Conception et réalisation d'un escalier
Cet article traite de la conception et de la réalisation des escaliers.
Il s'appuie sur un exemple construit et posé par mes soins pour mon habitation principale. Il s'agit d'un escalier « gain de place » avec rangements intégrés.
Mais avant de passer au concret, quelques définitions et notions théoriques :
Un escalier se décompose en marches et contremarches. On distingue la hauteur, qui est la mesure verticale entre deux marches, et le giron qui est la distance horizontale entre deux hauteurs. Il ne faut pas confondre le giron avec le pas de marche qui comprend le giron + le nez de marche.
Pour concevoir un escalier il faut considérer la hauteur à monter et la longueur à monter.
La hauteur à monter est la distance verticale entre les niveaux finis du sol de départ et de l'étage à atteindre. Il sera divisé par un nombre de hauteur de marches à déterminer.
La longueur à monter est constituée par la somme des girons. Elle déterminera l'encombrement au sol de l'escalier.
Le nombre de girons dépend du nombre de hauteurs de marches. Il y a un giron de moins que de hauteurs, la dernière marche étant le palier d'arrivée.
Il ne faut pas confondre le giron, qui détermine la profondeur de la marche et sa largeur désignée sous le terme d'emmarchement ou largeur d'emmarchement.
L'ensemble des marches, comprises entre deux paliers, constitue une volée d'escalier.
Pour une hauteur à monter donnée, l'escalier peut être composé d'une seule volée ou de plusieurs volées séparées par des paliers intermédiaires, dit aussi « paliers de repos ». Leur rôle est d'éviter des longueurs de volées trop fatigantes. Ils peuvent aussi permettre de réaliser un changement de direction pour avoir deux volées perpendiculaire ou parallèles.
Pour que l'escalier soit confortable à gravir il faut déterminer la valeur des girons et des hauteurs de marche en considérant la foulée moyenne d'un individu.
Une foulée permet de franchir 2 hauteurs et 1 giron.
La dimension d'une foulée est déterminée par la loi de "Blondel" : 2 hauteurs de marche (2h) + 1 giron (g) doivent totaliser une valeur comprise entre 57 et 64 cm, la fourchette idéale se trouvant entre 61 et 63 cm.
Dans un lieu public, la hauteur de marche ne peut pas dépasser 17cm. En dessous, on dira que l'escalier est « doux ». Dans un espace privé, elle peut atteindre 21 cm. Au delà on parlera d'un escalier « dur ».
Dans un bâtiment d'habitation, le giron idéal serait compris entre 26 et 30 cm.
Pour un escalier secondaire il peut être compris entre 24 et 28 cm.
L'ensemble des girons et des hauteurs constitue la ligne de foulée. Dans un escalier droit, la dimension du giron est la même sur toute la largeur d'emmarchement.
Dans un escalier tournant, en revanche les marches sont dites «balancées» ou «gironnées». Elles sont plus large du côté extérieur que du coté intérieur. Dans ce cas, la ligne de foulée doit être placée à 60 cm du bord intérieur de l'escalier.
Cette distance est déterminée par la position d'une personne tenant la main courante.
Lorsque l'escalier à un emmarchement inférieur à 1,20 m, la ligne de foulée sera placée au milieu de la largeur.
Dans le cadre de l'autoconstruction, je déconseille le choix d'un escalier balancé, dont la mise en œuvre est du ressort d'un professionnel confirmé. Dans le cas d'un espace restreint je préconise plutôt plusieurs volées droites séparées par des paliers de changement de direction.
Dimensionnement d'un escalier :
La première approche se fait par tâtonnements.
Elle consiste à diviser la hauteur à monter par une valeur de 17 cm.
On arrondira le résultat pour avoir un nombre entier de hauteurs.
On divisera ensuite la même hauteur par le nombre de hauteur précédemment déterminé.
Si le résultat s'approche de 18 cm (17,8 ou 17,9), on peut décider de rajouter une hauteur pour faire baisser ce chiffre.
