas le cisaillement.
Cas du diaphragme souple — chaque voile autonome. Si le diaphragme est souple (bois traditionnel, plancher non solidaire), les voiles ne se transmettent pas les efforts entre eux. Chaque voile doit être dimensionné pour l'effort local sur sa zone tributaire. Conséquences :
① Les voiles les plus chargés sont surdimensionnés vs les voiles moins exposés
② Pas de torsion résolue par la rigidité globale du diaphragme
③ Cas type : maison ancienne à 2 voiles latéraux porteurs (« mur murailler »)
④ Cas problématique : Mexico 1985 — planchers waffle souples → torsion → effondrement
Chaînages dans le BA (EC2 §9.10) — règle générale :
Chaînage périphérique au niveau de chaque plancher : F_tie,per = q_per · L_i avec q_per = 10 kN/m
Chaînage intérieur dans chaque direction : F_tie,int = (G + Q_ψ) · L_total · l_x / 7,5 ≥ 70 kN
Chaînage horizontal au niveau dalle haute fondation
Chaînage vertical dans IGH (cas particulier)
Ces chaînages sont essentiels pour :
(1) Effet diaphragme (transmission efforts horizontaux)
(2) Robustesse (prévention de l'effondrement progressif EN 1991-1-7 — voir REX Ronan Point)
(3) Continuité parasismique (chaînage = ductilité globale)
Cas particuliers et pathologies :
| Situation | Pathologie | Solution |
|---|---|---|
| Trémies importantes (escalier, ascenseur) | Réduction section diaphragme | Chaînage périphérique trémie + linteaux renforcés |
| Bâtiment en L ou en U | Concentration efforts en angle | Joint sismique + dédoubler en blocs réguliers |
| Diaphragme très allongé (L/B > 4) | Flexion importante du diaphragme | Tirants intermédiaires ou voile transversal central |
| Plancher bois sur murs maçonnerie | Pas de transmission séisme | Couche béton 5 cm armée ou doublage en CLT |
| Trémie monte-charge en façade | Discontinuité chaînage | Renforcement linteaux + chaînages dérivés |
Lien avec d'autres modules. Le contreventement vertical absorbant l'effort transmis par le diaphragme : Contrev. 1. La distribution horizontale entre voiles via diaphragme rigide : Contrev. 4. Cas REX d'effondrement par défaillance diaphragme : Séisme du Teil.