Si vous vous êtes déjà assis à la table à manger en titubant, renversant du vin du verre et vous faisant renverser des tomates cerises de l'autre côté de la pièce, vous saurez à quel point le sol ondulé est gênant.
Mais dans les entrepôts à hauts rayonnages, les usines et les installations industrielles, la planéité et l'uniformité des sols peuvent être un problème de réussite ou d'échec, affectant la performance du bâtiment pour son utilisation prévue. Même dans les bâtiments résidentiels et commerciaux ordinaires, des sols irréguliers peuvent affecter la performance, entraîner des problèmes de revêtement de sol et créer des situations potentiellement dangereuses.
La planéité, c'est-à-dire la proximité du sol par rapport à la pente spécifiée, et la planéité, c'est-à-dire le degré d'écart de la surface par rapport au plan bidimensionnel, sont devenues des spécifications importantes en construction. Heureusement, les méthodes de mesure modernes permettent de détecter les problèmes de planéité et de niveau avec plus de précision que l'œil humain. Ces méthodes permettent de le faire presque immédiatement, par exemple lorsque le béton est encore utilisable et peut être fixé avant durcissement. Obtenir des sols plus plats est désormais plus facile, plus rapide et plus aisé que jamais. Ce résultat est obtenu grâce à la combinaison improbable du béton et de l'informatique.
Cette table à manger a peut-être été « réparée » en amortissant un pied avec une boîte d'allumettes, comblant ainsi un creux au sol, ce qui est un problème de planéité. Si votre gressin tombe tout seul de la table, vous avez peut-être aussi un problème de planéité.
Mais l'impact de la planéité et de la nivelité va bien au-delà de la commodité. Dans un entrepôt à hauts rayonnages, un sol irrégulier ne peut supporter correctement un rayonnage de 6 mètres de haut chargé de tonnes d'articles. Il peut représenter un danger mortel pour les utilisateurs ou les passants. Les transpalettes pneumatiques, dernière innovation en matière d'entrepôts, nécessitent encore plus de sols plats et de niveau. Ces appareils manuels peuvent soulever jusqu'à 340 kg de palettes et utilisent des coussins d'air comprimé pour supporter tout le poids, permettant ainsi à une seule personne de les pousser à la main. Un sol parfaitement plat et plat est indispensable pour un fonctionnement optimal.
La planéité est également essentielle pour toute planche destinée à être recouverte d'un revêtement de sol dur tel que la pierre ou le carrelage. Même les revêtements souples comme les dalles composites en vinyle (VCT) présentent des problèmes d'irrégularités de niveau, qui ont tendance à se soulever ou à se séparer complètement, ce qui peut entraîner des risques de trébuchement, des grincements ou des vides en dessous, et l'humidité générée par le lavage du sol favorise la prolifération de moisissures et de bactéries. Qu'ils soient anciens ou neufs, les sols plats sont préférables.
Les ondulations de la dalle de béton peuvent être aplanies en ponçant les points hauts, mais leur spectre peut persister sur le sol. On le voit parfois dans un entrepôt : le sol est très plat, mais il semble ondulé sous les lampes à vapeur de sodium haute pression.
Si le sol en béton est destiné à être exposé, par exemple pour être teinté et poli, une surface continue avec le même matériau est essentielle. Remplir les creux avec des chapes n'est pas envisageable, car l'effet ne sera pas uniforme. La seule autre solution consiste à user les points hauts.
Mais le meulage d'une planche peut modifier la façon dont elle capte et réfléchit la lumière. La surface du béton est composée de sable (granulats fins), de roche (granulats grossiers) et de coulis de ciment. Lors de la mise en place de la plaque humide, le procédé de la truelle repousse les granulats grossiers vers les zones plus profondes de la surface, tandis que les granulats fins, le coulis de ciment et la laitance se concentrent à la surface. Ce phénomène se produit que la surface soit parfaitement plane ou très incurvée.
En meulant à 3 mm du haut, vous éliminerez la poudre fine et la laitance, ainsi que les matériaux pulvérulents, et commencerez à exposer le sable à la matrice de pâte de ciment. En meulant plus loin, vous exposerez la section transversale de la roche et les granulats les plus gros. Si vous ne meulez que jusqu'aux points hauts, du sable et de la roche apparaîtront à ces endroits, et les stries de granulats exposés immortaliseront ces points hauts, alternant avec les stries de coulis lisses non meulées aux points bas.
