Bétonnage d'escalier avec coffrage

L'escalier monolithique entre deux niveaux

Il s'agit d'une dalle en béton armé portant les marches, coulée sur place dans un coffrage. Cette dalle, appelée paillasse, s'appuie sur les planchers, sur un palier ou sur des murs porteurs. C'est un ouvrage de structure : l'épaisseur de la paillasse, le ferraillage et les appuis sont définis par un ingénieur structure ou un bureau d'études. Selon la portée et les charges, la paillasse fait souvent environ 12 à 18 cm d'épaisseur. Le ferraillage ne se décide pas à l'œil, ni « comme on a toujours fait ».

Les escaliers extérieurs posés sur le terrain

Les marches devant l'entrée ou dans le jardin reposent sur un sol compacté ou sur des semelles de fondation. Elles ne franchissent pas de vide, donc leur fonctionnement est plus simple. En revanche, dehors, le béton doit résister au gel, à l'eau et, près des allées, au sel de déneigement. Le bon choix de béton, la pente des marches et la désolidarisation d'avec la façade sont ici les points décisifs.

Les marches sur murets ou sur dalle inclinée

Pour un escalier extérieur un peu haut, on monte souvent deux murets latéraux en blocs, ou l'on coule une dalle inclinée sur laquelle on rapporte ensuite les marches. Il reste un vide sous l'escalier : on économise du béton et le sol ne supporte pas une masse pleine.

La plupart des problèmes d'escalier ne naissent pas au coulage, mais pendant la préparation. Avant que l'entreprise commence, ces points doivent être clairs :

• Plans et calcul de structure : pour un escalier intérieur, un plan indiquant le nombre de marches, leur hauteur et leur profondeur, la position du palier et le ferraillage défini par l'ingénieur ;
• Niveaux des sols finis : c'est la source d'erreur numéro un. Un escalier se mesure du sol fini en bas au sol fini en haut. Il faut connaître la composition des sols aux deux extrémités (chape, isolant, carrelage ou parquet) et l'épaisseur du futur revêtement des marches ;
• Finition prévue : pierre, carrelage, bois ou béton apparent. C'est ce choix qui fixe de combien il faut couler plus bas ;
• Fixation du garde-corps et gaines : le garde-corps sera-t-il fixé sur le côté ou par-dessus ? Un éclairage de marches est-il prévu ? Les gaines électriques se posent avant le coulage ;
• Accès pour le béton : le camion toupie peut-il approcher de la maison, faudra-t-il une pompe, ou le béton sera-t-il transporté à la brouette et au seau ;
• Eau et électricité sur le chantier pour la bétonnière, l'aiguille vibrante et l'arrosage du béton.

Pourquoi tant d'insistance sur les niveaux ? Parce qu'une fois le béton durci, rattraper une marche se fait au marteau-piqueur ou en surépaisseur de colle, deux solutions qui coûtent du temps et laissent souvent un résultat moyen.

Calcul et traçage des marches

On commence par diviser la hauteur totale entre sols finis de façon à obtenir des marches toutes identiques. En maison individuelle, la hauteur d'une marche se situe généralement autour de 15 à 18 cm. La profondeur, appelée giron, se calcule avec la formule de Blondel : deux fois la hauteur plus le giron doivent donner environ 60 à 65 cm, ce qui correspond à la longueur d'un pas normal. Le profil de l'escalier est ensuite tracé directement sur le mur ou sur la joue du coffrage. Un professionnel expérimenté recontrôle chaque marche à partir des niveaux finis, et non à partir du gros œuvre brut.

Le coffrage

Pour un escalier entre niveaux, on monte d'abord le fond de coffrage incliné, qui formera le dessous de la volée. Il est soutenu par des étais et des poutrelles qui doivent porter le poids du béton frais sans fléchir. Viennent ensuite les joues crénelées qui dessinent le profil, puis les planches de contremarche. Le bas des contremarches est en général légèrement chanfreiné : cela permet de lisser le béton dessous et laisse l'air s'échapper. Le coffrage doit être étanche, sinon la laitance s'échappe par les joints et laisse des nids de cailloux en surface. Avant le coulage, on applique une huile de décoffrage.

Le ferraillage

Les armatures sont posées dans le coffrage selon les plans : barres principales dans le sens de la volée, barres de répartition en travers et, sur les escaliers importants, armatures dans les marches elles-mêmes. Elles reposent sur des cales d'espacement pour que le béton les enrobe de tous côtés. L'enrobage est généralement d'environ 2 à 3 cm à l'intérieur, davantage à l'extérieur. La liaison avec le plancher ou le palier se fait par des attentes, des barres laissées en saillie et ancrées dans le béton existant. Sans cette liaison, la volée n'est pas correctement appuyée.

