Technologies de Construction Bois

Technologies de construction bois Module de formation n°2

Coordination : Jean-Claude GUY – CNDB Auteur : Jean-Claude BIGNON – CRITT-CRAI Nancy Dessins : Damien HANSER – CRITT-CRAI Nancy Réalisation : Jérôme GRIVET – CNDB

© CNDB – octobre 2003

SOMMAIRE SOMMAIRE

1 - HISTORIQUE

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2 - CONCEPTION GENERALE

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3 - FONDATIONS

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3 - 1 - CONCEPTION 3 - 2 - SEMELLES FILANTES 3 - 3 - PLOTS ET LONGRINES 3 - 4 - FONDATIONS EN OSSATURE BOIS TRAITÉ 3 - 5 - PIEUX ET PILOTIS EN BOIS

4 - MURS 4 - 1 - CONCEPTION 4 - 2 - MURS À OSSATURE LÉGÈRE EN BOIS 4 - 3 - SYSTÈME POTEAUX ET POUTRES EN BOIS 4 - 4 - MURS EN MADRIERS OU RONDINS EMPILÉS

5 - PLANCHERS 5 - 1 - CONCEPTION 5 - 2 - PLANCHERS EN BOIS MASSIF 5 - 3 - PLANCHERS PAR SOLIVAGE

6 - CHARPENTES 6 - 1 - CONCEPTION 6 - 2 - FERMES ET PANNES 6 - 3 - FERMES INDUSTRIALISÉES 6 - 4 - CHARPENTES – CHEVRONS

7 - REVETEMENTS MURAUX EXTERIEURS 7 - 1 - CONCEPTION 7 - 2 - LES BARDAGES EN LAMES 7 - 3 - LES BARDAGES EN BARDEAUX 7 - 4 - LES BARDAGES EN PANNEAUX 7 - 5 - MATERIAUX DE REVETEMENTS AUTRES QUE LE BOIS

CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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98 98 100 109

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1 - HISTORIQUE Le bois nomade Le bois est sans conteste le plus ancien des matériaux de construction. Les premières habitations construites voient le jour pendant la période s'étendant du paléolithique supérieur au début du néolithique, c’est-à-dire de 35000 à 8000 ans avant J-C.. Ce sont des refuges constitués de branches et branchages accrochés en demi-cercle dans la fourche d’un tronc. Le tout recouvert de peaux, de roseaux ou de feuillage offre alors une protection relative contre les animaux sauvages et les intempéries.

Habitations en bois et paille au Mali

À chaque époque, on retrouve le bois, le roseau, la peau et les os comme matériaux de construction, tant en Europe qu’en Extrême-Orient, en Afrique et dans les civilisations précolombiennes d’Amérique. Cette universalité s’explique largement par la disponibilité de la ressource, la légèreté et la souplesse du bois mais aussi par son mode constructif qui repose sur des techniques simples (assemblages par liens) ne requérant pas d'outils sophistiqués. La rusticité technique de ces premiers modes constructifs nous permet de comprendre pourquoi ils perdurent aujourd’hui chez certaines sociétés nomades ou en voie de développement. La technique du tressage. Les savoir-faire, souvent véhiculés par les femmes, s’appuient sur une habileté de gestes que l'on retrouve dans le tressage lors de la confection d’objets domestiques.


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Habitudes en bois

Habitat nomade en Afrique

Cité lacustre

Cité Lacustre d'Unteruhldingen. Reconstitution d'un village de l'âge de pierre (2200 ans av. J-c)

L’évolution décisive de l’homme, de l’état de chasseur nomade à celui de fermier et d'éleveur de bétail sédentaire, a lieu au néolithique (de 9000 à 5000 ans avant notre ère). Le développement ultérieur de la construction d’habitations lui est étroitement lié. Les toitures de roseau couvrent d’abord des huttes à moitié souterraines, qui sont à leur tour remplacées par des constructions sur pilotis, dans l’eau ou sur terre. Ce sont les précurseurs des habitations à colombages et des constructions à ossature en bois actuelles. Vers 8000 ans avant J-c, alors que d’épaisses forêts recouvrent encore toute l’Europe et le pourtour de la Méditerranée, naissent des villages qui comptent plusieurs dizaines de huttes. La forme circulaire domine. Elle sera partiellement remplacée, vers 3000 ans avant notre ère, par des huttes de forme rectangulaire, forme importée du Proche-Orient avec la construction sur pilotis. On conservera le plan circulaire principalement dans les campagnes, tandis que le plan rectangulaire se développera dans les colonies plus importantes. Site de Catal Hûyük

Reconstitution d'une habitation à Catal Höyük (Asie Mineure)


En Anatolie, de 7000 à 5000 ans avant notre ère fleurissent de véritables villes faites de maisons à terrasses serrées les unes contre les autres. Ces maisons sont constituées de parois en briques crues soutenant des poutres d’une portée de 4 mètres revêtues de branchages. La toiture est composée de lits de roseaux recouverts d'une couche d’argile. En Syrie, au Liban, et en Palestine, on retrouve également ce genre de vestiges. Plus près de notre époque, aux premiers siècles de notre ère, les pueblos d’Arizona ou du nouveau Mexique sont construits sur ce modèle.

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À l’origine des temples Durant les derniers siècles avant J-c, le bois devient, avec la pierre, un matériau de construction privilégié dans l'architecture Grecque. Ainsi, Pline l’Ancien (23 à 79 ans après Jc) nous donne dans son Histoire naturelle une description précise des essences forestières usuelles dans la construction, des outils utilisés pour le travail du bois (hache, scie, rabot), ainsi que de la préparation et de l’emploi des colles connues à l'époque. les grecs (Etude et Reconstitution J.P.Adam)

Entre 160 et 180 ans après J-c, Pausanias rédige une description de la Grèce. On remarque que le premier temple de Delphes fut construit en bois de laurier et que les temples d’Apollon à Thermes, d’Héra à Lycènes et de Poséidon Hippios à Mantinée étaient bâtis en chêne. Les colonnes du temple d’Héra à Métaponte, elles, auraient été réalisées en bois de vigne.

Charpente du temple de Thermos (Grèce).(Etude et Reconstitution de J.P.Adam)

Vers le VIème siècle avant J-c, on constate une transposition en pierre des éléments en bois ou en terre cuite des temples. Dans son traité d’architecture (environ 25 ans avant J-c), l’architecte-ingénieur Vitruve nous explique comment les structures des entablements doriques et ioniques sont nées de cette transposition. Bien que n’étant pas tout à fait exacte la description de Vitruve nous renseigne pourtant sur un véritable processus de pétrification de l’architecture de bois, dans laquelle l’architecture de pierre puisera son vocabulaire. Reconstitution archéologique de l’entablement des temples doriques.

Reconstitution de l'entablement (d'après la description de Vitruve)

L’entablement est constitué par une double assise de sablières. Sur l’assise la plus haute reposent les arbalétriers, qui, au début, ne sont pas solidaires des entraits; ils répondent à la préoccupation constante des bâtisseurs grecs de rendre la charpente indépendante des murs, et de prendre pour appui les colonnes et les pilastres rappelant les bâtis primitifs entièrement en bois. La première sablière deviendra l’architrave; elle correspond en fait au plafond. La seconde sablière forme l’armature de base de la charpente. La frise des entablements doriques et ioniques est un élément de protection formé par des plaques (les métopes) et des grilles (les triglyphes) correspondant à des fenêtres ou à de simples ouvertures d’aération, par de longues plaques de terre cuite décorées ou encore, par des planches peintes fixées contre les sablières pour fermer le vide laissé entre les deux assises.

Principe de charpente utilisé par


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Opus craticium C’est encore Vitruve qui nous apporte des éclaircissements sur l’art des charpentiers romains. Les colombages en bois étaient un mode de construction courant pour les habitations et les bâtiments profanes, comme le montrent les fouilles de Pompeï, Herculanum et Stabia. Le colombage consistait (comme le laisse voir la Casa a graticco d’Herculanum, restée en bon état) en un quadrillage de bois perpendiculaires rempli par de la maçonnerie. La ville de Pompeï fournit de nombreux exemples de cette technique de construction que Vitruve désigne sous le nom d’opus craticium, ou colombage. Le sciage en long des pièces de bois se fait déjà alors au moyen de scies actionnées par des moulins à eau. Connaissant le rabot, les charpentiers romains disposent également d’un outil pour façonner avec soin les pièces de bois. Casa a graticco d'Herculanum

Pagodes à consoles Un élément caractéristique de la construction chinoise en bois est la pagode. Les premiers exemples rappellent non seulement les tours de l’époque Han (206 ans avant à 220 ans après J-C), mais aussi les tours retrouvées en Inde, en particulier la tour en bois du roi Kanishka (IIème siècle).

Temple de Pusokusa (Japon)

Temple de Kyomizu à Kyoto (Japon) Détail de la console

Ces pagodes avaient un plan de base rectangulaire ; leurs toitures reposaient sur des colonnes en bois et des consoles. La structure à consoles et la multiplication des assemblages qui lui sont liés jouent un rôle structurel très important dans un système de charpente caractérisé par l’absence d’éléments de stabilité triangulés. Cet élément de l’ossature a revêtu au fil du temps des formes de plus en plus variées. Les bras des consoles s’arc-bouteront toujours plus haut, dans une esthétique et une structure remarquables. Cette technique se diffusera dans tous les pays orientaux (Japon, Thaïlande…) CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Les dugong : supports d'encorbellement Les dugong en tant qu'éléments de structure sont des systèmes constitués de multiples petites pièces de bois, qui servent à soutenir les saillies du toit ainsi qu'à réduire la portée libre des poutres principales de l'intérieur de l'édifice. Ils sont constitués de deux parties : des pièces cubiques (dou) et des pièces allongées et recourbées aux extrémités (gong). Ces dernières sont des sortes de corbeaux qui ont pour fonction d'équilibrer les charges s'exerçant en porte-à-faux de part et d'autre des poteaux et d'assurer la liaison entre les travées en portant les madriers. A ces deux pièces se rajoute une pièce inclinée (ang), qui joue un rôle de levier pour maintenir l'équilibre entre la partie intérieure et la partie extérieure de la toiture. Les ang exploitent le poids de la toiture elle-même pour maintenir la stabilité de l'encorbellement.

Églises debout Les premiers siècles de notre ère, avant l’an mille, ont été relativement peu étudiés en ce qui concerne le mode de construction. Nous savons cependant que les châteaux et les églises étaient généralement construits en bois; les rois mérovingiens habitaient des palais de bois et la plupart des églises construites sous Charlemagne étaient également en bois, ce qui leur conférait un caractère provisoire. La Foi enseignait en effet que l’Eglise, rocher du Christ, devait être construite sur le roc et en pierre. Malgré cela, on construisit encore (en dehors des églises russes et scandinaves en rondins), jusque dans la seconde moitié du XVIIème siècle, de grandes églises en colombage, notamment en Silésie. C'est en Norvège qu'une des formes les plus remarquables de la construction en “bois debout” fit son apparition. Les Vikings adoptent une nouvelle religion et empruntent, lors de leurs raids à l'Ouest et au Sud de l'Europe, certaines techniques; Tout au long des XIème et XIIème siècles, ils édifieront des églises à l'expression architecturale remarquable: les stavkirke. Ces églises se composent d’une partie haute -la nef proprement dite- reposant sur des poteaux intérieurs et entourée de bas cotés qui s’appuient sur la construction interne. Chaque paroi de la nef est constituée de plusieurs cadres tandis que chacune des parois des bas cotés est formée d’un seul cadre. L’intérêt structurel de ces édifices réside dans leur stabilité assurée par des croix de Saint André et par des “chevrons formant fermes” dans les combles.


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Stavkirke de Borgund (Norvège)

Stavkirke de Borgund Coupe transversale

Technique du cadre Elle consiste en une structure composée de sablières hautes et basses et de poteaux dont le remplissage est assuré par des madriers fendus, façonnés à la hache et assemblés par de fortes rainures et languettes.

Travée d'une Stavkirke


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Le mur en bois massif empilé Les constructions en rondins ont été largement pratiquées jusqu’à nos jours dans tous les pays d’Europe du Nord (Suède, Finlande, Russie, Pologne…), régions fortement boisées en résineux.

Loft norvégien (13ème siècle)

Les capacités d’isolation du bois en font un mode de construction bien adaptée au climat de ces zones. On retrouve aussi ces murs en bois empilé dans les régions montagneuses du Sud de l’Europe comme dans les Balkans. Des découvertes archéologiques nous indiquent que la technique du rondin était également utilisée, avant notre ère, dans l’Europe méridionale couverte à cette époque par de grandes forêts (en Italie par exemple).

Maison en Pologne construite vers 700 avant J-c La construction de tels édifices requiert des outils de qualité supérieure à ceux qui sont en pierre polie ou en bronze. Ce n’est que vers le VIIIème siècle avant J-c, lorsque les outils en fer se généralisent en Europe, que l’on vit se développent des structures soigneusement assemblées. Maisons à Biskupin (Pologne) Représentation schématique

Pièces équarries assemblées par queues d'aronde


Le principe consiste à empiler de grands rondins souvent en pin pouvant atteindre 8 à 9 mètres. Les rondins s’encastrent à leur entrecroisement grâce à des entailles. Généralement la tête du rondin conserve la section d’origine tandis que le cou peut présenter des sections très variées. On trouve également des assemblages “sans tête” empruntés à la menuiserie et renforcés par des chevilles. Contrôle des fentes du bois : Pour prévenir les fentes de retrait du bois, on provoque des fentes en enfonçant une série de fiches sur les partie supérieures des rondins.

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Le schéma de base d'un bâtiment en “bois couché” est le carré ou le rectangle, mais l’utilisation d’un plan polygonal permettra d’augmenter les surfaces sans changer les dimensions des côtés. Cette configuration se retrouve dans les églises en rondin construites dans le Nord de la Russie jusqu' à la fin du XVIIIème siècle.

Eglise en bois à Vologda (Russie)

Aux origines de la préfabrication. Depuis le Moyen Âge, il existait en Europe du Nord (Norvège, Russie) des “marchés aux bois” où l’on pouvait acheter les éléments préfabriqués d’une maison, d’un moulin, d’un grenier ou d’une chapelle. Pour conduire ses premières recherche sur l’industrialisation du bâtiment, Walter Gropius va utiliser le madrier empilé pour la réalisation de la maison Sommerfeld à Berlin en 1921. Cette qualité de préfabriqué et de transportable continue aujourd’hui à donner leur valeur à ce type de construction. Maison Sommerfeld à Berlin (Allemagne)

Colombages vernaculaires La construction en colombage se développe au début du Moyen Âge s'inspirant de la construction en bois ronds, dont les montants étaient enfoncés dans le sol. Pour les affermir dans des sols peu stables, on les place sur des socles en pierre et, plus tard, sur une poutre de pourtour: on parle alors de construction sur socle. Au fil du temps, des systèmes régionaux d’assemblage se développeront. Eglise Sainte-Marie


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Le pan de bois à Cruck. C’est une des techniques de colombage les plus anciennes. La forme caractéristique de V inversé, visible sur les deux pignons de la maison, est la résultante de deux arbalétriers allant jusqu’au sol et qui sont les deux moitiés d’une même pièce de bois d’où la symétrie.

Gousset de stabilité

Maison à Odense (Danemark)

Du point de vue statique, la charpente en bois d’une construction à colombage se présente comme un squelette articulé; c’est uniquement l’expérience professionnelle du charpentier et du maître d’œuvre qui désigne les entretoises nécessaires à la reprise des charges et des efforts. Aussi les différentes pièces de bois sontelles généreusement surdimensionnées. La préparation et l’ajustage des pièces de bois coupées à l’avance se fait alors à plat sur le lieu même de construction. L’ossature à colombage est dressée au printemps, la toiture se place à l’été, ainsi que les remplissages. À l’automne, la maison se trouve sous toit, de sorte que l’aménagement intérieur peut se prolonger tranquillement au cours de l'hiver. Un dimensionnement empirique. Bien que le brugeois Simon Stevin (15481620) eût déjà découvert le parallélogramme des forces, permettant de calculer les entretoises dans les colombages et les autres constructions simples, il faut attendre la fin du XIXème siècle pour que le calcul des colombages se généralise et que les dimensions soient ramenées à celles statiquement nécessaires.


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Construction à Troyes

En règle générale, on utilise le bois trouvé sur place. Mais les maîtres d’œuvre découvriront assez vite que les qualités particulières de résistance aux insectes et champignons du bois de chêne. En Russie et ailleurs, des bâtiments d'importance furent construits dans cette essence, même en pleine région de conifères. En France, on construira, du XIVème au XVIème siècle et jusqu’au XVIIIème siècle en Alsace, des maisons à colombage qui demeurent, encore aujourd'hui, en bon état.

