Guide technique au projet d’un escalier en colimaçon

Vous devez réaliser un projet d’escalier en colimaçon ? Dans cet article, nous vous proposons un guide technique pratique avec des approfondissements théoriques et pratiques, une modélisation 3D d’un projet d’escalier en colimaçon à télécharger, des diapositives et des tutoriels vidéo.

Pour ouvrir la modélisation 3D du projet que nous avons créé, ou pour créer vous-même de nouveaux projets, nous vous recommandons de télécharger la version d’essai gratuite du logiciel BIM pour la conception architecturale que nous avons utilisé.

Rendu d’un escalier en colimaçon issu du logiciel Edificius

Téléchargez le modèle 3D BIM (fichier.edf) du projet

Téléchargez et essayez gratuitement Edificius, le logiciel pour la conception architecturale BIM

Pourquoi choisir un escalier hélicoïdal ?

La nécessité d’optimiser les espaces est l’une des demandes les plus récurrentes à laquelle les experts doivent répondre avec des solutions toujours plus ingénieuses, créatives et fonctionnelles. La conception d’un escalier en colimaçon est une opération qui exige une attention particulière. Il faut tenir compte des exigences esthétiques, fonctionnelles et structurelles : définir le type, la forme, le matériau, la structure et la placer dans la bonne position. Ce sont tous des choix qui se répercutent fortement sur la qualité finale de la conception et de la mise en oeuvre.

L’utilisation d’un escalier en colimaçon permet de répondre à tous ces besoins.

Pour en savoir plus concernant la conception d’escaliers intérieurs lisez l’article  “Comment concevoir un escalier : critère et exemples à télécharger”.

Types d’escaliers en colimaçon et avantages

L’escalier en colimaçon est un type particulier d’ escalier à rampe courbe plus fréquent dans la construction privée et résidentielle, dans des espaces petits ou dans des contextes particuliers.

Types par forme

Selon les choix architecturaux et la configuration de l’espace dans lequel il doit s’insérer, l’escalier en colimaçon peut avoir un plan : 

• circulaire ;
• carré ;
• elliptique.

Plan circulaire | Plan carré | Plan elliptique – plan escalier hélicoïdal réalisé avec Edificius

Escalier en colimaçon à plan circulaire

L’escalier hélicoïdal en plan circulaire est le plus courant, car il occupe une plus petite surface que les autres types.

Généralement, la structure d’un escalier en colimaçon est constituée d’un support central qui se développe verticalement, sur lequel les marches réalisées en porte-à-faux ou en appui sur un autre support (comme dans un escalier en porte-à-faux).

Le support central est généralement en métal ou en bois et plus rarement en béton armé lorsqu’il s’agit d’escaliers extérieurs. Les marches peuvent être réalisées dans n’importe quel matériau.

Vue en plan d’un escalier en colimaçon issu du logiciel Edificius

Préférer un escalier hélicoïdal à un escalier traditionnel (en L, rectangulaire, etc.) présente des avantages évidents, notamment en termes de gestion de l’espace. Un escalier en colimaçon, en effet, occupe une petite surface en plan et peut également être placé dans des cages d’escalier d’un diamètre d’environ 1,20 m.

De plus, sur le marché, une large gamme de solutions préfabriquées est disponible, ce qui permet également de réaliser d’importantes économies de coûts et de temps d’installation.

Escalier en colimaçon à plan carré

L’ escalier en colimaçon carré présente un développement hélicoïdal sur un plan carré ou rectangulaire. Dans ce cas, le dessin de l’escalier suit une tendance plus géométrique, avec des trajectoires qui se rapprochent davantage de segments rectilignes.

Par rapport à la version circulaire, il peut offrir des marches avec un giron plus large dans les portions linéaires, améliorant le confort de montée et de descente. La forme carrée s’adapte particulièrement bien aux bâtiments avec des plans angulaires ou à des agencements intérieurs rationnels, où la rigueur géométrique du projet exige une cohérence même dans les éléments verticaux.

Esthétiquement, elle se présente comme une solution plus technique et rigoureuse, souvent utilisée dans des contextes modernes, bureaux, showrooms ou bâtiments publics. Cependant, sa construction peut s’avérer plus complexe et nécessite une conception attentive pour garantir un équilibre adéquat entre fonctionnalité et stabilité.