La couleur de la surface d'origine diffère des couches de 3 mm ou moins, et leur réflexion de la lumière peut être différente. Les rayures claires ressemblent à des points hauts, tandis que les rayures foncées entre elles ressemblent à des creux, reflets visuels des ondulations éliminées à la meuleuse. Le béton poncé est généralement plus poreux que la surface d'origine à la truelle ; les rayures peuvent donc réagir différemment aux colorants et aux teintures, ce qui rend difficile la résolution du problème par la coloration. Si vous n'aplanissez pas les ondulations lors de la finition du béton, elles risquent de réapparaître.
Depuis des décennies, la méthode standard de vérification des angles francs et francs est la règle de 3 mètres. La règle est posée au sol et, s'il y a des espaces en dessous, leur hauteur est mesurée. La tolérance typique est de 3 mm.
Ce système de mesure entièrement manuel est lent et peut être très imprécis, car deux personnes mesurent généralement la même taille de manière différente. Mais c'est la méthode établie, et le résultat doit être considéré comme « suffisant ». Dans les années 1970, cela ne suffisait plus.
Par exemple, l'émergence des entrepôts à hauts rayonnages a rendu la précision des profils de planéité et de planéité encore plus importante. En 1979, Allen Face a développé une méthode numérique pour évaluer les caractéristiques de ces sols. Ce système est communément appelé « indice de planéité du sol », ou plus formellement « système de numérotation des profils de surface du sol ».
Face a également développé un instrument de mesure des caractéristiques des sols, un « profileur de sol », dont le nom commercial est The Dipstick.
Le système numérique et la méthode de mesure constituent la base de la norme ASTM E1155, qui a été développée en coopération avec l'American Concrete Institute (ACI), pour déterminer la méthode d'essai standard pour les numéros de planéité des sols FF et FL.
Le profileur est un outil manuel qui permet à l'opérateur de marcher sur le sol et d'acquérir un point de données tous les 30 cm. En théorie, il peut représenter un nombre infini de sols (si vous disposez d'un temps d'attente infini pour vos valeurs FF/FL). Il est plus précis que la méthode à la règle et marque le début de la mesure moderne de la planéité.
Cependant, le profileur présente des limites évidentes. D'une part, il ne peut être utilisé que pour le béton durci. Cela signifie que tout écart par rapport aux spécifications doit être corrigé. Les zones hautes peuvent être poncées, les zones basses comblées avec des chapes, mais il s'agit uniquement de travaux de rattrapage, coûteux pour l'entrepreneur en béton et chronophage. De plus, la mesure elle-même est un processus lent, chronophage et généralement réalisée par des experts externes, ce qui engendre des coûts supplémentaires.
Le balayage laser a révolutionné la recherche de planéité et de nivellement des sols. Bien que le laser lui-même remonte aux années 1960, son adaptation au balayage sur les chantiers de construction est relativement récente.
Le scanner laser utilise un faisceau très focalisé pour mesurer la position de toutes les surfaces réfléchissantes qui l'entourent, non seulement le sol, mais aussi le dôme de points de données à près de 360° autour et sous l'instrument. Il localise chaque point dans l'espace tridimensionnel. Si la position du scanner est associée à une position absolue (comme les données GPS), ces points peuvent être positionnés comme des positions spécifiques sur notre planète.
Les données de numérisation peuvent être intégrées à un modèle d'information du bâtiment (BIM). Elles peuvent être utilisées pour divers besoins, comme la mesure d'une pièce ou même la création d'un modèle informatique conforme à l'exécution. Pour la conformité FF/FL, la numérisation laser présente plusieurs avantages par rapport aux mesures mécaniques. L'un des principaux avantages est qu'elle peut être réalisée alors que le béton est encore frais et utilisable.