Dans un deuxième temps, on va évaluer la "longueur à monter". On considérera le nombre de hauteur – 1 pour déterminer le nombre de girons nécessaire.
On le multiplie par une longueur de giron moyenne (26 à 28). Cela permet de vérifier que notre escalier peut être logé dans l'espace dont on dispose.
Dans le cas contraire, on pourra choisir de réduire la longueur des girons, soit de réduire le nombre de hauteurs pour avoir une marche de moins, etc.
Dans tous les cas, on vérifiera que l'on se situe dans une fourchette raisonnable en appliquant la formule de Blondel : 2h+g = ….
Ces normes sont données à titre indicatif. Elles doivent être respectées au pied de la lettre dans un lieu public. Elles ont leur importance pour l'accessibilité aux PMR (personnes à mobilité réduite).
En revanche dans un espace privé, et notamment dans un bâtiment existant, on doit souvent répondre à des contraintes d'encombrement. Il est alors possible de sortir de ces standards tout en gardant un confort d'usage acceptable.
Une précaution importante à prendre est de vérifier « l'échappée » de l'escalier. Si la longueur à monter détermine l'encombrement de l'escalier au niveau bas, il est aussi nécessaire de bénéficier d'un vide suffisant dans le plancher de l'étage, c'est la « trémie » de l'escalier. Il est indispensable de vérifier que sa longueur est suffisante pour que les personnes qui empruntent l'escalier ne puissent pas se cogner la tête sur la rive du plancher.
Conception d'un escalier
Dans le cas que nous allons voir, la longueur disponible pour loger un escalier était assez restreinte par rapport à la longueur à monter. J'ai donc du réduire le nombre de marches pour obtenir une hauteur approchant les 19 cm pour un giron à peine plus grand que 20 cm. On se trouve alors dans la fourchette basse : (2 x19) + 20 = 58. L'escalier est raide, mais reste cependant tout à fait praticable avec un nez de marche de 3,5 cm.
La conception commence sur des plans et coupes à l'échelle. Cela permet de vérifier la faisabilité du projet et de quantifier la matière d'oeuvre qui sera nécessaire pour la fabrication.
Fabrication d'un escalier
La production industrielle utilise les moyens informatique couplés à des machines à commande numériques.
La fabrication traditionnelle d'un escalier, commence par une « épure », c'est à dire le Tracé au sol de l'escalier en taille réelle.
La hauteur et la longueur à monter sont divisées proportionnellement pour obtenir le nombre de girons et de hauteurs de marche.
L'épaisseur des bois est ensuite portée sur le dessins, ainsi que les nez de marche. On trace également les « crémaillères », supports latéraux sur lesquels s'appuieront les marches et les contremarches.
1/ On positionne les bois sur l'épure, puis on relève les points de l'épure à l'aide d'une équerre pour reporter le tracé sur les pièces à tailler.
2/ Le socle de base et les crémaillères sont découpées avec les moyens appropriés (scie circulaire ou scie sauteuse).
"Dans le cas présent, j'ai utilisé des panneaux de coffrage de récupération.
Elles ont ensuite été peintes"
3/ Les marches sont taillées aux dimensions, les nez de marches chanfreinés, puis poncées et vernies.
Pose de l' escalier
Comme il est délicat de réaliser des scellements dans un mur en pisé, un premier élément de franchissement est mis en place entre le palier de départ et le palier d'arrivée.
La première crémaillère est ensuite fixée sur ce support.
La deuxième crémaillère est fixée à la cloison avec une entretoise permettant de réaliser un joint creux. Des renforts ont été mis en place dans la cloison en placostil lors de sa construction.
Les coulisses sont posées pour réalisation des tiroirs dans les contremarches
La pose des marches se fait en commençant par le haut ; d’abord les contremarches, puis les marches
L'escalier terminé avec emplacement pour 3 tiroirs.
Accès au coffre de rangement par soulèvement des 3 premières marches
L’articulation se fait par des charnières invisibles dites « Charnières à Briquet »
L'escalier terminé !
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