Le "Stick style" Les constructions à colombage apparaissent en Amérique du Nord vers 1600 avec les premiers colons. Ceux-ci construisent leurs maisons en grande partie en s’inspirant des éléments stylistiques médiévaux de leur pays d’origine. Les techniques utilisées rappellent à maints égards la construction navale. La structure consiste en un squelette chevillé - à l'origine de l'appellation “Stick style”- habillé de bois à l’extérieur. À l’intérieur, les panneaux sont revêtus de crépis ou lambrissés.

Maison à San Fransisco (Etats-Unis)

Jusqu’à la guerre de Sécession, le style colonial fait figure de style national. Le matériau utilisé est essentiellement du bois peint en blanc. Mais c'est la technique du colombage, capable d’épouser tous les contours culturels, qui servira de support à la renaissance des styles anciens en Amérique du Nord. Le milieu du XIXème siècle se caractérise par des courants parallèles fort différents: l’architecte A.-J. Downing affirme dans son Pattern Book que le bois doit paraître tel et non vouloir imiter la pierre. Les maisons romantiques de style Tudor des architectes Richard Upjohn et Andrew Jackson Gardening veulent être comprises comme des “beautés architectoniques en harmonie avec la beauté du paysage” et se nourrissent de la nostalgie des colombages de la vieille Angleterre.

Maison à San Fransisco (Etats-Unis)


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Le style “Queen Ann” (1875-1900) revendique le titre de style américain. Il se caractérise par une utilisation emphatique des éléments de structure mis en valeur par des parements extérieurs interrompus. Le style “ bric à brac ” A propos du style “Queen Ann”, on parlera de style “bric à brac” pour caractériser la multiplication des formes et des masses qui composent les maisons ainsi que la variété des effets décoratifs, rendus possibles par la diversité des parements en bois qui remplissent l’ossature.

Le "Shingle style " Entre 1870 et 1880 se développe au Canada et aux États-Unis le “Shingle style” (style bardeaux) dont Henry Hobson Richardson (1838-1886), considéré comme le premier architecte américain moderne, fut le protagoniste. Ce courant architectural ne se fonde pas sur une révolution technique mais plutôt sur une volonté de trouver une écriture architecturale adaptée à une technique courante, celle du bardeau. Maison à San Fransisco (Etats-Unis)

Moins prisonnier des figures stylistiques imposées par l’expression pittoresque de la structure, le “Shingle style” se caractérise par des bâtiments aux formes simples, bénéficiant d’une grande fluidité intérieure, souvent couverts par des toits à forte pente ou un “ comble à la Mansart ” et dont les murs et la toiture sont totalement et uniquement revêtus de bardeaux en bois. L’extrémité des bardeaux est parfois découpée selon des modèles géométriques (triangle, demi-cercle…) à des fins décoratives, mais globalement le “Shingle style” apparaît comme une première tentative de retrouver la vérité du matériau. Maison à San Fransisco (Etats-Unis)


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Une origine pour l'architecture moderne La maison Van Buren de Bruce Price à New York (1886) se caractérise par un plan carré, un espace ouvert et une composition de la façade qui deviendront une des références favorites de l’architecte Frank Loyd Wright. Maison Van Buren à New York (Etats-Unis)

La charpente composée Tandis que l’Europe poursuit la construction en colombage, elle se trouve confrontée pour la réalisation des grandes charpentes à la raréfaction des bois longs réservés à la marine. Dès le XVIème siècle, Philibert Delorme invente la “charpente recomposée”. Face aux contraintes spécifiques des bois courts, il rompt avec l’usage de la ferme latine et met au point une charpente qui prend modèle à la fois sur les arcs en pierre et les couples de bateaux. Cette démarche représente sans doute la première tentative moderne de repenser l’usage du bois dans un dispositif structurel et formel nouveau. La charpente du château de la Muette (vers 1550) est ainsi le premier exemple d’utilisation d’une recomposition d’un arc en bois par le clavetage de pièces courtes. Principe de la charpente recomposée

Ce principe sera repris et amélioré au XIXème siècle par le colonel Emy qui associe un arc en planches boulonnées à un cadre droit pour réaliser par exemple le manège de Libourne (1821).

Charpente de la Caserne Rochambeau Mont-Dauphin, Hautes Alpes (1823) CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

Détail

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Les charpentes ballon et plate-forme

Immeuble en ossature légère (Etats-unis)

La diffusion des scies actionnées mécaniquement, l’invention de la scie multi-lames et la mise au point d’une machine à fabriquer les clous, dès la fin du XVIIIème siècle vont bouleverser les pratiques constructives aux Etats-unis. La planche clouée marque une véritable révolution, non seulement en rendant la construction d’une maison moins onéreuse, mais aussi en permettant à un ouvrier d’ériger sa maison tout seul, au moyen de bois de moindres dimensions. Le système consiste en une ossature légère en bois, avec parois en charpente montant sur deux étages, habillées de planches faisant office de raidisseurs. Les premières maisons de ce type (balloon frame house) furent construites à Chicago entre 1830 et 1840, d’où ce système de construction se répandit d’une manière générale.

Immeuble en ossature légère (Etats-unis)

La construction "Chicago" C’est à George Washington Snow (17971870), un quaker de la NouvelleAngleterre, entrepreneur, marchand de bois et agent immobilier, que l’on doit l’invention de la charpente ballon. Le terme fut donné ironiquement à cette technique en allusion à sa fragilité apparente. D’ailleurs jusqu’en 1870, la charpente ballon fut nommée “Chicago construction”. Pose des panneaux

Charpente en plate-forme Un système analogue dit "plateform frame" en est très vite dérivé. La différence avec le type balloon réside dans les parois en charpente qui ne font qu’un étage, tandis que le plancher du premier étage sert de plate-forme pour la construction de l’étage suivant. Le "balloon frame" est encore en usage de nos jours. Mais c’est l’ossature plate-forme qui s’est généralisée dans le monde. Les panneaux en contre-plaqué sont venus compléter le système à partir du début du XXème siècle. La technique constructive a parallèlement connu différentes formes de préfabrication.


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Le pittoresque industriel Habitations à Arcachon

C’est probablement sous l’influence de la Suisse que la technique du bois découpé apparaît en France au milieu du XIXème siècle. Il ne s’agit pas, comme en Amérique, d’une révolution qui affecte les structures constructives, mais d’une nouvelle approche de l’ornementation qui acquiert son autonomie dans une production industrielle. Alors que le XIXème siècle voit naître une industrie peinant à trouver un langage pour les objets qu’elle produit, et que l’historicisme apparaît comme un système formel de recours, tout un courant architectural tente de renouer avec les approches vernaculaires de l’art de bâtir. Probablement marqué par l’influence du courant “Art and Craft” et des architectes comme Richard Norman Shaw (1831-1912), John Ruskin (18191900) ou William Mooris (1834-1896) ), se développent des théories qui prennent pour terrain d’application de nouveaux types de construction. Les villas en bord de mer (l’architecture balnéaire), les chalets de montagne, les kiosques et abris urbains, et même les bâtiments des expositions universelles, deviennent les supports privilégiés d’une ornementation parfois exubérante. Les lambrequins en bois courant le long des rives de toit, les frises découpant leur dentelle sur les saillies des marquises ou venant dissimuler sous les linteaux les jalousies et autres stores que l’on remonte, témoignent de la vitalité du bois pittoresque. L’entreprise Waaser et Bougleux est une des premières à appliquer en France le “dessin au bois découpé mécaniquement”. En fabricant industriellement des planches en bois découpé, elle ne répond pas seulement à une demande, elle crée une offre de composants qui, indépendamment de projets précis, ouvrent une voie royale à l’industrialisation des produits du bâtiment. Le triomphe du bois découpé L'année 1867 marque le triomphe du bois découpé. Tandis que Krantz et Eiffel construisent en métal la galerie des machines pour l’exposition universelle, Kaeffer et Cie reçoit une médaille pour ses produits en bois découpé. Halle des machines à l'exposition Nationale à Zurich, (Suisse) 1883, d'après les plans de A.Pfister.


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Le bois lamellé-collé

Garage construit avec le système Hetzer Paris 1937

Maison à Nantes Architecte E. Boucher

L’idée d’assembler des lamelles en bois par collage remonte au début du XIXème siècle. C’est en effet vers 1830 qu’un fabricant de sièges, Michael Thonet réalise ses premiers essais de moulage de lamellé collé pour former des structures de siège. Il fait bouillir des lamelles de bois dans de la colle avant de les fixer dans des moules en fer. Thonet présente son premier siège en bois lamellécollé en 1836 et le commercialise rapidement. La faible résistance en milieu humide des colles utilisées alors le conduira pourtant à abandonner cette technique au profit de celle du bois massif étuvé cintré. Il faudra attendre le début du siècle suivant pour voir réapparaître la technique du lamellé-collé cette fois dans le domaine de la charpente. Otto Hetzer, maître charpentier allemand, dépose en 1900 un brevet de fabrication pour des poutres composées de lamelles de pin sylvestre assemblées par de la colle caséine et destinées à servir de solives de plancher. Par la suite, ayant eu probablement connaissance des travaux du colonel Emy, il pense à réaliser des éléments courbes dont la forme serait aussi proche que possible de la ligne de pression. Il dépose donc un nouveau brevet en 1906 pour la réalisation d’éléments de construction en bois cintré. Cette technique du bois lamellé-collé cintré va très vite se développer dans tous les pays d’Europe sauf en France où il faudra attendre les années 1950. On va, en particulier, l’utiliser pour réaliser des hangars, tels ceux qui abriteront les fameux gonflables Zeppelins, et des halls d’exposition, comme le bâtiment construit en 1910 à Bruxelles et dont la portée atteignait déjà 43 mètres.

Au-delà du bouleversement technique induit par la lamellation et la colle, c’est bien l’inscription du matériau dans un système conceptuel renouvelé comme la structure-arc et l’édifice-tunnel qui va donner au Bois lamellé-collé sa pleine capacité d’innovation. Le Laméllé-collé s’immigre

Eglise unitarienne, Westport, Etats-Unis Architecte : Victor Lundy


La technique du bois lamellé-collé sera importée aux Etats-Unis dans les années 1930 par des immigrés allemands et en particulier l’architecteingénieur Max Hanish qui avait travaillé avec Otto Hetzer. L'architecte américain Victor Lundy sera un des premiers à lui trouver une expression architecturale de qualité.

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2 - CONCEPTION GENERALE La réalisation d’un ouvrage en bois fait appel à des pratiques spécifiques. La nature et les caractéristiques du matériau, ses technologies au niveau de sa transformation, de son façonnage et de sa mise en œuvre induisent des procédures de construction particulières. Tous les acteurs de la filière construction sont concernés et doivent intégrer dans leur travail des méthodes adaptées qui garantiront la qualité de leur prestation et plus globalement la qualité de l’ouvrage réalisé. À l’amont du processus de construction, le travail de conception doit lui aussi prendre en compte ces spécificités. Du point de vue de l’organisation, deux aspects1 sont aujourd’hui fondamentaux : - Une ingénierie fortement concourante. L’architecte, le bureau d’études bois et l’économiste doivent travailler de concert dès l’esquisse pour assurer une conception globale qui prenne en compte l’architecture, la technique et le coût. - Une ingénierie fortement spécifiante. L’équipe de conception doit pouvoir produire des plans d’exécution, des devis descriptifs et quantitatifs très précis et détaillés. Du point de vue du travail même de projet, il importe que tous les problèmes liés à la définition des espaces et des éléments physiques du bâti soient abordés. Nous proposons une méthode d’analyse en quatre thèmes dont l’objectif est d’aider le concepteur dans ses choix. - Comparaison des différents systèmes constructifs. Nous identifions les principales caractéristiques des grandes familles de systèmes structuraux - Comparaison des différentes logiques de production. Nous évoquons les grands traits des systèmes de fabrication et de mise en œuvre. - Facteurs de choix d’un système constructif. • Nous définissons une « check-list » des points qui doivent être envisagés. L’ordre des points, leur importance et les réponses apportées relèvent bien évidemment des particularités propres à chaque projet. - Incidence du choix d’un système constructif sur le projet. • Nous répertorions les principales conséquences des choix constructifs en matière de définition du projet.

1

Les aspects organisationnels sont développés dans les modules 3 et 4


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Comparaison des différents principes constructifs courants pour l’habitat ou les petits bâtiments

Ossature légère -

Système le plus répandu Bonne adaptation à tout milieu et toute typologie d’ouvrage Grande flexibilité constructive Fabrication sur site ou industrialisée Haute performance en isolation thermique Modes d’expression architecturale très différenciés Coûts compétitifs Poteaux et poutres

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Système « haut de gamme » Grande importance des détails constructifs Ingénierie et production très qualifiées Grandes potentialités formelles et lumineuses Expression architecturale typée (rationalisme structurel) Prix plus élevés Madriers empilés

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Système essentiellement limité à l’habitat diffus non urbain Préfabrication des composants puis montage sur site Bon optimum d’ambiances thermiques (isolation, inertie), acoustiques et phoniques Potentialités formelles limitées Expression architecturale typée (régionalisme « du froid ») Coûts plus élevés Colombage

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Système essentiellement limité à la réhabilitation Bonne flexibilité constructive Expression architecturale typée (régionalisme)


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Comparaison des différentes logiques de production

Artisanale -

Fabrication et pose des ouvrages à la demande Grand savoir faire Grande adaptation à la demande architecturale Coûts parfois élevés Besoin d’accompagnement en ingénierie Industrielle

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Fabrication industrielle de composants standards ou non Maîtrise de la qualité des produits Pose sur chantier par monteurs Bonne adaptation à la demande architecturale Coûts compétitifs


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Facteurs de choix d’un principe constructif Capacité de la maîtrise d’œuvre -

Compétence des architectes (Bonne connaissance des concepts constructifs) Compétence des bureaux d’études et de contrôle (Bonne connaissance des modèles de comportement du matériau et de ses technologies constructives) Capacités constructives de l’entreprise

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Compétence de l’ingénierie d’entreprise Qualification de la main d’œuvre, outillage, transport… Coût

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Part de la structure dans le coût global de construction Incidences sur les autres constituants de l’édifice (Fondations, parements, remplissages, fluides…) Maintenance (Concerne les parements et finitions et peu la structure) Performances spatiales

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Inscription dans le site Volumétrie générale extérieure Rapports pleins-vides dans les parois Fluidité de l’espace intérieur

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Utilisation du comble Expression de la structure Evolutivité

Performances fonctionnelles -

Confort acoustique et phonique :

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Confort thermique :

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Confort d’ambiance :

Isolation des bruits aériens Isolation des bruits d’impacts Ambiance acoustique (absorption, réflexion des sons) Isolation Inertie Visuel…

Comportement en situation de risque -

Feu Séismes Site

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Nature du sol Topographie Accessibilité du chantier Eloignement de la zone de fabrication Chronologie du chantier

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Durée totale Découpage séquentiel :

phase humide et phase sèche

Valorisation en fin de vie -

Déconstruction sélective Démontage et réutilisation Destruction (énergie)


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Incidences du choix constructif sur la conception du projet Détermination d’une trame dimensionnelle -

Trame de construction Trame de conception Composition de l’espace

-

Organisation des espaces (formes, relations) en particulier des espaces de circulation (Circulation horizontale et verticale) en particulier des espaces avec fluides (Sanitaires, cuisines, chaufferie, …) Orientation des espaces Distribution des ouvertures Composition des volumes et façades

-

Volumétrie générale Expression architecturale (Éléments de structure, de parements…) Matérialisation des structures, parois et enveloppes

-

Dimensionnement des composants Forme et géométrie Matières, couleurs Jonctions (mode d’assemblage…) Position des éléments porteurs Composition des enveloppes (isolations, parements…) Distribution des fluides

-

Installation intégrée Installation apparente Détails réglant les interfaces entre corps d’états

-

Charpente/Maçonnerie (Tolérances dimensionnelles, contacts bois/maçonnerie…) Charpente/Couverture (Pente de toiture, ventilation…) Charpente/Menuiserie (Étanchéité à l’air, à l’eau…) Charpente/Plâtrerie – Isolation (Étanchéité à l’air, pare-vapeur, joints…) Charpente/Plomberie- Electricité (Engravures et percements dans la structure, respect de l’isolation, du pare vapeur…) Charpente/finitions (Compatibilité…) Organisation du processus de construction

-

Découpage du projet par corps d’état (Définition des lots, limites des prestations, exigences d’exécution et de mise en œuvre…) Découpage chronologique du projet. (Calendrier des travaux, ordre des interventions, durée prévisionnelle…)


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3 - FONDATIONS 3 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes de fondations Semelles filantes -

Charges réparties linéairement, Murs de fondation continus formant un volume habitable ou sanitaire en dessous du rez-de-chaussée, Pressions latérales du sol sur les murs enterrés, Étanchéité des murs à prévoir dans les zones humides, Vides sanitaires (éventuels) à ventiler. Plots et longrines

-

Descente de charges concentrées, Superstructure du bâtiment éventuellement surélevée par rapport au sol, Minimum de transformation du sol naturel, Plancher bas obligatoirement isolé. Ossature en bois traité

-

Principe constructif proche de celui des murs en ossature légère, Bois et panneaux traités (risques environnementaux), Solution sèche et préfabricable, Stabilité latérale des murs assurée : a/ par le plancher du rez-de-chaussée en partie haute, b/ par le sol ou un dallage en béton en partie basse. Pieux et pilotis en bois

-

Descentes de charges concentrées, Superstructure éventuellement surélevée par rapport au sol, Bien adapté aux terrains en pente, Nécessaire pour les sols profonds ou en bordure de plan d’eau.


