Les escaliers : conception, dimensionnement et calcul en béton armé

L’escalier est un élément de structure à part entière : il doit être confortable, sûr et résister à ses charges. Sa conception commence par la géométrie (hauteur et profondeur des marches), se poursuit par le choix du type d’escalier et se termine, pour un escalier en béton armé, par le calcul de la paillasse.

Le vocabulaire de base

• Marche : surface horizontale où l’on pose le pied ; sa profondeur utile est le giron g ;
• Contremarche : face verticale ; sa hauteur est la hauteur de marche h ;
• Volée : suite de marches entre deux paliers ;
• Paillasse : dalle inclinée qui porte les marches ;
• Emmarchement : largeur utile de l’escalier ;
• Échappée : hauteur libre au-dessus des marches.

La loi de Blondel et les dimensions courantes

Le confort d’un escalier dépend du rapport entre hauteur et giron. La loi de Blondel traduit la longueur d’un pas : 60 cm ≤ 2h + g ≤ 64 cm.

Exemple de calcul de la géométrie

Pour franchir une hauteur d’étage de 3,06 m, on vise h ≈ 17 cm : 306 / 17 = 18 marches de 17 cm. Avec g = 28 cm, on obtient 2 × 17 + 28 = 62 cm : la loi de Blondel est respectée. La longueur en plan de la volée vaut 17 girons (une marche de moins que de contremarches) × 28 cm = 4,76 m, et l’inclinaison tan α = 17 / 28, soit α ≈ 31°.

Les types d’escaliers

• Droit : une seule volée, le plus simple à calculer ;
• À palier intermédiaire (quart tournant, demi-tour) : deux volées séparées par un palier ;
• Balancé : marches tournantes sans palier, gain de place ;
• Hélicoïdal : autour d’un noyau central, encombrement minimal.

Le calcul de la paillasse en béton armé

1. Prédimensionner l’épaisseur de la paillasse : e ≈ L/30 à L/25, L étant la portée projetée (souvent 15 à 18 cm) ;
2. Évaluer les charges permanentes : poids de la paillasse ramené à l’horizontale (γ·e / cos α), poids des marches (γ·h/2), revêtements et enduits ;
3. Ajouter la charge d’exploitation (2,5 kN/m² en habitation, davantage pour les bâtiments publics) ;
4. Modéliser la volée comme une poutre inclinée sur deux appuis (ou avec un palier) et calculer le moment à l’ELU ;
5. Déterminer les armatures longitudinales dans le sens de la volée, ajouter les armatures de répartition et des chapeaux sur appuis.

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