Escalier en colimaçon à plan elliptique

L’ escalier en colimaçon elliptique représente la variante la plus sophistiquée et expressive. Son développement est basé sur un plan ovale, qui donne au corps de l’escalier un aspect fluide mais en même temps plus dynamique par rapport à la forme circulaire traditionnelle.

Grâce à la plus grande longueur de l’ellipse, cet escalier peut offrir des marches plus larges et confortables tout au long du parcours, améliorant l’ergonomie du mouvement. C’est un choix privilégié dans des environnements de représentation, villas de prestige, hôtels de luxe ou contextes où l’escalier n’est pas seulement un élément fonctionnel, mais devient le protagoniste de l’espace, presque une sculpture architecturale.

Cependant, il faut considérer que l’escalier elliptique occupe plus de surface par rapport à celui circulaire, nécessite une conception sur mesure et a généralement des coûts plus élevés, tant pour la complexité constructive que pour la qualité des matériaux utilisés.

Types par matériau

Au-delà de la forme du plan, un autre aspect déterminant dans la conception et le choix d’un escalier en colimaçon est le matériau avec lequel il est réalisé. Le matériau n’affecte pas seulement l’esthétique, mais aussi la stabilité, le poids de la structure, l’entretien et le coût final.

Les solutions les plus courantes utilisent :

• métal,
• bois,
• béton armé.

Escalier en colimaçon en métal

Les escaliers en colimaçon en métal sont parmi les plus répandus grâce à leur polyvalence, à la légèreté de la structure et à la facilité de préfabrication. Réalisés en acier peint, acier inoxydable ou fer galvanisé, ils se prêtent particulièrement à des contextes modernes, industriels ou minimalistes. Ils offrent une grande résistance dans le temps et peuvent être conçus avec des profils très fins, idéaux pour réduire l’encombrement visuel. De plus, le métal permet également des solutions autoportantes légères et dynamiques, souvent associées à des garde-corps en verre ou des marches en bois, pour un contraste matériel très recherché. Ils sont parfaits pour des environnements intérieurs mais, s’ils sont correctement traités, trouvent également une large utilisation dans des espaces extérieurs.

Escalier en colimaçon en bois

Les escaliers en colimaçon en bois représentent le choix idéal pour ceux qui désirent un environnement chaleureux, accueillant et naturel. Le bois, matériau noble et renouvelable, convient aussi bien à des contextes classiques que contemporains, selon l’essence utilisée et la finition. Les versions en chêne, hêtre ou frêne, par exemple, garantissent robustesse et durabilité, en plus d’une grande variété chromatique et sensorielle. Le travail du bois permet également une modélisation fine des marches et des rampes, rendant l’escalier un élément de mobilier en soi. Cependant, par rapport au métal ou au béton, il nécessite un entretien plus important, surtout dans des environnements humides ou soumis à une usure intense.

Escalier en colimaçon en béton armé

Les escaliers en colimaçon en béton armé constituent la solution la plus massive et solide. Ils sont généralement réalisés sur place ou préfabriqués en éléments à assembler sur le chantier. Ce type est adapté aux bâtiments publics, commerciaux ou résidences de grande taille où l’escalier est intégré dans la structure du bâtiment. Le béton armé garantit une durabilité et une stabilité remarquables, ainsi qu’un excellent comportement au feu et à l’isolation acoustique. D’un point de vue esthétique, il peut être laissé apparent pour un style brutaliste ou fini avec des enduits, des revêtements en marbre, en résine ou d’autres matériaux. Étant une structure lourde et définitive, elle nécessite une planification précise dès les premières phases de conception.

Dimensionnement

Pour que l’utilisation d’un escalier soit confortable, le rapport entre la hauteur de la marche et le plat de la marche doit être correctement évalué.

Au cours des siècles, des études architecturales et ergonomiques ont produit diverses formules empiriques pour théoriser le rapport hauteur/plat de marche et garantir une utilisation sûre de l’escalier.

Aujourd’hui encore, la formule la plus communément utilisée est celle de l’architecte François Blondel, datant de 1675. La célèbre formule est basée sur l’hypothèse que l’effort fait pour soulever le pied verticalement est deux fois plus important que celui fait pour le déplacer horizontalement.

De cette intuition, il en découle que le rapport correct entre la hauteur de marche et le giron doit être égal à : 

2 hauteurs (h) + 1 giron (g) = 60 ÷ 64 cm

où h est la valeur de la hauteur de la marche et g la longueur du giron.

Représentation graphique de la formule de Blondel

Une fois définis le rapport correct entre la hauteur et le giron, il est maintenant nécessaire de déterminer telles valeurs.