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Facteurs de conception des systèmes de fondations Coûts -

Choix du système de fondation, Qualités des composants et de la mise en œuvre. Nature des sols.

-

Résistance à la compression du sol, Adhérence du sol, Profondeur du bon sol, Présence d’eau. Zone climatique

-

Profondeur hors-gel, Temps d’ouverture du chantier (régions froides). Topographie du site

-

Degré de modification du site, Incidence des fondations les unes sur les autres (terrain à faible ou forte pente) Somme des charges rapportées au sol

-

Charges propres du bâtiment, Surcharges climatiques (eau, neige, vent), Surcharges d'usage. Compatibilité avec la superstructure

-

Construction par murs à ossature légère, par madriers ou rondins empilés, Construction par poteaux et poutres. Contrôle des ambiances

-

Transmission thermique (isolation, inertie), Migrations d’eau et de vapeur d’eau, Ventilation du vide sanitaire. Protection et récupération des eaux d'infiltration

-

Étanchéité, protection d'étanchéité, drains Intégration visuelle de l'édifice dans le site

-

Bâtiment posé ou flottant, Bâtiment décollé ou surélevé, Bâtiment enterré. Qualité environnementale

-

Toxicité des traitements (protection, préservation) et colles, Déconstruction sélective (démontage).


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3 - 2 - SEMELLES FILANTES Principes Une semelle est un ouvrage linéaire en béton armé généralement réservé aux sols dont la "portance" est au moins égale à 0,1 MPa. Les semelles supportent généralement un mur d’infrastructure maçonné délimitant un soussol ou un vide sanitaire. C’est le système le plus couramment utilisé dans la construction. Il convient que la largeur des semelles ne soit pas inférieure à 0,40 m même pour des charges de faible importance. Les fouilles nécessaires à la réalisation de ces semelles doivent être aussi étroites que possible. Il est recommandé, quelle que soit la nature du sol, d'y couler immédiatement à l'avancement un béton de propreté et de protection.

Semelles filantes

Matériaux Béton Les semelles peuvent être coulées en gros béton peu ou pas armé, si leur débord par rapport au nu du mur est inférieur à la moitié de la hauteur. Afin de prévenir les tassements différentiels, on place en partie basse une armature filante qui sert de chaînage lorsque le sol est hétérogène ou si les semelles sont assez longues (>10 m). Si la contrainte admissible du sol entraîne une largeur trop importante, on devra réaliser des semelles en béton armé. Le dosage des bétons en fonction du type de fondation est donné par le tableau ci-dessous : 3 Béton de propreté épaisseur 4 cm : 150 kg de ciment/m Semelle filante non armée : 200 kg (300 kg dans l’eau) Semelle armée d'un chaînage : 250 kg (350 kg dans l’eau) Fondation en B.A : 300 kg (400 kg dans l’eau)


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Armatures Les sections minimales de chaînage sont essentiellement liées à la résistance des aciers. 3 cm2

Ronds lisses Fe E 215

2 cm2

Barres HA Fe E 400

1,6 cm2

Treillis soudés ou barres Fe E 500

Attention : Si le sol est très hétérogène, les fondations doivent se comporter comme des poutres. Leur calcul doit être effectué avec précision.

Pré-dimentionnement Les dimensions des semelles filantes dépendent des facteurs suivants : • la distribution du système structurel (nombre, longueur des murs porteurs…), • les charges transmises par les murs, • la position de la semelle (à l’axe, en mitoyenneté…), • la nature du sol. PROPORTIONNEMENT : Pour des édifices de type R+1 en maçonnerie ou de type R+3 en ossature bois, les charges au niveau des fondations sont relativement faibles (environ 5 tonnes au mètre linéaire). La largeur des semelles est généralement comprise entre 40 et 60 cm. Semelle de faible largeur (environ deux fois l'épaisseur du mur) : Elle est réalisée en béton non armé. Le débord de la semelle part rapport au mur ne doit pas excéder la moitié de l'épaisseur de la semelle. Semelle de grande largeur (supérieure à deux fois l'épaisseur du mur) : Elle est réalisée en béton armé. Son dimensionnement et celui du ferraillage prennent en compte les efforts de traction transversaux dans le béton.

Semelle en béton


Semelle en béton armé

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RÉACTION DU SOL La réaction du sol est le plus souvent caractérisée par une valeur de calcul ultime déterminée par une analyse des sols ou déduite de l’expérience. Contraintes de calcul (q - taux de travail du sol) déduite de l’expérience. Nature du sol

q (MPa)

Roches peu fissurées saines, non désagrégées et de stratification favorable Terrains non cohérents à bonne compacité

0,75 à 4,5 0,35 à 0, 75

Terrains non cohérents à compacité moyenne

0,2 à 0,4

Argiles

0,1 à 0,3

Fondation sur sol en pente Sur les sols en pente (>10 %) des précautions particulières doivent être prises. • Cas des fondations parallèles aux courbes de niveau. Pour éviter l'influence d'une fondation sur l'autre, les changements de niveaux entre deux semelles successives ne doivent pas dépasser une pente de 2/3. Attention : On veille à toujours assurer une position hors-gel des semelles. •

Cas des fondations perpendiculaires aux courbes de niveau.

Pour éviter le glissement des fondations sur le sol, on réalise des gradins ou redans sur le sol et les fondations.

Semelles à des profondeurs différentes


Semelles en gradin

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Semelles excentrées Lorsqu'on construit en mitoyenneté, les semelles de rives peuvent êtres coupées de moitié. Il en résulte une dissymétrie et une excentricité des forces provoquant une répartition triangulaire des contraintes sur la semelle. On rétablit la situation de contraintes uniformes en introduisant des aciers de renfort dans la semelle ou en reliant les semelles excentrées par des longrines perpendiculaires au mur, dites longrines de redressement, qui annulent le couple à la base du mur.

Semelle dissymétrique

Semelle excentrée avec longrines de redressement

Mise hors-gel des fondations Dans les régions tempérées et froides, le gel peut provoquer des mouvements de pression ou des tassements irréguliers sous les fondations. Pour éviter ces désordres, il convient de placer les fondations à une profondeur suffisante qui les rende insensibles aux effets du gel. T° > 0°

P > 0,50 m.

0° > T° > -5°

P > 0,60 m.

-5° > T° > -10°

P > 0,80 m.

-10° > T° > -15°

P > 1 m.

-15° > T°

P > 1 m.

Murs d'infrastructure Un mur d’infrastructure en béton banché ou en maçonnerie de blocs vient prendre appui sur les semelles et former l’enveloppe de l’infrastructure. Il doit être solidaire de la semelle pour éviter tous risques de poussée horizontale due aux remblais.


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Mur d’infrastructure

Protection des fondations Pour limiter les effets de l'eau sur les parties d'ouvrage enterrées et éviter toute remontée capillaire préjudiciable à la construction bois, on peut procéder à des protections particulières. • Étanchéité de la face externe des ouvrages souterrains : - mortier hydrofuge, - enduit pelliculaire à base de résines, de goudron, de caoutchouc..., - feutre bitumeux. •

•

Cette étanchéité peut être protégée par des parois rigides : - blocs de ciments, - tôles ondulées, - Écrans plastiques structurés. Pose d'un drain proche des fondations : -

•

drains en béton, terre cuite, céramique, PVC (∅ = 10 cm), la longévité du drain est accrue par interposition d'une membrane filtrante.

Drainage du site périphérique selon la nature des sols : - La distance entre drains peut être à titre indicatif la suivante : Terrains compacts argileux 8 à 12 m Terrains ordinaires limoneux 12 à 16 m Terres sablonneuses 16 à 20 m. -

De plus il est bon de respecter une distance de15 à 20 m entre les drains et les arbres existants ou à planter.

Normes et DTU DTU 13.11

Fondations superficielles

DTU 13.12

Règles pour le calcul des fondations superficielles


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3 - 3 - PLOTS ET LONGRINES Principes Un plot est un ouvrage de maçonnerie qui s'apparente à une semelle carrée ou rectangulaire massive en gros béton non armé ou peu armé. Les plots s'utilisent sur des sols de bonnes qualités ou/et pour des ouvrages de faible poids. Ils sont bien adaptés à la construction en bois et permettent la réalisation d’ouvrages légers légèrement surélevés du sol. Comme les pieux et les pilotis, les plots nécessitent peu de fouilles. Ils préservent la topographie naturelle du terrain de même que le système de drainage du sol. Les plots sont reliés entre eux par des longrines. Les longrines sont des poutres qui portent les murs et servent aussi à supporter les planchers bas avec vide sanitaire ou à limiter le dallage sur les rives du bâtiment.

Plots

Matériaux Les plots travaillent uniquement en compression. Ils ne sont généralement pas armés et sont réalisés avec des bétons dosés à 250 kg/m3 Les longrines peuvent être réalisées par : • des éléments fabriqués sur site ou préfabriqués en béton armé. Le dosage des bétons est de 350 kg/m3. Le ratio moyen d’acier pour les longrines est de 80 kg/m3 ; • des poutres en bois massif ou en lamellé collé. Compte tenu de la proximité du sol, les bois devront correspondre à la classe de risque biologique4.


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Pré-dimentionnement Plots La section des plots dépend de plusieurs facteurs : • La nature du sol, • La distribution du système structurel (nombre de poteaux, longueur des murs porteurs…), • Les charges transmises par les murs ou les poteaux La section des plots est comprise entre 0,50 m X 0,50 m et 1,20 X 1,20 m. Ils peuvent être de section circulaire avec coffrage perdu en carton. L’espacement des plots se situe généralement entre 4 et 8 m, mais peut aller jusqu’à 12 m.. Longrines en béton On utilise le plus souvent des longrines préfabriquées précontraintes. Ce qui permet d’obtenir des résistances améliorées et une plus grande précision dans les cotes. On les trouve dans les dimensions suivantes : 20 x 20 cm, 20 x 40 cm, 20 X 60cm. Exemple de portées admissibles : Section (cm)

Charges 2500 kg/ml

4000 kg/ml

6000 kg/ml

20 x 20

6,00 m

4,90

4,00

20 x 40

9,80

7,70

6,50

20 x 60

13,50

11,50

9,50

Poutres en bois Des poutres en bois lamellé collé formant longrines peuvent être utilisées jusqu’à 8 m de portée. H= 1/12 à 1/15 P

Jonction des plots et des longrines

Longrines en béton

Des aciers en attente sont insérés dans le plot. Ils sont liés aux aciers des longrines et coulés dans un béton de clavetage pour les longrines préfabriquées ou directement dans le béton des longrines lorsqu’elles sont fabriquées sur place.

Longrines de rives et courantes


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Poutres en bois La jonction se fait par l’intermédiaire d’un étrier métallique fixé mécaniquement au plot. Afin d’éviter la stagnation d’eau en partie supérieur des plots, il est conseiller de façonner ces derniers avec une pente.

Longrines en bois sur plot

Attention : La face supérieure de la poutre doit être si possible protégée par une couvertine ou tout dispositif formant larmier.

Mise hors-gel des fondations La sous-face du plot devra toujours être située sur un sol hors gel (cf. profondeur selon régions)


Fondations superficielles

DTU 13.12

Règles pour le calcul des fondations superficielles


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3 - 4 - FONDATIONS EN OSSATURE BOIS TRAITÉ Principes Les fondations en bois traité sous pression sont relativement récentes. Depuis les premières expériences effectuées au début des années soixante, l’intérêt pour ce mode de construction s’est accru à tel point qu’il est reconnu aujourd’hui au Canada et aux Etats-Unis, sous l’appellation de PWF (Permanent Wood Foundation). C’est une technique bien adaptée aux régions de grand froid ou les temps d’ouverture de chantier sont extrêmement réduits. Les fondations en bois traité remplissent les mêmes fonctions essentielles que les autres fondations. Les murs de fondation en bois traité se construisent comme les murs extérieurs en superstructure. Ils se composent d’une lisse basse et d’une sablière entre lesquelles se placent les poteaux et sont revêtus d’un panneau en contreplaqué. Les recherches effectuées prouvent toutefois qu’il faut tenir compte de certains facteurs lors de la conception d’un mur de fondation en bois traité. Ainsi, les facteurs comme les contraintes latérales imposées au mur par le remblayage, la mise en place du plancher du sous-sol et le raccordement des solives du rez-de-chaussée au mur de fondation doivent être particulièrement étudiés. Un bon drainage du sol est également indispensable.

Matériaux Qualité L’essence de bois la plus utilisée pour son bon rapport résistance-poids, mais surtout pour son aptitude à l’imprégnation en autoclave est le pin. La faible épaisseur des montants et des lisses et les charges reçues conduisent à utiliser des bois présentant de bonnes caractéristiques mécaniques (Classement structure : C22).

Humidité Lorsque le sol et le remblai sont correctement drainés, le taux d’humidité des bois se situe entre 20 % et 22%

Risques biologiques Les fondations en bois traité se trouvant dans des conditions à taux d’humidité pouvant être élevé, il convient de considérer que les éléments de structure et le contreplaqué sont en classe de risque biologique 4. Tous les matériaux devront donc être choisis avec soin si l’on veut construire une fondation en bois traité de qualité. En général, les bois et les contreplaqués utilisés sont imprégnés sous pression avec des sels de type CCA ou CCB.

Pré-dimentionnement Éléments d'ossature Les dimensions des ossatures de fondations dépendent : - de l’essence utilisée et du classement des bois, - des charges transmises par les murs, les planchers et la charpente, - de la profondeur du remblai (pression latérale). CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Sections courantes : - 46 x 97 mm - 46 x 122 mm ou 45 x 120 mm - 46 x 147 mm

Panneaux de contreplaqué L’épaisseur du contreplaqué est fonction : - de l’espacement des poteaux muraux, - de la disposition des panneaux, - de la hauteur du remblai. Épaisseur courante : 12 mm et 15 mm

Semelle des fondations Couche drainante Avant la pose de la semelle, on réalise sur le sol non modifié du fond de l’excavation une couche drainante de gravier ou de pierre concassée d’une épaisseur minimale de 125 mm. Le lit de gravier doit se prolonger sous la semelle et s’étendre sur une distance de 300 mm à l’extérieur de l’enceinte.

Semelles en bois traité Les semelles des fondations peuvent être réalisées en bois traité sous pression ou en béton. Compte tenu de la faible largeur des semelles en bois, on recommande de les utiliser avec un mur de fondation en bois lorsque le sol a une capacité porteuse d’au moins 0,75 MPa. La masse totale des fondations s’en trouve réduite de beaucoup puisque le bois est plus léger que le béton. En reposant sur le lit de gravier, la semelle de bois n’entrave pas l’évacuation normale des eaux. Les dimensions de la semelle doivent être soigneusement calculées. La largeur courante se situe entre 200 et 240 mm. On peut poser la semelle avant le mur de fondation ou la fixer au mur avant de le mettre en place au fond de l’excavation. Dans les deux cas, il faut s’assurer que les joints de la semelle sont décalés d’au moins 600 mm par rapport à ceux de la lisse basse du mur. Attention : Les bouts et les chants des pièces coupées ne doivent jamais être mis en contact avec le sol ni exposés à l’humidité. Plutôt que de couper les pièces à la longueur exacte, on peut les faire déborder aux angles.

Semelles en bois


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Ossature des fondations Les murs de fondation en bois traité se construisent de la même manière que les murs de superstructure en ossature bois. Ils se composent d’une lisse basse et d’une sablière (simple ou jumelée) entre lesquels se placent les poteaux à entraxes de 300 à 400 mm. La structure reçoit sur sa face extérieure un revêtement en panneau de contreplaqué. Le nombre et la taille des clous servant à fixer les éléments en bois traité sont déterminés par le calcul. On utilise des clous en acier inoxydable. Si l’on choisit d’utiliser des agrafes, elles devront également être en acier inoxydable. Tout autre organe de fixation métallique devra être fait d’un matériau résistant à la corrosion (acier galvanisé à chaud ou mieux acier inoxydable). Le mur peut être fabriqué en grandes dimensions en usine pour être ensuite transporté sur le chantier, ou être construit sur site. Angles La réalisation des angles rentrants et saillants est voisine de celle des murs en superstructure. Cependant les angles rentrants peuvent nécessiter des renforts par des feuillards métalliques pour ne pas s’ouvrir sous la pression du remblai. Tous les joints doivent être calfeutrés avec un mastic étanche.

Angles renforcés

Baies Les ouvertures des portes et des fenêtres ménagées dans le mur nécessitent une attention toute particulière. Les ouvertures doivent être solidement clouées et renforcées par des étriers pour transmettre les charges appliquées aux poteaux. Tous les joints doivent être calfeutrés lors de la pose du revêtement mural.