Le coulage

On coule de bas en haut, marche après marche. Le béton est serré à l'aiguille vibrante ou, sur les petits escaliers, en tapotant le coffrage et en piquant le béton à la barre. Un béton trop liquide coule facilement, mais il fuit sous les contremarches et perd de sa résistance. Un béton trop ferme, lui, ne remplit pas les angles. Les surfaces horizontales des marches sont tirées à la règle puis lissées à la taloche. À l'extérieur, on laisse une légère pente vers l'avant pour que l'eau ne stagne pas.

Cure du béton et décoffrage

Le béton frais doit être protégé du soleil, du vent et du gel, et maintenu humide. En général, on l'arrose ou on le couvre d'un film plastique pendant environ 5 à 7 jours. Les contremarches et les joues peuvent être retirées plus tôt, souvent après un à trois jours. Le fond de coffrage et les étais d'une volée portante restent en place plus longtemps, habituellement deux à quatre semaines selon la température et les consignes de l'ingénieur. Le béton atteint sa résistance nominale au bout d'environ 28 jours.

Combien de temps faut-il compter

Le coffrage et le ferraillage d'une volée droite en maison individuelle prennent généralement un à trois jours. Pour un escalier tournant ou avec palier, c'est plus long. Le coulage lui-même se compte en heures. Ce qui prend le plus de temps, c'est l'attente : on peut marcher prudemment sur l'escalier après quelques jours, mais le charger de matériaux et retirer les étais vient plus tard. Le carrelage ou la pierre se posent seulement quand le béton est suffisamment sec, selon les exigences du fabricant de colle.

Les types de coffrage

• Coffrage en planches de bois brut : matériau bon marché, adaptable à toutes les formes, mais la surface du béton reste rugueuse et marquée par les planches. Il convient quand l'escalier sera revêtu ;
• Contreplaqué filmé : surface lisse et arêtes nettes. On le choisit pour un béton apparent ou pour limiter le travail d'enduit ensuite ;
• Coffrage et étaiement de système : mise en place plus rapide et appuis plus rigides, surtout pour les grandes hauteurs et les volées longues ;
• Coffrage perdu : sur les escaliers extérieurs, les joues sont parfois montées en blocs à bancher ou en bordures, qui restent intégrés à l'ouvrage.

Le béton

Pour un escalier porteur, la classe de résistance du béton suit les plans ; en maison individuelle, on rencontre souvent un C25/30. Les escaliers extérieurs demandent un béton résistant au gel et aux sels de déverglaçage. Dans la commande à la centrale, cela se traduit par une classe d'exposition selon la norme NF EN 206. Inutile de connaître les codes par cœur : indiquez simplement qu'il s'agit de marches extérieures exposées au gel, et éventuellement au sel, et la centrale vous proposera le béton adapté. Le béton prêt à l'emploi livré en toupie a une qualité constante. La bétonnière de chantier se justifie pour de petites marches extérieures, à condition de respecter le dosage et de ne pas ajouter d'eau « au jugé ».

Le ferraillage

Un escalier porteur est armé de barres en acier pour béton armé suivant le plan de ferraillage. Pour des marches sur terre-plein, un treillis soudé ou quelques barres anti-fissuration suffisent souvent, mais c'est la situation concrète qui décide. Seules de très petites marches sur un sol stable se font sans armature.

La difficulté du bétonnage d'escalier, et donc son coût, varie beaucoup d'un chantier à l'autre. Le travail est plus simple avec :

• une volée droite, sans palier, avec des appuis simples ;
• un bon accès pour la toupie ou la pompe ;
• des niveaux de sols précis et un plan finalisé ;
• un escalier qui sera revêtu, donc sans exigence de surface parfaite.

Le travail se complique avec :

• un escalier tournant, courbe ou à quartiers, avec des marches balancées toutes différentes ;
• une grande hauteur d'étaiement et un espace exigu dans le gros œuvre ;
• un béton monté à la main à travers la maison ou sur un échafaudage ;
• un béton apparent, qui exige un coffrage parfaitement propre, étanche et des arêtes précises ;
• un coulage par temps froid ou caniculaire, qui impose de protéger le béton ;
• un escalier ajouté à une maison existante, avec des scellements à percer dans l'ancienne structure et une liaison à étudier.

L'escalier est au carrefour de plusieurs métiers. Faute de coordination à temps, on finit souvent par buriner des marches terminées.