Le scanner enregistre 300 000 à 2 000 000 de points de données par seconde et fonctionne généralement pendant 1 à 10 minutes, selon la densité des informations. Sa vitesse de travail est très rapide, permettant de localiser les problèmes de planéité et de nivellement immédiatement après le nivellement et de les corriger avant la solidification de la dalle. En général, quelques minutes suffisent pour niveler, scanner, puis re-niveler si nécessaire. Finis les opérations de meulage et de remplissage, et les rappels. La machine de finition du béton produit ainsi un sol nivelé dès le premier jour. Les gains de temps et d'argent sont considérables.
Des règles aux profileurs en passant par les scanners laser, la science de la mesure de la planéité des sols entre désormais dans sa troisième génération ; nous l'appelons « planéité 3.0 ». Comparée à la règle de 3 mètres, l'invention du profileur représente un progrès considérable en termes de précision et de détail des données de sol. Les scanners laser améliorent non seulement la précision et le détail, mais représentent également une avancée majeure.
Les profileurs et les scanners laser peuvent tous deux atteindre la précision requise par les spécifications actuelles des sols. Cependant, comparé aux profileurs, le scanner laser offre une vitesse de mesure supérieure, une meilleure précision des informations, ainsi que des résultats rapides et pratiques. Le profileur utilise un inclinomètre pour mesurer l'élévation, un appareil qui mesure l'angle par rapport au plan horizontal. Le profileur est un boîtier muni de deux pieds espacés d'exactement 30 cm, et d'une longue poignée que l'opérateur peut tenir debout. La vitesse du profileur est limitée par celle de l'outil manuel.
L'opérateur marche le long de la planche en ligne droite, déplaçant l'appareil de 30 cm à la fois. La distance de chaque déplacement est généralement approximativement égale à la largeur de la pièce. Plusieurs passages dans les deux sens sont nécessaires pour obtenir des échantillons statistiquement significatifs répondant aux exigences minimales de la norme ASTM. L'appareil mesure les angles verticaux à chaque pas et les convertit en variations d'angle d'élévation. Le profileur est également limité dans le temps : il ne peut être utilisé qu'après durcissement du béton.
L'analyse du sol est généralement effectuée par un prestataire externe. Ce dernier effectue une visite du sol et soumet un rapport le lendemain ou plus tard. Si le rapport révèle des problèmes d'élévation non conformes aux spécifications, ceux-ci doivent être corrigés. Bien entendu, pour le béton durci, les solutions de réparation se limitent au ponçage ou au remplissage de la surface, à condition qu'il ne s'agisse pas de béton apparent décoratif. Ces deux procédés peuvent entraîner un retard de plusieurs jours. Le sol doit ensuite être à nouveau profilé pour attester de sa conformité.
Les scanners laser sont plus rapides. Ils mesurent à la vitesse de la lumière. Le scanner laser utilise la réflexion du laser pour localiser toutes les surfaces visibles qui l'entourent. Il nécessite des points de données compris entre 0,1 et 0,5 pouce (densité d'information bien supérieure à celle de la série limitée d'échantillons de 12 pouces du profileur).
Chaque point de données du scanner représente une position dans l'espace 3D et peut être affiché sur un ordinateur, à la manière d'un modèle 3D. Le scanner laser collecte tellement de données que la visualisation ressemble presque à une photo. Si nécessaire, ces données peuvent non seulement créer une carte d'élévation du sol, mais aussi une représentation détaillée de la pièce entière.
Contrairement aux photos, il est possible de le faire pivoter pour visualiser l'espace sous n'importe quel angle. Il permet de réaliser des mesures précises de l'espace ou de comparer les conditions réelles avec des plans ou des maquettes architecturales. Cependant, malgré son importante densité d'informations, le scanner est très rapide, enregistrant jusqu'à 2 millions de points par seconde. La numérisation complète ne prend généralement que quelques minutes.
Le temps peut être plus précieux que l'argent. Lors du coulage et de la finition du béton frais, le temps est primordial. Il influence la qualité permanente de la dalle. Le temps nécessaire à la réalisation du plancher et à sa mise en service peut modifier la durée de nombreuses autres étapes du chantier.
Lors de la pose d'un nouveau sol, l'obtention en temps quasi réel des informations de numérisation laser a un impact considérable sur le processus de planéité. Les FF/FL peuvent être évalués et corrigés au moment optimal de la construction : avant le durcissement du sol. Cela présente plusieurs avantages. Premièrement, cela évite d'attendre la fin des travaux de réparation, ce qui signifie que le sol n'encombrera pas le reste de la construction.