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Revêtements des fondations L’ossature des murs de fondation reçoit sur sa face extérieure des panneaux en contreplaqué. Ceux-ci forment une enveloppe étanche à l’eau. Les panneaux peuvent être posés verticalement ou horizontalement sur l’ossature de la fondation. Ils sont fixés par des clous en acier inoxydable. Toutes les rives des panneaux doivent être en appui sur un élément d’ossature. On place un renfort de clouage de 40 ou 50 mm d’épaisseur derrière tous les joints qui ne donnent pas sur un élément d’ossature. La longueur, l’espacement et le type des clous doivent être déterminés par le calcul. L’écartement ne pourra en aucun cas être supérieur à 150 mm en rive et à 300 mm en partie courante. Il faut assurer une étanchéité entre les panneaux de contreplaqué, pour éviter que l’humidité ne pénètre dans le mur. Tous les joints doivent être calfeutrés au moyen d’une mastic présentant une bonne durabilité. Les mastics étanches au butylène ou les joints à base de silicone conviennent bien au bois traité et permettent d’obtenir des joints élastiques et durables.

Planchers bas On réalise généralement un plancher bas pour faciliter l’usage du sous-sol mais aussi pour reprendre la pression latérale exercée par le matériau de remblai à la base du mur. Le plancher bas est le plus souvent en béton, mais il peut être également fabriqué en bois sur lambourdes traitées. Le plancher bas d’infrastructure comme le plancher haut doit être réalisé avant le remblayage pour éviter que le mur ne se déplace. Une coupure de capillarité doit être posée sur le gravier avant coulage du dallage Afin de transmettre les contraintes exercées par le sol au dallage en béton, celui-ci doit être plus haut que l’extrémité inférieure des poteaux muraux. Une planche en bois traité (épaisseur mini 19 mm) est fixée tout autour du mur. Elle tient lieu de coffrage et de guide de nivellement. Le dallage doit être légèrement incliné pour faciliter l’évacuation des eaux vers un puisard ou un siphon de sol d’où elles seront évacuées par gravité ou à l’aide d’une pompe vers l'égout.

Attention : En l’absence de plancher bas, il est nécessaire de prévoir des dispositifs d’étayage pour éviter la poussée du remblai. Dallage


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Planchers haut Tout comme la base du mur, le sommet du mur de fondation doit être fixé solidement aux solives du plancher haut pour résister à la pression latérale exercée par le sol.

Solives reposant sur l’arase du mur La solive de rive et les solives de plancher sont clouées à la sablière et renforcées par une attache en acier galvanisé. L’attache doit être fixée sur la partie haute du poteau, sur la sablière et sur la solive de rive. Pour reprendre la pression des murs parallèles aux solives, on intercale des entretoises en bois massif perpendiculairement aux solives et en face des poteaux.

Fixation des solives sur sablière

Solives à l’intérieur du mur de fondation

La solive de rive est fixée contre les poteaux et reçoit par l’intermédiaire d’étriers les solives de plancher. Comme précédemment, on intercale des entretoises entre les solives parallèles aux murs.

Fixation des solives sur poteaux

Attention : En cas de réalisation de trémies de plancher pratiquées à moins de 1,20 m du mur de fondation, il convient d’apporter des renforts autour de la trémie de manière à pouvoir résister à la poussée latérale du sol.


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Protection des fondations Les panneaux de contreplaqué doivent être protégés contre l’eau de ruissellement en surface. La réalisation d’un dispositif d’étanchéité : - limite le taux d’humidité du bois sous le seuil de 20 %, - réduit le risque de corrosion des éléments métalliques, - aide à dévier les eaux de surface vers le lit de gravier. On réalise la coupure hydrofuge en appliquant une membrane, généralement une feuille de polyéthylène de 150 µm, sur la paroi extérieure du mur depuis la semelle jusqu’au niveau du sol fini. Les feuilles de polyéthylène se posent à recouvrement (chevauchement minimal de 150 mm). Tous les joints entre les feuilles doivent être calfeutrés avec soin. On calfeutre également le bord supérieur de la membrane, puis on place une planche en bois traité de 200 mm de largeur ou une bande de contreplaqué traité de 300 mm de largeur de telle sorte que sa rive supérieure se situe au-dessus du niveau du sol et sa rive inférieures sous le niveau du sol fini. Ce procédé permet de fixer et de protéger le bord supérieur de la membrane de polyéthylène. Il faut également calfeutrer la rive supérieure de la bande de contreplaqué. Attention : • •

•

Il faut prendre garde de ne pas trouer ni déchirer la membrane de polyéthylène. Il importe de protéger la surface de polyéthylène au moment du remblayage. Dans ce but, on recouvre le polyéthylène d’un panneau de fibres ou de plastique nervuré avant le remblayage. La membrane de polyéthylène ne doit pas se prolonger sur le lit de gravier ni sous la semelle. Ainsi dans le cas ou de l’humidité se déposerait entre le polyéthylène et le contreplaqué, l’humidité pourrait s’écouler vers le lit de gravier.

Drainage Pour limiter les effets de l'eau sur les parties d'ouvrage enterrées, il est conseillé de prévoir des dispositifs d’évacuation des eaux. • Pose d'un drain proche des semelles de fondation - Drains en béton, terre cuite, céramique, P.V.C (ø =10 cm) - La longévité du drain est accrue par interposition d'une membrane filtrante. • • •

Mise en œuvre d’un remblai drainant jusqu’à 20 à 30 cm du sol fini (sable, tout venant de rivière) Réalisation de la couche supérieure du remblai par une terre argileuse afin d’éloigner les eaux superficielles. Pente légère du terrain aux alentours du bâtiment afin d’évacuer au mieux les eaux de pluie.

Normes et DTU Il n’existe pas en France de normes relatives aux fondations en bois traité. Toute réalisation devra donc faire l’objet d’un avis technique.


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3 - 5 - PIEUX ET PILOTIS EN BOIS Principes C’est le plus vieux dispositif connu puisqu’il était déjà utilisé à la préhistoire. La plupart des édifices construits avant le XIX siècle étaient fondés sur des pieux en bois. De fabrication et de manipulation simple, les pieux en bois sont bien résistants en milieu humide à condition de rester toujours immergés. Les pieux sont un dispositif ponctuel utilisé lorsque la profondeur du bon sol est importante. Leur tête est généralement arasée en dessous du niveau du sol. Les pilotis sont particulièrement utilisés lorsque les constructions sont situées sur des terrains en pente, dans des zones humides ou susceptibles d’être inondées, ou des régions de forts vents. Les pilotis permettent de surélever la structure du bâtiment au-dessus du niveau du sol. Ils nécessitent peu de fouilles. Ils préservent la topographie naturelle du terrain de même que le système de drainage du sol. Les pieux et les pilotis transmettent les efforts verticaux par la pointe ou par frottement latéral. Ils transmettent également les moments d’encastrement. Les pieux sont habituellement reliés par des semelles tandis que les pilotis sont reliés par des poutres. Les pilotis en bois peuvent être prolongés pour recevoir la toiture et former une structure particulièrement résistante aux vents latéraux et aux séismes. Les pieux et les pilotis sont généralement réalisés selon une trame définie par le système poteau et poutre du bâtiment. Leur écartement détermine la portée des poutres et des solives et donc les charges verticales qu’ils peuvent recevoir.


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Matériaux Qualité Les essences indigènes qui étaient couramment utilisées en Europe étaient le chêne, le châtaignier, le robinier, le hêtre, l’aulne et les résineux d’un diamètre moyen de 25 à 40 cm et d’une longueur de 10 à12 m. Dans d’autres régions, des essences comme le séquoia, le cyprès, l’azobé, le teck étaient également employés dans un diamètre allant jusqu’à 50 cm et une longueur pouvant atteindre 25 m. Actuellement, l’essence de bois résineux la plus utilisée surtout pour son aptitude à l’imprégnation en autoclave est le pin. En feuillu, on utilise le chêne et le robinier ou encore certains bois tropicaux (azobé…)

Humidité En puits drainants, les pilotis et les pieux sont mis en œuvre avec un taux d’humidité situé entre 20 % et 22 %. En milieu aqueux, le taux d’humidité pourra être de 30 % et plus.

Risques biologiques Les pieux et pilotis de fondation en bois se trouvant dans des conditions d’humidité permanente sont en classe de risque biologique 4. Pour les pilotis utilisés en milieu marin, la classe de risque retenue est de 5. En général, les bois utilisés s’ils ne sont d’essence naturellement durable, sont imprégnés sous pression avec des sels de type CCA ou CCB.

Pré-dimensionnement • • •

Longueur des pieux et pilotis : 5 à 15 m Diamètre : 25 à 40 cm Distance entre pieux ou pilotis : 4 à 6 m

Jonctions pilotis - poutres

Des poutres en bois sont boulonnées aux pilotis et servent à réaliser la structure de la plate-forme du plancher. Les pilotis peuvent être arasés au niveau de la plate-forme ou se prolonger pour former la superstructure.

Système pilotis et poutres


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Afin de diminuer le cisaillement au niveau de l’assemblage, on peut réaliser des entailles sur les pilotis ou fixer des blocs de repos. À noter : Les poutres peuvent se prolonger en porte-à-faux dans la limite d’un quart de la portée courante.

Jonction par entaille sur bois rond

Bloc d’appui sur section carrée

Appui avec gousset


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Pieds La profondeur d’enfoncement des pieux et des pilotis dépend : - du type de sol, - de la pente du terrain, - des charges à transmettre, - de la zone sismique. Les pieux et pilotis profonds (>5 m) sont enfoncés au marteau hydraulique et peuvent travailler par la tête ou par frottement latéral (pieux flottants). Les pieux et pilotis peu profonds (<5 m) sont disposés dans une excavation en puits réalisée à la main ou à l’engin mécanique. Des semelles isolées ou des colliers en béton augmentent la surface de contact du pieu avec le sol et répartissent les charges sur une plus grande surface. La taille des semelles et des colliers dépend de l’écartement des pieux ou pilotis, des charges et de la nature du sol. Leur épaisseur doit être d’au moins 25 cm et la largeur (ou le diamètre) ne devrait pas être inférieur à 50 cm. Afin d’assurer une solidarisation entre la semelle et le pieu, on utilise des pattes ou des broches métalliques. Les puits sont remblayés avec un tout venant de rivière ou des pierres concassées soigneusement damées. Attention : Les semelles comme les colliers doivent toujours êtres situés à une profondeur hors-gel.

Pieu foré

Pilotis dans puits bétonné

Pilotis sur semelle

Pilotis avec collier


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Contreventement Un des intérêts des pilotis et des pieux est leur aptitude à reprendre en pied des moments. Quand l’encastrement en pied des pilotis est impossible comme sur les sols rocheux ou les sols en forte pente, il est nécessaire d’introduire des dispositifs de contreventement pour assurer la stabilité latérale. Plusieurs solutions sont envisageables : • Croix de Saint André en acier ou en bois, • Mur de contreventement en maçonnerie ou en béton..

Systèmes de contreventement

Normes et DTU NFP 11-211-1 (DTU 13.1)

Travaux de fondations profondes pour le bâtiment Cahier des clauses spéciales.

NFP 11-212-2 (DTU 13.2)

Travaux de fondations profondes pour le bâtiment Cahier des clauses techniques.

Les normes françaises ne traitent pas des pieux en bois. Elles contiennent cependant des informations générales pouvant être interprétées.


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4 - MURS 4 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes porteurs verticaux

Ossature légère -

Système léger Dissociation des fonctions du mur Isolation intégrée Facilité de passage des fluides Grande liberté de formes Enjeu important des revêtements extérieurs (coût, aspect). Prix compétitif Poteaux et poutres

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Système structurel en bois massif ou reconstitué Dissociation structure-remplissages Trame structurante pour le projet. Expression architecturale de la structure. Possibilité de larges baies vitrées Assemblages (poteaux-poutres-remplissages) critiques. Difficultés pour le passage des fluides. Prix plus élevé. Madriers empilés

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Forte expression architecturale de l’empilement et des angles Dimensionnement contraint des espaces Contraintes de tassement des madriers (baies, cloisons) Difficulté de passage des fluides. Bon comportement thermique d’hiver et d’été Prix plus élevé. Colombage

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Concerne aujourd’hui la réhabilitation Jonction structure-remplissages critique Difficulté de passage des fluides. Isolation thermique rapportée.


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Facteurs de conception des systèmes porteurs verticaux Coûts -

Choix du système porteur Qualités des composants et de la mise en œuvre Résistance mécanique (contraintes verticales)

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Charges supérieures verticales apportées par les murs, planchers et toiture. Stabilité et rigidité (contraintes horizontales)

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Efforts horizontaux dus aux planchers, à la toiture, aux murs au vent Contraintes du vent, contraintes du sol (murs enterrés) Contraintes sismiques Résistance au feu

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Stabilité au feu Degré coupe feu et inflammabilité Liaisons

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Jonctions avec les fondations, les planchers, la toiture. Liaison avec l’infrastructure (plots, longrines, murs…) Planchers et toiture en appui sur les murs. Planchers et toiture ancrés dans les murs. Dilatation et retrait.

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Type et localisation des joints. Baies de portes et de fenêtres.

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Taille, proportion et position. Limites structurelles ou modulaires. Jonctions avec les menuiseries. Parements et finitions (intérieures et extérieures)

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Compatibilité entre le mur de base et un parement de surface. Apparence (couleur, texture, trame) Contrôle des ambiances.

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Transmission thermique (isolation, inertie) Transmission acoustique (isolation phonique) Migrations d’eau et de vapeur d’eau Étanchéité à l’air Intégration des réseaux (eau, électricité,...) Qualité environnementale

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Toxicité des traitements (protection, préservation) et colles Déconstruction sélective (démontage) Traitement architectural intérieur du système porteur vertical

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Système porteur vertical ponctuel (poteaux, colonnades) ou plan (murs) Densité des porteurs verticaux (fluidité des espaces) Taille et proportions des baies (percement dans un plan, baie vitrée…) Relation intérieur-extérieur Forme des parois (plane, courbes…) Expression de la structure Traitement architectural extérieur du système porteur vertical

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Effet dominant de volume ou effet de structure Forme simple ou complexe Rapport avec le sol, les planchers, la toiture Matières, couleurs, calepinage des parements extérieurs

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4 - 2 - MURS À OSSATURE LÉGÈRE EN BOIS Principes Les murs à ossature légère en bois sont des parois dont les fonctions porteuses sont assurées par des éléments en bois de faible section. L'ossature murale est constituée principalement de poteaux (éléments verticaux) compris entre une lisse et une sablière (éléments horizontaux). Les assemblages se font le plus souvent par clous. Le contreventement de la structure est généralement assuré par des panneaux dérivés du bois. Ceux-ci participent également à l'étanchéité à l'air de la construction. Sur cette structure, est mise en place du côté extérieur, une étanchéité à l'eau et un parement extérieur (souvent avec une lame d'air ventilée) et du côté intérieur, une étanchéité à la vapeur et un parement intérieur de finition. Entre les montants de la structure est incorporée une isolation (thermique et acoustique). Il existe deux principaux genres d’ossatures murales en bois, l'ossature à claire voie (baloon frame) et l'ossature à plate-forme (plateform frame). Dans le premier genre, les poteaux sont continus sur au moins deux niveaux, dans le second,le plus courant, les poteaux sont interrompus à chaque étage. Il existe quatre grands types de mises en œuvre : la construction sur site, par petits panneaux manuels, par grands panneaux nécessitant un engin de levage et par modules tridimensionnels. Le choix d'une mise en œuvre dépend de la tradition du pays, des capacités constructives de l'entreprise et du contexte architectural. Lorsque les murs sont préfabriqués, on distingue deux types de panneaux : • les panneaux dits ouverts sont généralement constitués de l'ossature (montant, lisse et sablière) recouverte d'un voile de contreventement (contre-plaqué, panneaux de particules...) voire du parement extérieur, • les panneaux dits fermés intègrent en plus l'isolant, les parements intérieur et extérieur.

Construction de type "plate-forme"


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Matériaux Qualité Pour des raisons de résistance, de légèreté et d'économie, les essences de bois les plus souvent utilisées sont des résineux (épicéa, sapin, douglas, pin). Leur faible épaisseur conduit à utiliser des bois présentant de bonnes caractéristiques mécaniques sans contraintes visuelles. (Classement structure : C22 - Classement d’aspect : choix 2).

Humidité Les bois doivent avoir un taux d'humidité voisin de 15% avec un maximum admis de 20%.

