Étude comparative des performances structurelles et environnementales de systèmes de planchers porteurs en bois, acier et béton pour bâtiments de bureaux, présentant des performances acoustiques et de résistance au feu équivalentes

Details

Supervisors

Zastavni, Denis

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil des constructions, à finalité spécialisée

Abstract

Ce mémoire de fin d’études présente une étude comparative des systèmes de planchers porteurs en bois, en béton et en acier pour des bâtiments de bureaux. L’objectif est d’évaluer et de comparer leurs performances en termes de dimensionnement structurel, d’isolation acoustique (aux bruits aériens et aux bruits d’impact) et d’impact environnemental à travers une analyse de cycle de vie (ACV) étendue jusqu’aux modules C et D. Un ensemble de typologies représentatives a été retenu : cinq systèmes bois (panneaux CLT, lamibois LVL, solives en bois lamellé-collé, planchers caissons et planchers cloués/chevillés), trois systèmes béton (dalle pleine, hourdis précontraints et dalles double T) et deux systèmes acier (plancher acier–béton composite et plancher sec acier). Les planchers ont été dimensionnés selon les critères de flèche, de flexion ou de cisaillement, pour des portées comprises entre 3 et 15 mètres. Les performances acoustiques ont été évaluées à l’aide d’approches empiriques issues de Kolb pour le bois et de modèles théoriques pour le béton et l’acier. Les données environnementales proviennent de la base Ökobau.dat ainsi que de catalogues industriels. Les résultats montrent que les planchers bois obtiennent globalement les meilleures performances en termes d’impact climatique (GWP) et de consommation d’énergie primaire non renouvelable (PENRT), bien qu’ils présentent une demande plus élevée en énergie primaire renouvelable (PERT). Les solutions béton permettent de couvrir de grandes portées mais au prix de masses importantes et d’impacts environnementaux supérieurs. Les systèmes mixtes acier–béton offrent un compromis intéressant entre performance structurelle et impact environnemental, tandis que les planchers secs acier se distinguent par leur légèreté, mais présentent des portées maximales plus limitées. Cette étude met en évidence les compromis nécessaires entre performances structurelles, acoustiques et environnementales, et fournit un cadre comparatif utile pour guider le choix des matériaux et systèmes dans la conception de bâtiments de bureaux.