Si vous souhaitez utiliser le profileur pour vérifier le sol, vous devez d'abord attendre que le sol durcisse, puis organiser le service de profilage sur site pour les mesures, puis attendre le rapport ASTM E1155. Vous devez ensuite attendre que les problèmes de planéité soient corrigés, puis reprogrammer l'analyse et attendre un nouveau rapport.
Le balayage laser intervient dès la pose de la dalle et le problème est résolu lors de la finition du béton. La dalle peut être numérisée immédiatement après durcissement pour garantir sa conformité, et le rapport peut être établi le jour même. La construction peut alors reprendre.
Le balayage laser permet d'atteindre le sol le plus rapidement possible. Il crée également une surface en béton plus homogène et plus solide. Une plaque plane et de niveau aura une surface plus uniforme lorsqu'elle est encore utilisable qu'une plaque devant être aplanie ou nivelée par remplissage. Son aspect sera plus uniforme. Sa porosité sera plus uniforme sur toute la surface, ce qui peut affecter la réaction aux revêtements, adhésifs et autres traitements de surface. Un ponçage pour la teinture et le polissage exposera les granulats plus uniformément sur le sol, et la surface réagira de manière plus uniforme et prévisible aux opérations de teinture et de polissage.
Les scanners laser collectent des millions de points de données, rien de plus, des points dans l'espace tridimensionnel. Pour les exploiter, un logiciel capable de les traiter et de les présenter est nécessaire. Le logiciel du scanner combine les données sous diverses formes utiles et peut être présenté sur un ordinateur portable sur le chantier. Il permet à l'équipe de construction de visualiser le sol, d'identifier les problèmes, de les corréler avec l'emplacement réel et d'indiquer la hauteur à abaisser ou à augmenter. Le tout en temps quasi réel.
Des logiciels comme Rithm pour Navisworks de ClearEdge3D offrent plusieurs façons de visualiser les données de sol. Rithm pour Navisworks peut présenter une « carte thermique » affichant la hauteur du sol en différentes couleurs. Il peut également afficher des cartes de contours, similaires aux cartes topographiques réalisées par les géomètres, sur lesquelles une série de courbes décrit des élévations continues. Il peut également fournir des documents conformes à la norme ASTM E1155 en quelques minutes au lieu de plusieurs jours.
Grâce à ces fonctionnalités, le scanner peut être utilisé pour diverses tâches, et pas seulement pour la mesure du niveau du sol. Il fournit un modèle mesurable des conditions de construction, exportable vers d'autres applications. Pour les projets de rénovation, les plans de construction peuvent être comparés aux documents de conception historiques afin de déterminer les éventuelles modifications. Ils peuvent être superposés à la nouvelle conception pour faciliter la visualisation des changements. Dans les bâtiments neufs, il permet de vérifier la cohérence avec l'intention de conception.
Il y a une quarantaine d'années, un nouveau défi est apparu dans les foyers de nombreuses personnes. Depuis, il est devenu un symbole de la vie moderne. Les magnétoscopes programmables (VCR) obligent le citoyen ordinaire à apprendre à interagir avec les systèmes logiques numériques. Le clignotement « 12:00, 12:00, 12:00 » de millions de magnétoscopes non programmés témoigne de la difficulté d'apprentissage de cette interface.
Chaque nouveau logiciel nécessite un apprentissage. Si vous l'utilisez à la maison, vous risquez de vous arracher les cheveux et de jurer à tout bout de champ, et l'apprentissage d'un nouveau logiciel vous prendra le plus de temps, même en un après-midi de repos. Apprendre la nouvelle interface au travail ralentira de nombreuses autres tâches et peut entraîner des erreurs coûteuses. L'idéal pour introduire un nouveau logiciel est d'utiliser une interface déjà largement utilisée.
Quelle est l'interface la plus rapide pour apprendre une nouvelle application informatique ? Celle que vous connaissez déjà. Il a fallu plus de dix ans pour que la modélisation des données du bâtiment (MBD) soit solidement implantée parmi les architectes et les ingénieurs, mais elle est désormais accessible. De plus, en devenant un format standard pour la distribution des documents de construction, elle est devenue une priorité absolue pour les entrepreneurs sur chantier.