Pour chaque type escalier, le giron ne doit pas être inférieur à 25 cm. Dans les escaliers hélicoïdaux, la forme triangulaire de la marche implique une marche qui varie du centre de l’escalier à la main courante.

Coupe d’un escalier en colimaçon issue du logiciel Edificius

Pour calculer la dimension exacte du giron, il est nécessaire de la mesurer le long de la ligne de foulée, identifiée sur la base de la valeur du diamètre de l’escalier et positionné environ à 30 cm de la main courante. La hauteur de la marche doit être calculée en tenant compte de l’échappée de l’escalier, c’est-à-dire de la distance verticale entre deux points homologues.

En effet, l’escalier hélicoïdal se développe sur sois même autour d’un axe central, chaque marche doit être distante d’au moins 2 m de son homologue dans la marche supérieur, afin d’assurer une distance suffisante pour permettre un passage sécurisé des usagers.

Projet d’un escalier en colimaçon – Distance minimale entre deux points équivalents – réalisé avec Edificius

Par conséquent, dans l’escalier en colimaçon de petit diamètre (100/130 cm) où, pour ne pas trop réduire la profondeur du giron, il n’est pas possible d’insérer plus de 12 marches par tour, la valeur de la hauteur sera généralement plus élevée que dans les escaliers droits.

La conception d’un escalier en colimaçon : un exemple pratique

Pour faciliter la compréhension de la conception d’un escalier en colimaçon, nous proposons un exemple pratique.

Supposons de devoir concevoir un escalier hélicoïdal en plan circulaire, de disposer d’une cage de 1,30 m de diamètre et de devoir surmonter une différence de niveau de 3,00 m.

Pour déterminer le diamètre d’un escalier avec une base circulaire, nous rappelons que, pour faciliter l’installation et l’utilisation, il est recommandé que le diamètre de l’escalier soit légèrement inférieur à celui de la cage disponible. Dans ce cas, nous définissons 1,20 m le diamètre pour la réalisation de l’escalier.

Dans un premier temps, il est nécessaire d’établir la position et la largeur de la marche palière ainsi que la longueur et la position de la ligne de foulée.

Il est recommandé que la marche palière de l’escalier en colimaçon aie une largeur au moins égale à la largeur de la marche. Dessinons une marche palière avec une largeur à la corde égale au rayon de l’escalier (dans ce cas 60 cm). Nous aurons un triangle équilatéral avec des angles internes égaux à 60°.

La ligne de foulée doit être indiquée à environ 30 cm de la main courante. Par conséquent, avec un diamètre de l’escalier de 1,20 m, nous aurons un diamètre de ligne de 0,60 m.

Calculons la longueur de la ligne de foulée en plan : 

0,60 m x π = 1,88 m

qui est la valeur à laquelle on doit soustraire l’espace occupé par la marche palière.

Par conséquent, la valeur définitive de la ligne de foulée pour le calcul est 1,88 m – (1,88 / 6) m = 1,57 m.

À ce point, nous pouvons dessiner une élévation de l’escalier développé en plan. Nous reportons horizontalement la mesure de la ligne de foulée mesurée en plan, comprise entre l’arrière et l’avant du palier (1,57 m) et verticalement l’échappée de 2,00 m. requise par l’escalier. En joignant les deux extrémités, on obtient le développement réel de la ligne de foulée égale à 2,54 m (calculable avec le théorème de Pythagore).

Maintenant, nous pouvons procéder au calcul des hauteurs de marches et des girons comme pour les escaliers droits.

On peut maintenant dessiner un plan de l’escalier pour vérifier le confort de l’entrée et de la sortie. Si l’entrée apparaît inconfortable, nous pouvons décider de faire pivoter tout l’escalier, en déplacent la sortie en conséquence, ou de changer le sens de la montée de droite à gauche, en laissant inchangé la marche palière, et en déplaçant l’entrée du côté opposé.

L’escalier que nous proposons a une structure en acier, avec un pilier central de section circulaire. Le choix des matériaux contrastants, le marbre et la résine noire, rendent le résultat final suggestif.

Rendu d’une coupe d’un escalier en colimaçon issu du logiciel Edificius

Téléchargement du modèle 3D BIM du projet

Voici, disponible ci-dessous en téléchargement gratuit le modèle 3D réalisées avec un logiciel de conception architecturale BIM, du projet d’un escalier en colimaçon.