Risques biologiques Les structures de murs sont toujours protégées du côté extérieur par des parements. De ce fait, elles ne sont pas soumises aux intempéries et donc à la présence temporaire ou permanente d'eau. En principe, il n'existe donc pas de risque d'attaque de champignons. Par contre, le risque d'attaque par les insectes demeure, même s'il est limité statistiquement. Le DTU 31-2 stipule que les bois devront satisfaire à la classe de risque biologique 2. En général, on effectue un traitement fongicide et insecticide par trempage des bois ne répondant pas naturellement à cette exigence. Le traitement par badigeonnage ou aspersion est à proscrire car : • on ne peut vérifier si toutes les parties des pièces ont effectivement été traitées, • la quantité de produit appliquée au m² est aléatoire alors qu'elle doit être régulière et suffisante pour pénétrer à une certaine profondeur obligatoire et avec une certaine concentration. On réservera ce mode d'application pour les parties des pièces de bois usinées éventuellement après traitement: coupes, entailles, tenons, mortaises, etc. en veillant à les réaliser très soigneusement.

Pré-dimensionnement Les murs à ossature légère doivent reprendre les mêmes types de charges que les murs maçonnés ce qui conduit à choisir : • des sections de bois et de panneaux, • des écartements de poteaux, • des modes d'assemblage.

Éléments d’ossature Sections courantes :

46 x 97 mm, 46 x 122 mm , 46 x 147 mm

Section en développement :

45 x 95 mm ; 45 x 120 mm ; 45 x 145 mm

Attention : Les bois en 36 mm d'épaisseur encore utilisés par certaines entreprises ne permettent pas de respecter les règles d'appuis pour le clouage des panneaux dérivés du bois ou des plaques de plâtre (20 mm d'appuis en rive).


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Trame Dans les maisons de plain-pied ou R+1, les montants peuvent être espacés de 0,60 m d'axe en axe. Pour les bâtiments de plusieurs étages, on adopte un écartement de 0,40 m d'axe en axe pour les montants du rez-de-chaussée. Ces écartements modulaires présentent l'avantage de permettre un support de clouage pour les éléments en plaque (OSB, contre-plaqué, plaques de plâtre) dont les dimensions sont généralement de 1,20 m de large. Aux angles, les montants doivent être doublés afin de ménager des fonds de clouage pour la fixation des parois intérieures et extérieures et afin d'assurer la rigidité de l'ossature.

Trame d’ossature intérieure ou extérieure selon le type de parement

Fixation L'assemblage des éléments d'ossature se fait généralement par des pointes torsadées galvanisées ou électro-zinguées. Leur longueur est de 2,5 fois l'épaisseur de l'ossature. Dans les murs à ossature légère en bois, le clouage a une incidence structurale essentielle. Les assemblages cloués résistent mieux lorsque les charges agissent perpendiculairement aux pointes.

Lisses et sablières Lisses d’assise Une lisse d'assise assure la liaison de l'ossature bois avec le système de fondation maçonnée. Elle est de largeur identique à celle des montants. En fonction du type de plancher utilisé, elle est disposée soit sous le plancher en bois soit sur le plancher en béton ou le muret de fondation.


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La fixation au sol, la protection contre l'humidité et l'étanchéité à l'air sont trois points à étudier avec soin pour les lisses d'assise.

Lisses sur plancher bois (appui direct)

Lisses sur dalle ou muret en béton

Fixations La lisse d'assise doit être ancrée sur le muret périphérique des fondations avec des organes de fixation en acier de diamètre supérieur ou égal à 8 mm et espacés au maximum de 1,20m. De plus des fixations sont posées de part et d'autre des angles et des portes. Les organes d'ancrage protégés de la corrosion doivent être scellés sur une hauteur d'au moins 10 cm dans le béton. Plusieurs types de fixation peuvent être employés • des chevilles à expansion mécanique, • des scellements chimiques, • des pattes à sceller, • des tiges filetées ancrées dans le muret, • des rails d'ancrage. Attention : L'utilisation de chevilles à expansion impose de respecter parfaitement l'écartement par rapport au bord de la dalle, car l'expansion peut conduire à un éclatement du béton. Cet écartement n'est jamais inférieur à 50 mm et doit respecter les prescriptions du fabricant de chevilles.

Lisses fixées par pattes à sceller


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Fixations renforcées : Dans les régions où les efforts sont particulièrement importants (zones cycloniques par exemple), le seul ancrage par chevilles dans la lisse basse est insuffisant. En effet, les efforts verticaux de soulèvement ne peuvent être repris seulement par la liaison entre les panneaux de contreventement et les montants. Il faut une liaison directe entre les montants et l’ancrage. L’ancrage doit être renforcé par des équerres de part et d’autre des montants avec soit des pointes, soit un boulon pour transmettre les efforts dans les montants, en fonction de la note de calcul qui déterminera également la position des ancrages.

Equerres de renfort pour zones venteuse

En zone sismique, pour diminuer les risques de cisaillement en pied de parois, on précontraint les parties inférieures des poteaux. La technique consiste à utiliser des équerres renforcées fixées aux montants d’angles et de baies à environ 20 cm de hauteur et ancrées par une tige filetée scellée au muret de maçonnerie.

Equerres de renfort pour zones sismique

Pour les planchers intermédiaires, les ossatures d’étages doivent être solidarisées des niveaux inférieurs par des platines métalliques fixées aux montants de l’étage inférieur ou des tiges filetées.

Fixation sur plancher intermédiaire CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Etanchéité Pour éviter toutes remontées capillaires et toutes dégradations du bois : • la lisse se situe au moins à une hauteur de 20 cm au-dessus du sol extérieur fini, • un complexe d'étanchéité équivalent au feutre 36S doit être disposé entre la lisse et la maçonnerie. Il doit avoir une largeur supérieure à celle de la lisse d’au moins 5 cm. Il est ainsi relevé le long de l’ossature, côté intérieur, et protège le mur de l’humidité de la chape ou de l'eau de nettoyage des sols. Par contre, ce feutre doit arriver au raz de la maçonnerie, côté extérieur, afin de permettre au pare-pluie de passer sur le nez de dalle, • pour assurer une bonne étanchéité à l’air entre le mur et la maçonnerie, on dispose deux joints pré-comprimés (type Compriband), de section 10/20 mm, sur le feutre.

À noter : Le bardage doit descendre devant la lisse à un niveau inférieur d’environ 3 cm du niveau de celle-ci.

Protection des pieds de mur

Termites Dans les régions concernées par les termites, outre le traitement des bois, des précautions supplémentaires peuvent être prises : • mise en place d’un film anti-termites sous les fondations, • interposition d’un bandeau métallique saillant, de préférence en cuivre, sous la lisse d’assise, • mise en place de collerette de refus sur tous les tuyaux et les gaines provenant du sol, • lisse d'assise située à au moins 25 cm du sol fini. Protection contre les termites

En fait, en métropole, les termites ont besoin d’humidité pour se développer. Les constructions neuves bien conçues, donc sèches, sont rarement attaquées. Les termites représentent un risque potentiel pour les constructions anciennes aux sous-sols insalubres.


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Lisses supplémentaires Dans certains cas, une lisse basse supplémentaire est mise en place avant la pose du panneau. Elle est justifiée pour deux raisons principales : • le réglage de niveau dans le cas où la dalle présenterait trop d’irrégularités. Dans ce cas, il est plus simple de faire un réglage préalable à l’aide d’une lisse et de cales de contre-plaqué plutôt que de régler les panneaux, • la surélévation des panneaux pour permettre la réalisation d’une chape. Cette lisse est fixée à la dalle par des chevilles dont les têtes doivent être noyées dans une rainure, puis, le panneau est cloué ou vissé sur cette lisse de façon régulière et avec un entraxe maximum de 20 cm entre pointes ou vis.

Attention : Lorsque l’on prévoit cette lisse basse, il faut veiller à bien regarder le problème du niveau des ouvertures pour portes et des précadres et seuils.

Mur avec lisse supplémentaire

Sablières On a recours à une double sablière (parfois nommée lisse haute) pour assurer la liaison entre les panneaux de murs et refends, pour répartir les charges de plancher et charpente entre montants et obtenir un support accru en regard des charges imposées. Au droit des intersections entre parois, les sablières sont croisées. En partie courante, les joints des deux sablières doivent être décalés d'au moins un poteau. Cette méthode d'assemblage assure la rigidité de l'ossature et permet de disposer les solives de planchers et les éléments de charpente légère (fermettes) sans tenir compte de la position des montants verticaux.


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Sablières croisées en L


Sablières croisées en T

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Liaisons des parois D'une manière générale, toutes les liaisons des parois doivent assurer une continuité dans la transmission des efforts et dans les fonctions de protection et d'isolation.

Angles L'ossature aux angles extérieurs doit comporter au moins trois poteaux pour assembler les murs contigus et pour assurer un appui aux matériaux de revêtement intérieurs et extérieurs. Dans les angles et les refends, on évitera d’utiliser des poteaux en bois massif afin de simplifier les approvisionnements et d’avoir des bois secs. On réalisera donc des assemblages de montants d’ossature standard pour reconstituer des poteaux. Dans les angles, on peut raisonner à partir d’un poteau intégré dans l’un des panneaux ou d’un poteau indépendant. Cela dépend du mode constructif choisi et notamment du choix entre petits panneaux standard manuels ou grands panneaux. Les assemblages d’angles se font par clouage et tire-fond sans oublier les joints pour l’étanchéité à l’air en mastic acrylique par exemple.

Angles en L (solution courante)


Angles en L (variante 2)

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Intersections de murs de refends On doit construire un assemblage de poteaux composés à l'intersection d'un mur de refend intérieur et d'un mur extérieur afin de réaliser un fond de clouage. Dans les assemblages de refends sur mur extérieur, on veillera à bien poser la laine minérale dès la fabrication car ultérieurement ce serait impossible et cela créerait un pont thermique.

Angles en T (solution courante)


Angles en T (variante 2)

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Assemblages de panneaux Lorsque les murs sont préfabriqués, on est conduit, pour limiter la taille des panneaux (fabrication, transports, manutentions sur le chantier...), à prévoir des assemblages de panneaux dans le plan du mur. Les montants de jonction doivent être fixés au moins en trois points sur une hauteur d'étage. Ces fixations doivent maintenir l'affleurement et le serrage des éléments porteurs. Dans les systèmes ouverts et semi-ouverts les montants assurant la liaison doivent être cloués et boulonnés ou tire-fonnés. En ce qui concerne les systèmes fermés, la liaison peut être effectuée au travers de lumières pratiquées dans les parements par rainures et languettes clouées ou encore par des systèmes plus complexes à base de pièces métalliques.

Panneaux préfabriqués, assemblage courant


Panneaux préfabriqués, assemblage avec lumière

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Baies Structure A l'emplacement des portes et des fenêtres, il faut prendre les dispositions nécessaires pour assurer la charge verticale appliquée au-dessus de la baie. On prévoit à cet effet un linteau dont la section doit être calculée en fonction de la portée et de la charge. Les linteaux sont le plus souvent constitués de deux pièces de bois ayant les sections des poteaux ou des solives de plancher. Les extrémités du linteau sont soutenues par des montants doublés de chaque côté de la baie. Lorsque l'ouverture est pratiquée dans un mur non porteur ou dans un mur porteur ayant un linteau continu, il n'est pas nécessaire de doubler les montants. Pour la mise en oeuvre des fenêtres, un appui brut vient se fixer sur les poteaux d'allège et entre les poteaux intérieurs. En ce qui concerne les portes, la lisse basse est interrompue.

Baies avec linteau


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Baies sans linteau

Porte

Précadres Pour la réalisation des baies, le principe le plus simple et le plus efficace, en terme d’étanchéité à l’eau et à l’air, consiste à réaliser un précadre sur lequel viennent se fixer des menuiseries standard ou spéciales et des volets. Pour assurer un maximum d’étanchéité, on assemble l’ossature autour du précadre au lieu de poser celui-ci dans l’ossature après son assemblage. Le précadre est vissé sur l’ossature avec des vis auto-foreuses et l’on veillera à bien assurer les divers points d’étanchéité à l’air et à l’eau. L’essence de bois utilisée pour les précadres est : • une essence durable par nature, • une essence rendue durable au sens de la classe de risque biologique 3. Son épaisseur est de 36 à 46 mm et il faut veiller à respecter la pente réglementaire de 14° pour la pièce d’appui. L’assemblage des 4 pièces du précadre se fait par vis auto-foreuses et avec des joints au mastic polyuréthanne. Sur le haut du précadre, on peut prévoir une bavette en aluminium qui protégera cette partie et évitera tout risque d’infiltration d’eau entre le linteau et le précadre. Enfin, le précadre est rainuré sur les parties verticales et sous sa pièce d’appui afin de recevoir le revêtement extérieur et de le maintenir.


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Ossature et précadre

Baie avec précadre


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À noter : Il existe d’autres possibilités avec menuiserie du côté intérieur du mur, mais elles sont moins utilisées et souvent plus aléatoires à mettre en œuvre. Elles consistent à ne pas réaliser un précadre proprement dit mais à recouvrir l’ossature du mur par le revêtement extérieur dans l’embrasure de l’ouverture. Ces solutions doivent être soigneusement étudiées et réalisées pour éviter tout problème d’étanchéité à l’eau et à l’air. Les menuiseries peuvent également être posées au nu extérieur. Cette solution courante en Amérique du Nord ou en Allemagne offre l'avantage (avec des profilés adaptés) d'une bonne étanchéité à l'air. Les menuiseries se trouvent, cependant, plus exposées aux intempéries.

Contreventement Aucune "masse" n'intervenant, les murs à ossature légère en bois doivent utiliser des dispositifs spéciaux pour assurer leur stabilité face au vent. L'ossature murale peut être contreventée dans son plan : • par des voiles travaillant en panneaux dérivés du bois (le plus souvent) • par des pièces de bois insérées dans les montants (écharpes, croix de St André...). Les murs peuvent être contreventés dans un plan perpendiculaire : • par d'autres éléments de structure stabilisés (murs de refend, planchers...), • par des dispositifs particuliers dont certains assurent une autre fonction (panneaux de sous toiture, poutre au vent, anti-flambage)

Limites de dimensions Longueur du mur Plus la surface d'un mur sera grande, plus les efforts au vent à reprendre par les murs perpendiculaires à celui-ci seront importants. L'étude technique permet de calculer ces efforts et de déterminer à partir de quelle longueur de mur un refend de contreventement est nécessaire. En général, on estime qu'au-delà d'une longueur de 15 m, la mise en place de mur de refend s'impose. Surfaces d’ouvertures Il est évident que le panneau de contreventement ne joue son rôle que s'il existe en proportion suffisante de la surface du mur c'est-à-dire si la surface d'ouvertures n'est pas trop importante. On estime que si celle-ci représente plus du tiers de la surface du mur, une étude technique s'impose afin de trouver des solutions constructives adaptées, par exemple avec un système poteau-poutre. Hauteur du mur Le problème posé ici est celui de la continuité des ossatures verticales. Si celle-ci n'existe pas ou s'il n'y a pas de reprise intermédiaire par un plancher, une charpente ou une poutre horizontale, une déformation à la liaison des panneaux de mur est inévitable. Ceci se produit en général dans les pignons. On peut apporter une solution en introduisant dans la hauteur du mur une poutre au vent ou des poteaux de renfort de forte section.


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Contreventement dans le plan du mur Contreventement par panneaux La méthode la plus pratiquée consiste à utiliser des panneaux dérivés du bois pour assurer l'indéformabilité de l'ossature murale dans son plan. Ces panneaux doivent répondre à des exigences minimum de qualité, d'épaisseur et de clouage. Du point de vue de la stabilité, ils peuvent être disposés indistinctement à l'intérieur ou à l'extérieur de l'ossature. Mais pour des raisons de fixation des revêtements de façade ils sont le plus souvent mis à l'extérieur. PANNEAUX

ÉPAISSEUR MINIMUM

Contre-plaqué résineux CTB X

8 mm.

Lamelles orientées (OSB)

9 mm.

Particules CTB H

12 mm.

Les panneaux les plus largement utilisés sont les panneaux OSB. Les panneaux bois-ciment ou gypse cellulose peuvent également être admis comme participant au contreventement après justification par le bureau d’études. En France, les plaques de plâtre ne sont pas prises en compte dans le contreventement (contrairement à l’exemple nord américain ou scandinave). La fixation des panneaux est réalisée par : • des pointes torsadées galvanisées ou électrozinguées de 50 mm, • des agrafes galvanisées ou électrozinguées de 50 mm Espacées d’environ 150 mm (ou moins si le calcul l’exige) elles forment une "couture" sur les 4 côtés du panneau. Pour la jonction de panneaux de contreventement sur les ossatures, il faut, soit utiliser une épaisseur d’ossature supérieure à 40 mm, soit doubler les montants afin de respecter les exigences réglementaires de fixation.

Contreventement par panneaux


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Contreventement par triangulation (solution peu courante) On peut également assurer le contreventement par un élément rapporté de triangulation. La solution la plus utilisée consiste à encastrer une pièce de bois de 22x97 mm dans les poteaux du mur. Cette pièce de bois disposée à un angle d'environ 45° porte le nom d'écharpe encastrée. Il convient d'installer une écharpe coudée lorsqu'une baie dans le mur ne permet pas d'installer une écharpe continue. On peut aussi contreventer un mur en intercalant des pièces de bois entre les poteaux. D'une section identique à celle des poteaux, cette écharpe doit s'étendre de la lisse à la sablière et entrecouper au moins trois poteaux. On utilise également des feuillards en acier galvanisée (3x40 mm) pour contreventer les murs.