La plateforme BIM existante sur le chantier offre un canal clé en main pour l'introduction de nouvelles applications (comme les logiciels de numérisation). La courbe d'apprentissage est devenue relativement fluide, car les principaux acteurs la maîtrisent déjà. Il leur suffit d'apprendre les nouvelles fonctionnalités qui peuvent en être extraites pour pouvoir exploiter plus rapidement les nouvelles informations fournies par l'application, comme les données de numérisation. ClearEdge3D a saisi l'opportunité de rendre Rith, la célèbre application de numérisation, accessible à davantage de chantiers en la rendant compatible avec Navisworks. Comptant parmi les logiciels de coordination de projet les plus utilisés, Autodesk Navisworks est devenu la référence du secteur. Présent sur les chantiers de construction à travers le pays, il permet désormais d'afficher les informations de numérisation et offre un large éventail d'applications.
Lorsque le scanner collecte des millions de points de données, ils constituent tous des points de l'espace 3D. Un logiciel de numérisation comme Rithm pour Navisworks permet de présenter ces données de manière exploitable. Il peut afficher les pièces sous forme de points de données, en scannant non seulement leur emplacement, mais aussi l'intensité (luminosité) des reflets et la couleur de la surface, donnant ainsi l'impression d'une photo.
Vous pouvez cependant faire pivoter la vue et visualiser l'espace sous n'importe quel angle, vous déplacer comme un modèle 3D et même le mesurer. Pour les visualisations FF/FL, l'une des plus populaires et des plus utiles est la carte thermique, qui affiche l'étage en plan. Les points hauts et les points bas sont représentés par différentes couleurs (parfois appelées images en fausses couleurs). Par exemple, le rouge représente les points hauts et le bleu les points bas.
Vous pouvez effectuer des mesures précises à partir de la carte thermique pour localiser précisément la position correspondante sur le sol. Si l'analyse révèle des problèmes de planéité, la carte thermique permet de les identifier rapidement et de les corriger. C'est également la vue privilégiée pour l'analyse FF/FL sur site.
Le logiciel permet également de créer des cartes de courbes de niveau, une série de lignes représentant différentes hauteurs de plancher, similaires aux cartes topographiques utilisées par les géomètres et les randonneurs. Ces cartes de courbes de niveau sont facilement exportables vers des logiciels de CAO, souvent très compatibles avec les données de type dessin. Ceci est particulièrement utile pour la rénovation ou la transformation d'espaces existants. Rithm pour Navisworks peut également analyser les données et fournir des réponses. Par exemple, la fonction Déblai-Remblai peut vous indiquer la quantité de matériau (comme une couche de surface en ciment) nécessaire pour combler le bas du plancher irrégulier existant et le mettre à niveau. Avec le logiciel de numérisation approprié, ces informations peuvent être présentées comme vous le souhaitez.
De toutes les pertes de temps sur les projets de construction, l'attente est sans doute la plus pénible. Intégrer l'assurance qualité des sols en interne permet d'éviter les problèmes de planification, l'attente de l'analyse du sol par des consultants externes, l'attente pendant l'analyse et l'attente de rapports complémentaires. Et, bien sûr, l'attente de la livraison du sol peut empêcher de nombreuses autres opérations de construction.
Avoir un processus d'assurance qualité peut vous éviter ce désagrément. En cas de besoin, vous pouvez scanner le sol en quelques minutes. Vous savez quand il sera vérifié et quand vous recevrez le rapport ASTM E1155 (environ une minute plus tard). Maîtriser ce processus, plutôt que de faire appel à des consultants externes, c'est maîtriser son temps.
L’utilisation d’un laser pour scanner la planéité et le niveau du nouveau béton est un flux de travail simple et direct.
2. Installez le scanner près de la nouvelle coupe et scannez. Cette étape ne nécessite généralement qu'un seul positionnement. Pour une coupe standard, le scan dure généralement 3 à 5 minutes.
4. Chargez l'affichage « carte thermique » des données du sol pour identifier les zones qui ne sont pas conformes aux spécifications et qui doivent être nivelées ou nivelées.
Date de publication : 30 août 2021