• Maçon et planchers : la liaison de la volée avec le plancher et le palier se prépare dès le coulage du plancher, par exemple avec des attentes en acier ;
• Acoustique : pour un escalier silencieux, on le désolidarise des murs et des planchers par une bande résiliente ou une coupure. La décision se prend avant le coulage, pas après ;
• Électricien : les gaines pour l'éclairage des marches ou les interrupteurs se placent dans le coffrage. Le câblage et le raccordement relèvent d'un électricien qualifié, conformément à la norme NF C 15-100 ;
• Serrurier ou menuisier : les platines ou fourreaux du garde-corps sont noyés dans le béton, ou bien on repère les zones où il ne faudra pas percer à cause des armatures ;
• Carreleur, marbrier, poseur de parquet : ils ont besoin de la hauteur exacte des marches et de leur planéité. Pour des marches bois, le menuisier prend en général ses mesures sur le béton fini ;
• Étanchéité et façade : un escalier extérieur contre la maison se désolidarise de l'ITE et de l'étanchéité du soubassement, de sorte que l'eau ne ruisselle pas vers le mur.

• Marches inégales : le plus souvent la première ou la dernière, parce que l'épaisseur du sol fini a été oubliée dans le calcul. On y trébuche, et la reprise est laborieuse ;
• Coffrage qui fléchit : des étais trop faibles plient sous le béton, le dessous de la volée ondule et les marches se retrouvent de travers ;
• Armatures sans enrobage : un acier posé directement sur le coffrage finit par rouiller, le béton éclate et des traînées de rouille apparaissent en sous-face ;
• Serrage insuffisant : nids de cailloux sur les arêtes et les contremarches, qu'il faut ensuite ragréer ;
• Désétaiement trop précoce : fissures dans la volée ou flèche visible. Ce type de défaut doit être examiné par un ingénieur structure ;
• Aucune pente à l'extérieur : l'eau stagne sur les marches, gèle en hiver et le béton se dégrade sous l'effet du gel ;
• Escalier extérieur solidaire de la maison : au moindre tassement ou mouvement du sol, il se fissure le long de la façade et l'eau s'infiltre au pied du mur ;
• Cure négligée : au soleil, le béton sèche trop vite, la surface farine et des microfissures apparaissent.

Un escalier porteur entre deux niveaux n'est pas un chantier d'amateur : c'est un ouvrage de structure, à confier à une entreprise qui travaille sur plans. En revanche, deux à quatre marches au jardin ou vers une terrasse, sur un sol stable et sans rien porter d'autre, restent à votre portée. La démarche est à peu près la suivante :

1. Mesurer la hauteur totale à franchir et la diviser en marches égales, puis calculer le giron avec la formule de Blondel.
2. Terrasser jusqu'à la profondeur hors gel de votre région, ou au minimum retirer la terre végétale, et préparer un lit de gravier compacté par couches.
3. Monter les joues en planches ou en contreplaqué avec le profil des marches tracé dessus, et les caler solidement avec des piquets.
4. Poser les planches de contremarche, vérifier leur hauteur et prévoir une légère pente vers l'avant sur chaque marche.
5. Huiler le coffrage et placer un treillis soudé sur des cales d'espacement.
6. Désolidariser les marches de la façade avec une bande de joint de dilatation.
7. Gâcher ou commander un béton résistant au gel, en respectant le dosage et sans ajouter d'eau inutile.
8. Couler en commençant par la marche du bas, piquer le béton et tapoter le coffrage pour chasser l'air.
9. Tirer la surface des marches à la règle, la lisser à la taloche et arrondir les arêtes au fer à bordure.
10. Couvrir le béton d'un film, l'arroser pendant quelques jours et le protéger du gel et du plein soleil.
11. Retirer joues et contremarches en général après deux à trois jours, et attendre quelques semaines avant de charger les marches.

Portez des gants et des lunettes pendant le coulage : la laitance de ciment irrite la peau et les yeux.

Pour la réception, munissez-vous d'un mètre, d'un niveau et, pour un escalier intérieur, du plan. Passez chaque marche en revue au lieu de vous fier à l'impression d'ensemble. Vérifiez :

• la hauteur identique de toutes les marches, une fois comptés le futur sol et le revêtement ;
• le giron régulier et l'horizontalité des marches, avec une légère pente vers l'avant à l'extérieur ;
• une sous-face de volée droite, sans flèche et sans armature visible ;
• des arêtes et contremarches nettes, sans nids de cailloux ni trous importants ;
• l'absence de fissures, en particulier à la liaison avec le plancher et le palier ;
• la présence des gaines, des scellements de garde-corps et des joints prévus ;
• la désolidarisation des marches extérieures d'avec la façade et le soubassement ;
• l'indication par l'entreprise de la date de désétaiement et de la date de pose possible du revêtement.