Contreventement par écharpe continue

Contreventement par écharpe discontinue

Contreventement dans des plans perpendiculaires au mur Les murs extérieurs et intérieurs placés perpendiculairement à une paroi sont admis en contreventement de cette paroi s'ils sont eux-mêmes stabilisés dans leur plan. Les planchers supports de revêtement de sol sont aussi admis comme contreventement. Ils sont considérés comme stables lorsque le support respecte les valeurs minimum suivantes PLANCHER

ÉPAISSEUR MINIMALE

panneaux de particules

22 mm.

contreplaqué résineux ou OSB

15 mm.

Enfin les structures telles que fermes et portiques (nombre de points d'articulation supérieur à 3) bénéficient d'une stabilité transversale et peuvent participer à la stabilité des murs.


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Ouvrages de contreventement perpendiculaire

Éléments de renfort Étrésillons Les poteaux d'une hauteur supérieure à une hauteur d'étage (2,50 m) ou recevant des charges élevées (maison à deux ou plusieurs niveaux) peuvent être soumis à des contraintes de compression qui dépassent celles qui sont admissibles et provoquent un flambement. Pour diminuer ces contraintes on peut soit augmenter la section des poteaux soit réduire l'élancement du poteau par l'interposition d'étrésillons dans l'ossature. De même, lorsque la hauteur d’un panneau excède 2,50 m, il convient de mettre en place un alignement d’étrésillons pour permettre la fixation des panneaux.

Étrésillons de renfort


Etrésillons de fixation de panneaux

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Poteaux supplémentaires Lorsque des charges concentrées (poutres, pannes, entraits de ferme...) doivent être reprises par le mur, on double ou on triple les poteaux porteurs au droit des charges.

Poteau de renfort sous charge ponctuelle

Fond de clouage Afin de permettre l’accrochage d'éléments lourds (meubles de cuisines, appareils sanitaires suspendus...), il est prudent de prévoir des fonds de clouage insérés dans l'ossature. Ils serviront d'éléments de renfort au parement intérieur.

Fonds de clouage pour objets lourds


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Percements et entailles Tout l'espace libre dans l'ossature est disponible pour le passage des gaines et tuyaux (eaux, chauffage, électricité...). Pour ne pas affaiblir les éléments porteurs, les passages nécessaires à ces conduits ne doivent pas être excessifs sauf à renforcer les parties affaiblies. Les montants des murs ne doivent pas être entaillés, percés ou diminués de telle façon que la partie intacte du montant soit inférieure aux deux tiers de la largeur du montant si celui-ci est porteur. Au cas où la section entaillée serait supérieure, il est nécessaire de prévoir des renforts métalliques.

Percement des poteaux

Entaille des poteaux

Attention : • • •

Les tuyaux de gaz ne doivent jamais être encastrés dans un mur. Les tuyaux d'eau risquant de geler ne doivent pas être encastrés dans des murs extérieurs. Les canalisations d’eau sous pression doivent être d’une seule pièce (pas de soudure).


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Constituants du mur Aux éléments de structure proprement dits (ossature et contreventement) viennent s'adjoindre d'autres matériaux pour assurer la totalité des fonctions d’enveloppe du mur.

Principaux constituants du mur

L'isolant L'isolant assure les fonctions thermiques et acoustiques du mur. On utilise plusieurs sortes de produits en fonction des performances recherchées mais aussi des contraintes de mise en œuvre : • les laines minérales (verre ou roche), • les laines végétales (lin, chanvre…), • les panneaux en fibres de cellulose. L'isolant se pose entre les montants d'ossature des murs extérieurs. Il doit être appliqué contre la face interne de la paroi intérieure. On utilise le plus souvent des panneaux semirigides de laine minérale d’épaisseur variant de 100 à 150 mm en général, selon les exigences d’isolation requises. Une seconde couche d’isolant peut être placée en supplément entre des liteaux horizontaux pour augmenter les performances thermiques et couper les ponts thermiques de l’ossature (relatifs).


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Les panneaux d’isolant ne sont pas revêtus de pare-vapeur puisque celui-ci est posé ultérieurement en continu. Ils doivent être découpés soigneusement, en légère sur-côte par rapport à l’espace disponible entre les montants. Les lames d’air entre montants et isolants sont à proscrire (pont thermique) de la même façon qu’un tassement trop important qui provoquerait un écrasement de la laine à certains endroits et donc une diminution de sa performance. Afin d’augmenter les performances thermiques sans augmenter l’épaisseur de l’isolant, on peut utiliser des laines minérales à densité plus élevée et dont le coefficient λ est meilleur. Les isolants rigides en plaques (polystyrène expansé, mousse de polyuréthanne, panneaux de fibres de bois…) ne sont pas utilisés entre les montants car leur non-compressibilité les rend délicats à poser. Ils sont réservés à la réalisation d’une isolation complémentaire posée en continu à l’extérieur des panneaux où ils peuvent également assurer le rôle de pare-pluie.

Le pare-vapeur Un pare-vapeur, matériau en feuille étanche est disposé sur la face chaude (intérieure) des murs extérieurs pour limiter ou supprimer les migrations de vapeur d'eau de l'intérieur de la maison vers l'ossature. On emploie comme pare-vapeur : • des films plastiques (polyéthylène 200 microns), • des films d'aluminium collés sur plaques de plâtre. Le pare-vapeur doit être parfaitement continu sur toutes les parois. Le pare-vapeur collé sur les panneaux de laine minérale ne peut être pris en compte car il est interrompu à chaque montant d’ossature. On préférera, à chaque fois que cela est possible, un pare-vapeur solidaire du parement intérieur car cela permet de limiter les problèmes dues aux percements pour la pose des appareils électriques. Par contre si un lattage horizontal est mis en œuvre sur les montants d’ossature, le pare-vapeur posé directement sur ces derniers ne sera pas interrompus, le passage des gaines électriques étant réalisé dans la chambrée des liteaux.

Le pare-pluie Un pare-pluie, feuille étanche à l'eau liquide et perméable à la vapeur d'eau, est disposé sur la face extérieure des murs (sous le parement). Il a deux fonctions: la première c'est de mettre la construction à l'abri des intempéries le plus rapidement possible pendant la phase chantier et de constituer une ligne de défense secondaire contre la pénétration de la pluie et de l'humidité poussées par le vent à travers le matériau de parement extérieur. La seconde est de permettre la migration vers l'extérieur de la vapeur d'eau qui aurait pu traverser le pare-vapeur. On utilise comme pare-pluie: • des papiers ou feutres bituminés de faible épaisseur , • des films non tissés, • des panneaux en fibres de bois imprégnés de bitume. Pour les produits souples, il faut veiller à un parfait recouvrement des feuilles de façon à éviter toute infiltration d’eau. Certains produits existent en largeur de 2,80 m au lieu de 1 m pour la plupart, ce qui facilite leur mise en œuvre et limite le nombre de recouvrement de feuilles. De la même façon, les points d’arrêt sur les ouvertures sont à soigner. Enfin, le matériau retenu ne doit pas se déchirer facilement lors de la pose. Le pare-pluie est maintenu sur les panneaux par des liteaux qui sont cloués au droit des montants. Il protège en partie les ouvrages entre les séquences de montage pendant le chantier.


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Le parement intérieur Les matériaux les plus utilisés en parement intérieur sont : • les plaques de plâtre, • les plaques de gypse-cellulose, • le contre-plaqué, • les panneaux de particules ou d'OSB, • les lambrissages en bois. En raison de leurs multiples avantages (ininflammables et ralentissant la propagation des flammes, faciles à poser, économiques, teneur en eau négligeable), les plaques de plâtre ou de gypse cellulose cartonnées constituent le matériau le plus utilisé pour les revêtements intérieurs des constructions à ossature bois. Leur épaisseur est de 13 mm ou plus selon les critères de tenue au feu. La pose du parement est en général effectuée directement sur les montants d’ossature si leurs tolérances de sections (+/- 0.5 mm) ont été respectées et si, bien sûr, ils ont été séchés. On peut également le poser sur un contre-litelage ou sur des profilés en acier galvanisé fixés sur les montants. Cette technique permet de poser les gaines électriques et tuyauteries sans percer les montants ni le pare-vapeur si celui-ci n’est pas solidaire du parement intérieur. Dans certains cas, l’épaisseur des liteaux est augmentée de façon à incorporer une isolation supplémentaire dans leur épaisseur. Attention : Dans les pièces humides, le parement doit être en qualité hydrofuge.

Le parement extérieur Les murs extérieurs d'une construction à ossature bois peuvent recevoir la plupart des matériaux de revêtement disponibles sur le marché. Les critères qui président au choix de ces matériaux, sont entre autres, l'aspect esthétique, le prix de revient et le coût d'entretien. En fonction de leur nature, ils seront ventilés ou non sur leur face intérieure. Parmi les matériaux couramment employés, on citera : • les revêtements en bois massif (clins, frises, bardeaux...), • les matériaux en plaque (contreplaqué, fibres-ciment, stratifié compact...), • les tuiles et ardoises (terre cuite, fibres-ciment...), • les parements maçonnés (briques de parement…), • les enduits au mortier de ciment (sur armature d'accrochage), • les revêtements plastiques épais (sur support continu).

Feu Les ossatures légères ne sont pas destinées à être exposées directement au feu du fait de leurs faibles sections. En cas d’incendie, deux composants du mur vont jouer un rôle complémentaire dans le comportement au feu de la paroi : l’isolant et le parement intérieur formant écran coupe feu. Le comportement au feu des murs dépend également du type de paroi.

Paroi à cavité fermée Dans les parois à cavité fermée (situation la plus fréquente), l’eau contenue dans le parement exposé au feu (surtout dans le cas du plâtre) humidifie l’isolant fibreux très perméable, se dépose sur les parois latérales et arrières ce qui a pour effet de ralentir la progression de la température tant qu’elle n’est pas totalement évaporée. La nature de l’isolant fibreux de remplissage à une importance sur le résultat final. Les panneaux de laine minérale doivent être serrés mais non comprimés pour protéger les pièces de bois de flanc. CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Paroi à cavité ouverte Dans les murs à cavité ouverte, l’eau de constitution s’échappe par la lame d’air où s’établit un tirage thermique, ce qui a pour effet d’accélérer la combustion. La protection thermique est essentiellement apportée par le parement intérieur qui doit avoir une durée au moins égale à la durée requise.

Ossature bois avec écran suffisant C’est le cas le plus fréquent. Plusieurs types d’écrans, souvent associés à de la laine minérale, sont admissibles et font tous office de bouclier thermique : • les plaques de plâtre, • les plaques de gypse cellulose, • les plaques de fibres ciment, • les panneaux de bois ciment, • les autres panneaux dérivés du bois.

Ossature bois avec écran insuffisant Lorsque l’écran n’assure qu’une fraction de la durée de stabilité requise, le complément est assuré par la structure elle-même calculée selon les principes d’une structure bois apparente pour la durée restante. Attention : Lorsque la paroi doit assurer une fonction coupe-feu (cas des murs mitoyens), il est nécessaire de prolonger l’écran coupe-feu au-delà du plafond jusqu’au panneau support de revêtement de sol pour compartimenter le plénum. Les habitations de la 3ème et 4ème famille et les ERP (>R+1) ayant leur plancher le plus haut à plus de 8m ou réservés au sommeil doivent satisfaire aux règles de calcul du C+D. Dans l’attente d’une instruction technique adaptée aux parois à ossature bois, on peut éviter l’assujettissement au C+D en vérifiant que l’ERP occupe la totalité du bâtiment et en l’équipant soit d’une alarme de type 1, soit d’une installation fixe d’extinction automatique à eau.

Plénum avec écran coupe-feu

Dans ce dernier cas, le bardage devra en outre être au minimum M2 (ce qui interdit, sauf essai, les lames de bois massif). Dans tous les cas la lame d’air ventilée sera recoupée par une barrière incombustible tous les deux niveaux au minimum.

Isolation Thermique Le bois est un mauvais conducteur thermique. Il permet de mettre en œuvre de façon simple et économique des isolations très performantes avec des ponts thermiques négligeables. Si la nature du parement intérieur a peu d’influence sur la valeur du coefficient K, elle pourra CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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par contre ne pas être négligeable sur la notion de confort thermique à l’intérieur d’une pièce (température de la paroi et rayonnement). Par ailleurs on devra particulièrement veiller à assurer une bonne étanchéité à l’air et au vent. Les fuites d’air se comportent comme des ponts thermiques dans l’enveloppe d’un bâtiment. Le choix d’une isolation intérieure croisée dans laquelle passent tous les réseaux représente une solution très performante. Enfin une attention toute particulière doit être portée à la diffusion de la vapeur d’eau à travers les parois pour éviter les risques de condensation.

Paroi simple

Pour une épaisseur d’isolant de 120mm : 0,274
Paroi simple

Paroi avec couches croisées

Pour une épaisseur d’isolant de 100+45 mm 0,187

Thermique d’été L’ossature bois étant par nature très isolante, il est particulièrement facile de conserver la fraîcheur comme la chaleur. Afin d’assurer un bon confort d’été on veillera à :


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• •

se protéger du rayonnement solaire d’été en particulier au niveau des baies vitrées (orientation des baies, protections extérieures des baies, pare-soleil...), créer une source de fraîcheur et une possibilité de la stocker pour la diffuser aux heures chaudes. Les soubassements peuvent être des sources de fraîcheur et constituer une inertie pour passer les heures chaudes de la journée.

D’autres dispositifs à inertie sont également envisageables : • les planchers en bois massifs, • les planchers mixtes bois-béton, • les toitures-terrasses végétalisées.

À noter : La prise d’air frais au travers de conduits enterrés et largement dimensionnés (puits canadiens) peut être une solution d’accompagnement particulièrement simple à gérer, très efficace, et tout aussi utile en hiver où elle permet un réchauffement de l’air neuf.

Acoustique La maîtrise de l’acoustique basée sur la loi "Masse-Ressort-Masse" est assurée en combinant les masses des parements intérieurs et extérieurs reliés par un "ressort" (espace entre les montants) en général remplis de laine minérale.

Paroi simple

Paroi simple verticale Pour une épaisseur d’isolant de 120mm R route = 38 dB (A) R rose = 42 dB (A)

CNDB – Module de formation n°2 - version 2


Paroi avec couches croisées Pour une épaisseur d’isolant de 100+45 mm R route = 40 dB (A) R rose = 43 dB (A)

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Exemple de voile séparatif de logements Double mur avec une épaisseur d’isolant de 2 x 100 mm – 50kg/m2 R = 62 dBA

Mur séparatif de logement

Types de panneaux Les divers exemples cités ci-dessous sont les plus couramment utilisés. Cependant leurs performances ne sont pas identiques en termes de : • étanchéité à l’air, • tenue au feu, • conformité au DTU 31-2: certains éléments doivent faire l’objet d’Avis Techniques CSTB, • vieillissement et entretien, • aspect architectural extérieur et intérieur, • coût. Il faudra donc bien prendre en compte tous ces éléments et pas seulement le coût initial avant de faire un choix et ceci en fonction du type d’ouvrage à réaliser.

Mur à cavité fermée avec panneau de contreventement extérieur On désigne par cavité fermée une paroi dans laquelle l’isolation est posée entre deux panneaux. Cette solution est couramment utilisée car elle assure une bonne étanchéité à l’air et tenue au feu du fait que le panneau de contreventement est situé du côté extérieur. L’épaisseur de 46 mm de l’ossature ne pose aucun problème pour les fixations des panneaux de contreventement sans obliger à doubler les montants à leur liaison. De plus, dans le cas de certains pignons ou façades, le calcul de résistance au vent oblige à une inertie qui ne permet pas d’utiliser l’épaisseur 36 mm en conservant le même entraxe. On notera qu’en Scandinavie, l’épaisseur systématiquement utilisée est 48 mm et en Amérique du Nord 50 mm, la France étant le seul pays à utiliser du 36 mm du fait de ses habitudes pour la fabrication des fermettes industrielles. L'exemple suivant permet une isolation supérieure à la réglementation (120 mm au lieu de 100 mm) pour la plupart des zones habitables françaises.


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Composition de l’intérieur vers l’extérieur : − plaque de plâtre 13 mm ou lambris, − pare-vapeur, − ossature 45/120 mm, − laine minérale 120 mm, − panneau d’OSB de 10 mm, voile travaillant. − pare-pluie, − liteaux 46/27 mm, − bardage bois ou autre revêtement. En variante à cette solution, mais en gardant le même principe, on trouve : − ossature de largeur 97 ou 147 mm, − isolation de 100 ou 150 mm d’épaisseur, − panneau d’OSB ou CTBX plus épais si les calculs l’exigent pour le contreventement, voire un panneau de particules CTBH de 12 mm minimum. Celui-ci a été utilisé, mais il est plus lourd car plus dense et plus épais et sa compétitivité n’est plus évidente aujourd’hui. − parement extérieur : tous les types cités précédemment.