Téléchargez la modélisation 3D BIM (fichier.edf) d’un projet d’escalier en colimaçon

Téléchargez et essayez gratuitement Edificius, le logiciel de conception architecturale BIM

FAQ sur l’escalier en colimaçon

Quelles sont les dimensions minimales recommandées pour un escalier en colimaçon ?

Les dimensions minimales d’un escalier en colimaçon peuvent varier en fonction des réglementations de construction du pays où il est installé. Cependant, pour garantir la sécurité et le confort lors de l’utilisation quotidienne, il est recommandé : 

• un diamètre minimum de 150 cm pour un usage confortable,
• une largeur utile du passage d’au moins 65 cm,
• une marche utile d’au moins 25 cm,
• une hauteur libre au-dessus des marches (headroom) d’au moins 200 cm.

Il est toujours conseillé de consulter les normes locales ou un technicien qualifié, surtout en cas d’espaces publics ou avec des contraintes de sécurité spécifiques.

Quel est le diamètre le plus pratique pour un escalier en colimaçon dans un cadre résidentiel ?

Le diamètre minimum recommandé pour un escalier en colimaçon à usage fréquent est de au moins 150 cm, afin de garantir un passage confortable et sûr. Cependant, pour les escaliers secondaires (comme les accès aux mezzanines, aux greniers ou aux locaux techniques), il est possible d’adopter des diamètres inférieurs, à partir de 100–120 cm, bien qu’avec quelques compromis sur le confort. Il est toujours essentiel de vérifier les réglementations locales du pays où l’intervention est projetée.

Comment calcule-t-on les dimensions de la contremarche et de la marche dans un escalier en colimaçon ?

On utilise souvent la formule de Blondel, une référence ergonomique largement reconnue au niveau international : 
2 x contremarche + marche = 62 ÷ 64 cm
Cette formule assure des proportions correctes entre les marches, adaptant l’escalier à la marche naturelle.
Dans un escalier en colimaçon, la marche a une forme triangulaire et se mesure à environ 30 cm de la rampe. Les réglementations locales peuvent imposer des valeurs minimales ou maximales pour la contremarche et la marche, il est donc important de les vérifier lors de la phase de conception.

Combien d’espace faut-il pour installer un escalier en colimaçon ?

L’espace nécessaire dépend du diamètre de l’escalier et de la présence d’un trou de passage (well opening) dans le plafond supérieur. En général, il est conseillé que le trou ait un diamètre d’au moins 10 cm de plus que celui de l’escalier, afin de permettre des mouvements aisés lors de la montée et de la descente. Dans le cas d’étude présenté dans l’article, par exemple, pour un escalier avec un diamètre de 120 cm, un trou dans le plafond de 130 cm a été prévu.

Combien de marches peut avoir un escalier en colimaçon dans un tour complet ?

En général, pour maintenir une marche confortable, il est conseillé de ne pas insérer plus de 12–14 marches pour chaque rotation complète (360°).
Dépasser ce nombre peut réduire trop la profondeur utile de la marche. Là encore, le nombre de marches pourrait être limité ou réglementé par des normes locales, surtout pour les espaces accessibles au public.

Quelle doit être la hauteur de la rampe d’un escalier en colimaçon ?

La hauteur recommandée de la rampe est de 85–90 cm mesurée depuis le bord de la marche (nosing).
Dans certains pays, les réglementations peuvent prévoir des valeurs minimales ou maximales spécifiques, par exemple 90 cm en Europe ou 34–38 pouces aux États-Unis. Pour cela, il est essentiel d’adapter le projet aux règles nationales.

Quelle doit être la profondeur de la marche d’un escalier en colimaçon ?

Dans les points de passage les plus utilisés (généralement à 30 cm de la rampe), la profondeur de la marche devrait être d’au moins 25 cm. Des marches trop étroites ou avec des contremarches trop hautes réduisent la sécurité et le confort d’utilisation, surtout sur des escaliers avec des diamètres réduits.

Quelle est la largeur minimale du passage utile ?

Pour garantir une bonne accessibilité de l’escalier, la largeur minimale du passage utile (c’est-à-dire l’espace praticable entre le centre de l’escalier et la rampe) devrait être d’au moins 65 cm. Dans des contextes où cela n’est pas possible (escaliers secondaires ou peu fréquentés), on peut descendre à des valeurs minimales de 50–55 cm, à condition de respecter les réglementations de construction locales.