Mur à cavité fermée avec panneau de contreventement intérieur Cette solution est l’une des plus économiques car le panneau de contreventement sert également de parement intérieur. Par contre : • l’étanchéité à l’air de la construction est nettement moins bonne qu’avec un mur à cavité fermée, • le comportement au feu est également moins performant, • la stabilité au feu doit être assurée par des écharpes en bois massif dans la structure. Du fait de ces inconvénients et malgré ses performances économiques, ce principe de mur sera réservé à des usages limités où les performances thermiques et la tenue au feu ne seront pas des critères prioritaires. Concrètement, ce principe est principalement utilisé en habitat de loisir ou pour les murs de certains bâtiments industriels ou commerciaux.

Composition de l’intérieur vers l’extérieur : − panneau d’OSB ou CTBX de 12 mm, − pare-vapeur, − ossature 45/120 mm, − laine minérale 120 mm, − pare-pluie, − liteaux 45/25 mm, − bardage bois ou autre.


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Attention : Le panneau de contreventement et parement doit avoir une épaisseur continue d’au moins 10 mm pour être admis en contreventement. De ce fait, les panneaux rainurés (façon lambris) ne pourront être utilisés qu’à la condition que cette cote soit respectée entre le fond des rainures et l’autre face.

Types de mise en œuvre Construction sur site Cette méthode est essentiellement utilisée en Amérique du Nord où elle est nettement majoritaire (70 à 80%) par rapport aux autres. Avant tout démarrage de chantier, un dossier d’exécution élaboré est réalisé et ceci à partir d’un nombre de composants. Ensuite, on approvisionne sur chantier les bois d’ossature secs et calibrés et parfois coupés à longueur pour les plus couramment utilisés, les poutres composites ou en lamellé-collé, les organes d’assemblages: pointes, boulons, chevilles, sabots, étriers, etc. Les panneaux sont alors fabriqués au sol en grande dimension (5 à 10 m, voire plus) puis levés manuellement et assemblés à la structure en place. Ensuite, on pose les panneaux de contreventement et enfin les parements extérieurs puis intérieurs, après l’isolation et la pose des réseaux d’électricité et de fluides.

Cette méthode est peu utilisée en Europe car elle ne correspond pas à une tradition ni à une organisation du travail et des responsabilités très courantes, de plus, elle présente plusieurs contraintes : • nécessité de disposer d’une main d’œuvre adaptée à cette méthode et très productive pour être compétitive, • travail en extérieur et donc soumis aux intempéries avec un coût horaire de main d’œuvre et un nombre d’heures plus élevés qu’en atelier, • contrôle de qualité plus difficile à réaliser sur chantier qu’en atelier. Par contre, en France, elle est quelquefois utilisée pour des chantiers ayant certaines spécificités telles que : • une grande complexité architecturale, • des difficultés d’accès au chantier, etc. Il n’est pas exclu qu’elle se développe en France et en Europe dans le cadre d’une organisation d’entreprises adaptées.

Construction par petits panneaux Cette méthode est la plus répandue en France car elle permet d’intégrer en atelier un certain nombre de tâches sans nécessiter d’engins de manutention.


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De plus, elle s’adapte à tous les types d’architecture et n’oblige pas à une production répétitive. De ce fait, elle est assez bien adaptée au marché français de la construction bois et au tissu d’artisans et de PME qui lui correspond.

Cette méthode consiste à assembler en atelier les ossatures et les panneaux de contreventement et à intégrer éventuellement les précadres des ouvertures, voire les menuiseries et fermetures elles-mêmes. Les panneaux ont des dimensions maximales d’environ 2,40 x 2,50 m pour rester manuportables. Ils sont assemblés entre eux sur chantier par clous et boulons puis liaisonnés par une lisse haute. Les revêtements extérieurs, l’isolation et le parement intérieurs sont posés ensuite sur le chantier.

Construction par grands panneaux Cette méthode est assez couramment utilisée en Scandinavie et par certaines entreprises françaises dont la production est suffisamment importante. Les panneaux ont une longueur de 5 à 12 m, seul l’encombrement du transport routier limite leur dimension puisque leur poids reste faible (500 kg à 1 tonne). Leur manutention nécessite un engin de levage, soit indépendant, soit associé au camion de transport et dont la flèche varie de 13 à 18 m selon les cas. L’intérêt de cette technique est de limiter le temps d’intervention sur chantier puisque le montage des murs est réalisé par exemple en une journée au maximum pour une maison individuelle.


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De plus, il est possible de réaliser en atelier les revêtements extérieurs et d’intégrer les ouvertures et fermetures en un temps plus réduit, lors de la fabrication des panneaux sur table de montage. Enfin, le contrôle de qualité est facilité. Parfois les entrepreneurs exécutent également la mise en place de l’isolant, voire du parement intérieur. Dans ce cas, il faut bien étudier les problèmes de liaison entre panneaux et avec la dalle et les planchers et l’intégration des fluides puisque les panneaux sont fermés des deux côtés, extérieur et intérieur.

Construction en modules tridimensionnels Cette technique est assez rare en France et un peu utilisée en Amérique du Nord et en Scandinavie. Elle consiste à réaliser la construction en plusieurs modules avec toutes les finitions exécutées en atelier, y compris les revêtements de sol, les peintures et papiers peints. Ces modules ont une dimension d’environ 3 m en hauteur et largeur et leur longueur varie de 8 à 12 m, voire 15 m. Etant donné leur poids, un engin de levage assez puissant est nécessaire pour leur mise en œuvre et leur transport peut poser des problèmes de gabarit sur routes et d’accès au chantier. Enfin, cette technique n’est adaptée qu’à une architecture simple, standard et relativement répétitive.

La compétitivité du système n’est donc pas évidente, sauf pour des cas très particuliers et elle nécessite d’une part un investissement en outils de production et manutention relativement importants et d’autre part un marché régulier.


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Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois

DTU règles CB 71

Règles de calcul et de conception des charpentes en bois

DTU BF 88

Règles bois feu 88

Eurocode 5

Calcul des structures en bois


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4 - 3 - SYSTÈME POTEAUX ET POUTRES EN BOIS Principes Les planchers et la toiture sont supportés par des poutres elles-mêmes supportées par des poteaux. Ce sont les poteaux qui transfèrent finalement l'ensemble des charges au système de fondations. Le système poteaux et poutres forme un système modulaire tridimensionnel qui peut généralement se développer aussi bien horizontalement que verticalement. Le squelette formé par les poteaux et les poutres peut être laissé apparent et générer ainsi une structure visible à l'intérieur de laquelle viennent s'insérer des parois pleines, des fenêtres et des portes. Quand la structure est laissée apparente, un grand soin doit être apporté à la qualité des bois utilisés, au travail de mise en œuvre ainsi qu'aux détails d'assemblage entre les éléments de structure et entre la structure et les éléments de remplissage. Les panneaux muraux qui s'insèrent dans la structure ne sont pas porteurs mais ils peuvent participer à la stabilité latérale de la structure. Ces panneaux ont essentiellement une fonction d’enveloppe et donc de barrière face aux agents d'inconfort extérieurs. Le contreventement des structures par poteaux et poutres doit être systématiquement étudié.

Système poteaux et poutres


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Matériaux Qualité Comme pour les colombages, la plupart des résineux et certains feuillus comme le chêne et le châtaignier peuvent être utilisés. Dans la pratique le sapin, l’épicéa, le pin et le douglas sont les plus couramment mis en œuvre. Ces essences sont utilisables sous forme de bois massif équarri mais aussi sous forme de bois rond pour les poteaux. Les bois reconstitués représentent également une solution pour la réalisation de poteaux et de poutres. Les poteaux et les poutres étant souvent destinés à rester apparents, on veillera à utiliser des bois de bonne qualité (Classement structure : C22 - Classement d’aspect : choix 1 ou choix 2 sélectionné). Afin de diminuer le risque de fente on peut : • privilégier des bois hors cœur, • utiliser des bois à cœur expurgé par percement, • réaliser des fentes anti-retrait, • mettre en œuvre des bois moisés d’épaisseur limitée, • utiliser les éléments structuraux en bois reconstitué (bois lamellé-collé, bois lamellisé …)

Humidité Pour limiter les phénomènes de retrait, les bois utilisés à l’extérieur mais couverts sont mis en œuvre à un taux d’humidité n’excédant pas 18 %. Les structures poteaux et poutres destinées à des locaux chauffés ne doivent pas dépasser 15 % de taux d’humidité.

Risques biologiques Les systèmes poteaux et poutres peuvent présenter des risques de dégradation biologique différents selon leur exposition à l’humidité et à l’eau. Les structures protégées des intempéries par un revêtement extérieur présentent peu de risques (classe 2). Les structures extérieures doivent faire l’objet de dispositions constructives pour favoriser l’égouttage et le séchage du bois (classe 3). Les pieds de poteaux non isolés de la maçonnerie (cas particulier des poteaux sans ferrure) et les poutres horizontales non protégées (couvertine métallique, planche inclinée…) sont en situation de très fort risque (classe 4). Ils doivent faire l’objet d’un choix d’essence ou d’un traitement approprié.

Pré-dimensionnement Trame La trame des systèmes poteaux / poutres en bois se situe de manière optimum entre 3,00 m et 4,80 m. Une trame de 3,60 m est généralement économique. Au-delà de 5,00 m, il est nécessaire de faire appel à des poutres en bois reconstitué (bois lamellé-collé, bois lamifié…) Le choix d’une trame tient compte : • de la taille désirée des travées compte tenu de l'usage qui sera fait des espaces, • du rapport entre sections des pièces de bois et charges, • de la dimension modulaire des éléments de remplissage, • de la portée des planchers et des charpentes.


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Proportionnement La valeur maximale des charges est rarement déterminée par la contrainte admissible en compression des poteaux mais par la contrainte admissible en compression transversale des poutres. Pour une surcharge courante de plancher de 150 daN/m2 et une hauteur moyenne de poteaux de 2,50 m, on admet en général le proportionnement suivant des poutres et poteaux en bois : • Poutres H = 1/15 L l = 1/2 H

H L I

= = =

Hauteur de la poutre Portée de la poutre Epaisseur de la poutre

Si la poutre est exposée au feu sa section minimum sera de 75 X 140 mm. • Poteaux Habitation type RDC Habitation type R+1 Habitation type R+2 Habitation type R+3

S = 100 x 100 mm S = 120 x 120 mm, ou (2x) 75 x 120 mm S = 140 x 140 mm, ou (2x) 75 x 140 mm S = 160 x 160 mm, ou (2x) 100 x 140 mm

Assemblages des poteaux et des poutres Jonctions des poteaux et des poutres Il existe quatre grands types de jonctions des poteaux et des poutres. Le choix d’un élément moisant permet en général d’améliorer la résistance critique de l’élément considéré (flexion pour les poutres, flambement pour les poteaux)

Poteau double moisant


Poteau simple continu

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Poteau simple continu

Poutre simple continue

Assemblages des poteaux et des poutres • Assemblages par tenons et mortaises Les assemblages traditionnels par tenons et mortaises sont aujourd’hui d’un usage restreint. Ils présentent en effet plusieurs inconvénients : • Affaiblissement des éléments en bois conduisant à une augmentation de la section, • Travail de façonnage important, • Sensibilité à l’eau à l’extérieur.

Assemblage par tenon et mortaise

• Assemblages par boulons ou broches Les assemblages boulonnés sont particulièrement adaptés aux systèmes moisés. On utilise essentiellement des boulons à extrémité filetée qui traversent perpendiculairement les pièces de bois. Les boulons travaillent essentiellement en flexion tandis que le bois est soumis à des contraintes de cisaillement et à des pressions exercées sur les parois des trous. Le diamètre des trous doit être supérieur de 1 mm environ à celui des boulons. Des rondelles doivent être placées sous la tête et l’écrou. On améliore la rigidité des assemblages boulonnés en interposant des crampons entre les pièces de bois. Pour des assemblages courants deux boulons sont généralement suffisants.


Assemblage par boulon

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Dispositions minimum pour les assemblages par boulons et rondelles métalliques travaillant en cisaillement : Nombre mini de boulons par assemblage : 2 épaisseur des bois en mm.

35

50

65

75

90

100

120

150

diamètre du boulon en mm.

8

10

10

12

14

16

18

20

120

190

200

260

300

350

400

440

300

450

510

660

840

1040

1250 1380

charge admissible en daN au simple cisaillement charge admissible en daN au double cisaillement

• Assemblages par connecteurs métalliques L’avantage des connecteurs en tôle réside dans une mise en œuvre plus rationnelle. Il n’y a pas d’affaiblissement de section, de plus la charge de rupture de ces assemblages peut être calculée. Les connecteurs sont fixés par des clous, des vis ou des boulons. Ils peuvent être fabriqués industriellement dans de nombreuses formes et dimensions ou à la demande. Ils sont visibles ou cachés. Les contraintes de feu peuvent conduire à une protection spécifique des éléments métalliques (protection de l’acier par le bois ou peinture intumescente).

Assemblage par connecteur métallique 1



Appui sur corbeau


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Contreventement Systèmes de contreventement Deux systèmes de contreventement sont possibles : • Raidissement dans des plans verticaux uniquement Les plans de contreventement constituent une sorte de cloisonnement. La trame de base doit présenter des plans de contreventement verticaux dans chacun de ses axes aussi bien longitudinaux que transversaux auxquels les traverses extérieures, horizontales, transmettent les efforts du vent. Aucun plan de contreventement aux niveaux des planchers n'est alors nécessaire.

Contreventement dans des plans verticaux

• Raidissement dans des plans verticaux et horizontaux L'emploi de contreventements horizontaux permet de réduire jusqu'à trois le nombre de plans de contreventement verticaux nécessaires, à condition que leurs axes ne soient pas concourants. Cette méthode exige une conception particulière des planchers et toitures concernés.

Contreventement dans des plans verticaux et horizontaux CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Dispositifs de contreventement Trois dispositifs de contreventement sont utilisables :

Dispositifs de contreventement

• Par maçonnerie Ce cas se rencontre lorsqu'on introduit des remplissages maçonnés dans la structure. On trouve des murs simples ou doubles venant s'interposer entre poutres et poteaux (souvent des petits éléments appareillés comme la brique). On peut également effectuer un remplacement partiel de l'ossature par un noyau massif (structure en béton banché par exemple). Les différences de variations dimensionnelles des matériaux obligent à porter un grand soin aux jonctions bois/maçonnerie. • Par panneaux à ossature bois L'utilisation de panneaux de remplissage à ossature légère en bois munis d'un voile travaillant apparente, d'un point de vue statique, la structure poteaux et poutres à une construction par ossature légère. • Par éléments de triangulation Des membrures diagonales (aisseliers) en bois peuvent assurer la réalisation d'un plan de contreventement en même temps qu'elles augmentent la force portante des poutres. On emploie également des tiges d'acier filetées à leurs extrémités et placées en diagonale. Il y a lieu de prévoir au moins deux croix de Saint-André par plan de contreventement. Ces diagonales n'ont d'utilité que si elles sont tendues à la mise en œuvre. Étant donné qu'une certaine perte de tension, liée aux variations de température, ne peut être exclue, les points d'ancrages doivent être tels qu'ils ne se déplacent pas par le jeu du bois. Pour limiter les cisaillements (voire les moments) parasites dans les poteaux, la fixation des contreventements doit se faire au plus près des pieds et têtes de poteaux.


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Fixations des dispositifs de contreventement


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La structure et les fondations Jonctions des poteaux avec les fondations Il existe quatre grands types de jonctions des poteaux et des fondations. L’ancrage direct du poteau au système de fondation est le plus courant. Dans tous les cas, le dispositif d’assemblage doit être suffisamment résistant pour reprendre et transmettre les efforts mécaniques de la structure aux fondations.

Principes des poteaux et des fondations *

Assemblages des poteaux et des fondations Dans le cas des fondations maçonnées, l’assemblage se fait généralement par l’intermédiaire d’un connecteur métallique ancré dans la maçonnerie. On veille particulièrement à éviter un contact entre la maçonnerie (humide) et le bois. À l’extérieur, une distance d’environ 10 cm est à prévoir entre le sol fini et le pied du poteau. À l’intérieur, une hauteur de quelques centimètres est suffisante. Il faut également soigner la jonction entre le pied du poteau et le connecteur lui-même pour éviter toute rétention d’eau. Attention : Dans le cas de murs de remplissage entre poteaux, le poteau assure une fonction partielle d’enveloppe. Il est nécessaire d’utiliser alors une ferrure de fixation assurant le calfeutrement à l’eau et à l’air.


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Pieds de poteau


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La structure et les remplissages Les jonctions entre la structure et les remplissages Les principaux facteurs à prendre en compte lors de la conception et de la construction d’ossature poteaux et poutres avec remplissages sont les suivants : • l'efficacité structurale de la jonction entre les panneaux de remplissage et l'ossature elle-même pour assurer la stabilité latérale des parois ; • le maintien de l'étanchéité à l'air et à l'eau de cette même jonction par l'utilisation de feuillures, couvre-joints, rejets d'eau, joints souples... • les caractéristiques de dilatation, retrait et déformation des différents matériaux ; • le détail d'aspect de la jonction entre les divers matériaux ; • si la structure poteaux et poutres est apparente à l'extérieur, doivent également être pris en compte la qualité des bois (essences, débits, nœuds...) ainsi que les traitements et protections applicables à ces bois et aux parties métalliques d'assemblages exposés ; • le dessin architectural produit par les éléments de remplissages (parois pleines ou vitrées, fenêtres, portes...) est rythmé par la "grille" formée par la structure poteaux et poutres.

Les éléments de remplissage Les vides de la structure poteaux et poutres peuvent être remplis par trois dispositifs principaux : Des éléments maçonnés On cherchera dans tous les cas à réduire le poids de la paroi constituée (blocs de béton cellulaire, briques de terre cuite en 11 cm d'épaisseur...). La fixation aux poteaux se fait le plus souvent par des pattes en acier galvanisé ou des équerres métalliques. Compte tenu des variations différentielles des matériaux, la jonction bois/maçonnerie devra être particulièrement étudiée. Une feuillure dans l’ossature bois est recommandée. On veillera également à interposer une coupure de capillarité entre le bois et la maçonnerie. Attention : Il faut s’assurer qu’après un éventuel retrait du bois, les fonctions assumées par les liaisons avec les éléments de structure sont toujours correctement remplies (contreventement, étanchéité à l’air et à l’eau)

Ossature et remplissage maçonnés


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Des panneaux à ossature légère en bois

N'étant pas porteuse, l'ossature de ces panneaux peut être disposée verticalement ou horizontalement. Ils peuvent recevoir tous les types de finitions habituelles à cette technique. On peut dimensionner la trame de la structure poteaux et poutres pour utiliser facilement des panneaux de remplissage aux dimensions standards. Ossature et remplissage bois

Des panneaux vitrés Les surfaces vitrées prennent une importance architecturale particulière dans les constructions à ossature poteaux et poutres. Le point essentiel est de trouver le juste équilibre entre la transparence souhaitée pour la structure et le confort thermique (déperditions l’hiver, sur insolation l’été) Les vitrages peuvent être posés avec ou sans menuiserie intermédiaire. Ils ne doivent jamais être mis en charge par la structure. La profondeur de la feuillure doit prendre en compte la flèche et le flambement des éléments structuraux. La flèche doit être restreinte à 1/500ème de la portée). Les vitrages sont calés dans une feuillure et noyés dans un lit de mastic. Toutes les précautions de rejet d'eau doivent être prises. L’utilisation de profilés métalliques fixés devant l’ossature permet la réalisation de façades avec effet de vitrage continu.

Ossature et vitrage


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Pour les vitrages fixes posés aux étages, il faut prévoir des dispositifs de nettoiement extérieurs (balcons, passerelles...) qui peuvent parallèlement être utilisés comme brise-soleil pour les niveaux inférieurs. Tous les remplissages que nous venons d'évoquer peuvent recevoir sans difficultés des fenêtres et des portes. Attention : L’utilisation de volets coulissants ou roulants est toujours délicate et doit faire l’objet d’une étude détaillée.

Feu Par un dimensionnement correct des structures, il est possible d’atteindre une résistance au feu d’une heure. Lorsque la structure est intérieure, elle peut recevoir une protection complémentaire par une solution ignifuge. Pour une stabilité supérieure à une heure, les poteaux et les poutres doivent être protégés par des écrans coupe-feu. Les principaux écrans admis pour faire face au feu sont : • les plaques de plâtre et de gypse-cellulose, • les plaques de fibres-ciment, • les panneaux bois-ciment. Attention : Les ferrures métalliques d’assemblages doivent être protégées par une peinture intumescente ou par le bois lui-même (ferrure non apparente).


Charpente et escaliers en bois

DTU 31.2


DTU 51.3

Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois

DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88


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4 - 4 - MURS EN MADRIERS OU RONDINS EMPILÉS Principes Dans la construction par empilage, les madriers assurent les fonctions statiques et la délimitation des espaces. Ils participent également au confort thermique et acoustique. La définition des espaces, tant du point de vue formel que dimensionnel, est fortement contraint par la longueur des bois et les modes d’assemblage. La rigidité des constructions par empilage est assurée par l’ensemble des murs porteurs. Elle repose sur le poids des éléments et les assemblages par entaille. La massivité du bois ainsi que ses caractéristiques thermo-hygrométriques permettent aux murs en madriers d’apporter une bonne réponse au confort thermique d’été. En région froide, afin d’améliorer l’isolation thermique, les murs en madriers sont généralement doublés d’une contre-cloison isolante. Le tassement des madriers est toujours un problème important. Il induit des détails de mise en œuvre particuliers pour les ouvrages en relation avec le mur (ouvertures, contrecloisons…)

Construction en madriers (Honka)

Construction en rondins (Honka)

Matériaux Qualités Il existe des constructions par empilage en chêne mais, le plus souvent, ce sont des essences résineuses qui sont utilisées (pin, épicéa, sapin, douglas). Les résineux à croissance rapide sont légers, peu nerveux, et présentent fréquemment un bel aspect. Ils résistent moins bien aux intempéries. Les résineux à croissance lente sont nerveux, lourds et denses. Ils peuvent être gercés et sont sensibles au gauchissement, mais leur inertie face aux variations climatiques est remarquable. Compte tenu de leur mise en œuvre “ couchée ”, les madriers et les rondins sont peu sollicités mécaniquement. Cependant ils sont destinés à rester apparents et doivent donc être de bonne qualité (Classement structure : C22 - Classement d’aspect : choix 1 ou choix 2)

Humidité Pour limiter les phénomènes de retrait, les bois utilisés à l’extérieur sont mis en œuvre à un taux d’humidité n’excédant pas 18 %.


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Risques biologiques Les madriers et les rondins peuvent présenter des risques de dégradation biologique différents selon leur exposition à l’humidité et à l’eau. Les structures protégées des intempéries par un revêtement extérieur présentent peu de risques (classe 2). Les madriers et rondins apparents à l’extérieur sont plus sujets à dégradation. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 3.

Types de profilés On distingue deux grandes familles de profilés : • les bois ronds • les madriers.

Bois ronds Les bois ronds peuvent être dressés sur deux faces parallèles ou non parallèles et liaisonnés par des chevilles ou des fausses languettes. La solution du rondin calibré à joint creux n’est pratiquement plus pratiquée car elle ne présente pas une imperméabilité à l’air suffisante.

Madriers Les madriers sont équarris à faces parallèles et assemblés par rainures et languettes. Ils offrent une meilleure protection à l’eau et à l’air. Afin d’augmenter les performances des madriers, on trouve aujourd’hui des madriers contrecollés, qui présentent moins de risques de déformations et de gerces, et des madriers composites qui associent deux parements en bois à un matériau isolant (polystyrène expansé, liège, fibres de bois…)

Différents profilés


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Pré-dimensionnement Les dimensions dépendent de plusieurs facteurs : • bois utilisé (essence, bois reconstitué…), • offre des fabricants, • définition des espaces (longueur), • valeur de l’isolation thermique et acoustique (épaisseur). Les exigences de résistance mécanique, sauf en cas de fort élancement des murs, sont rarement des facteurs déterminants. Les dimensions courantes sont : Bois ronds Diamètre : Madriers Épaisseur : Hauteur : Longueur :

150 à 250 mm 60 à 200 mm 150 à 225 mm - jusqu’à 10 m en bois massif - jusqu’à 13 m en bois reconstitué.

Tassement Le tassement dû au séchage naturel du bois (retrait radial) et à la compression des madriers est la principale contrainte de ce type de construction. Selon les sortes de rondins ou de madriers, le tassement varie entre 2 et 5 cm pour une hauteur de 2,50 m. Le tassement doit être maîtrisé pour ne pas entraîner de désordres. En particulier : • les cadres des fenêtres et des portes doivent être construits afin de permettre le tassement des murs, • si la construction comporte aussi des murs maçonnés, ceux-ci ne se tassant pas, il importe de tenir compte du tassement des murs de madriers, • il est conseillé de limiter les différences de hauteur entre les diverses parties des fondations à 50 cm, • les structures verticales, comme les poteaux, doivent comporter des joints ajustables, • les escaliers doivent avoir leurs limons fixés en partie haute et être libre de glisser en partie basse, • les chevrons de toiture seront bloqués au faîtage et liaisonnés par des assemblages glissants en rampant sur pannes et sablières, • les cheminées et leurs chevêtres doivent être taillés d’aplomb de manière à ce que la construction puisse se tasser sans que la cheminée soit déportée, • les cloisons ne doivent pas être bloquées sous plafond.


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Jonction entre mur en madriers et mur en maçonnerie

Jonction entre plancher et cloison

Assemblages Traditionnellement, les murs en bois empilé sont stabilisés par des tourillons, des rainures languettes et par des angles de murs bouvetés à mi-bois. De plus, la préfabrication en usine utilise, en général, un boulonnage traversant assurant à la fois rigidité et étanchéité. Pour les maisons d’une surface supérieure à 200 m2, les fabricants conseillent des raidisseurs supplémentaires. Les articulations aux angles et entre murs peuvent faire appel à différentes solutions qui contribuent largement à l’identité visuelle de ce type de construction. Assemblage à quart de bois

Assemblage en queue d’aronde


Assemblage en queue d’aronde arasée

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Appuis Le serrage des parois et leur ancrage doivent être prévus. Les dispositifs de serrage servent à faciliter le tassement, à améliorer l’étanchéité et à limiter les variations dues aux reprises d’humidité. Ils augmentent la rigidité de la façade. Il existe plusieurs dispositifs, mais une des extrémités doit rester accessible pour permettre une mise en tension régulière. Généralement ils lient la première ou la deuxième assise d’une paroi avec la dernière au moyen de fers ronds ou des tiges filetées qui traversent les assises intermédiaires. Les ancrages sont destinés à rendre le mur solidaire du soubassement. Ils sont généralement en fers ronds et filetées à leur extrémité supérieure. Scellés dans la maçonnerie, ils traversent verticalement un ou deux éléments de la paroi et sont pourvus d’un écrou qui permet de les serrer au moment du levage. L’ancrage et le serrage peuvent être effectués par un même dispositif. Ancrage et serrage

Baies Les cadres des fenêtres et des portes sont construits avec des tenons permettant le tassement des murs. On doit préserver entre la traverse haute des menuiseries et les bois formant linteaux un espace de tassement comblé par un matériau fibreux (laine minérale) facilement compressible. Des couvre-joints intérieurs et extérieurs assurent la finition.

Baie sans cadre

Baie avec cadre


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Isolation Isolation thermique Les performances d’isolation thermique peuvent être atteintes de différentes manières : • utiliser des madriers ou des rondins de forte épaisseur, • réaliser des cloisons de doublage isolantes, • réaliser une isolation extérieure, • utiliser des madriers trois plis avec un isolant intégré. La solution la plus commune consiste à mettre en œuvre des cloisons de doublage. Celles-ci sont réalisées par des fourrures, en bois ou en métal, fixées par des dispositifs coulissants sur les madriers. On dispose entre les fourrures un isolant fibreux de l’épaisseur recherchée. La finition se fait avec des solutions de parement habituelles : • plaques de plâtre ou de gypse-cellulose, • panneaux dérivés du bois, • lames en bois (frises…). Les fabricants fournissent également des lambris dont la largeur et les finitions s’accordent à celle des madriers. Un jour doit être prévu entre la partie haute des parements des contrecloisons et la sous-face des plafonds.

Supports coulissant pour cloison de doublage

Isolation acoustique L’isolation acoustique d’une paroi en bois massif dépend : • de l’épaisseur des madriers ou des rondins, • des ouvrages éventuellement rapportés (cloison de doublage…), • de la qualité de la mise en œuvre (étanchéité à l’air…). Madrier simple de 70 mm à isolation bruit route = 32 dB(A) Madrier avec isolation rapportée à isolation bruit route = 47 dB(A)


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Fluides et gaines Installation électriques Les installations électriques se font le plus possible par encastrement dans les plafonds et planchers. Dans les murs, les gaines passent au droit des portes et ouvertures, derrière les plaques d’isolation.

Tuyauteries Lors de l’installation des tuyauteries, il faut prévoir le tassement qui va se produire afin d’éviter tout risque d’incident. On utilisera des colliers coulissants pour les tuyauteries verticales ainsi que des manchons (évacuation) et des lyres (adduction) de dilatation. Les équipements sanitaires seront pourvus de raccords souples.

Fixation des éléments suspendus Pour tenir compte du tassement, les équipements suspendus (éléments de cuisine, ballon d’eau chaude…) doivent êtres fixés de telle sorte qu’ils puissent “coulisser”.

Supports coulissant pour éléments de cuisine

Feu La massivité des murs en bois empilés leur permet d’offrir une stabilité au feu pouvant atteindre sans difficulté 1/2 heure. Au-delà des solutions sont possibles conformément à la réglementation incendie : • accroissement des sections, • écran coupe-feu

Entretien Pendant (et après) la construction, il faut prévoir une bonne ventilation. L’humidité pendant la construction peut provoquer le bleuissement des bois bien que ceux-ci soient livrés secs. L’entretien est identique à celui de toute maison à ossature ou structure bois. Cependant, en raison du tassement des maisons en madriers massifs, il faut contrôler annuellement les dispositifs de réglage du tassement, tels les pieds filetés, les rondelles de tassement, ou encore l'ouverture et fermeture des portes et fenêtres.


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Exemple de chantier Construction d'une maison individuelle : Société Honkarakenne

Vérification des niveaux de la dalle.

Implantation.

Montage des murs en rondins.

Pose de la charpente.

Ici, le pignon est en ossature pour éviter le tassement différentiel.

Les combles habitables. Les murs en rondins sont visibles en partie inférieure.



DTU 31.2


DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88

Règles professionnelles Afcobois - Cahier d’Irabois n°8 “Construction en bois massif”.


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5 - PLANCHERS 5 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes de planchers Planchers par solivage -

Système léger Flexibilité de forme et de façonnage Facilité de passage des fluides (sens parallèle aux solives) Épaisseur importante du plancher pour les portées supérieures à 4 m Faible portée pour les éléments de surface ou de sous-face Prix compétitif Planchers en bois massif

-

Système massif Utilisation de bois de qualité inférieure Grandes portées (faible épaisseur) Sensibilité aux variations hygrométriques Bon comportement acoustique Bon comportement thermique Difficulté de passage des fluides Bon comportement au feu Prix plus élevé Planchers caissons

-

Produits industriels Grandes portées Bon comportement acoustique Bon comportement thermique Difficulté de passage des fluides Prix élevé Planchers mixtes bois-béton

-

Bon comportement acoustique et phonique Adapté au neuf et à la réhabilitation Interface charpentier-maçon critique Prix élevé


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Facteurs de conception des différents systèmes de planchers Coût -

Choix du système de plancher Performances phoniques du plancher Résistance mécanique (contraintes verticales)

-

Poids propre (plancher, revêtement de sol, plafond) Poids des cloisons, des portes et des équipements fixes Charges d'exploitation (personnes, meubles) Surcharges climatiques (pour les planchers formant terrasses) Rigidité (contraintes horizontales)

-

Contreventement des murs Sollicitation des charpentes Contraintes sismiques Résistance au feu

-

Stabilité au feu Degré coupe feu et inflammabilité Jonction avec le système porteur vertical

-

Liaison avec l’infrastructure (plots, longrines, murs…) Liaison avec la superstructure (murs, poutres…) Porte à faux Revêtements de sol et plafond

-

Écartement des éléments de structure (solives, lambourdes…) Planéité et rigidité du support Trémies et passages

-

Dimension et position des ouvertures (Escaliers, cheminée, gaines et fluides,...) Contrôle des ambiances

-

Transmission acoustique (isolation phonique, bruits d’impact…) Transmission thermique (isolation, inertie) Migrations d’eau et de vapeur d’eau Intégration des réseaux (eau, électricité,...) Qualité environnementale

-

Toxicité des traitements (protection, préservation) et colles Déconstruction sélective (démontage) Traitement architectural intérieur du système de plancher

-

Forme de l’espace (plan basique, décaissement, surélévation) Relation avec le système porteur vertical ((continuité, effet d’appui…) Perception de la structuration horizontale (mezzanines, coursives, trémies…) Expression de l’ossature du plancher Type et forme de plafond Matières, couleurs, calepinage des revêtements de sol Traitement architectural extérieur du système de plancher

-

Effet de stratification horizontale (nez de plancher, coursives, balcons…) Rapport avec le sol (continuité intérieure-extérieure) Plate-fomes extérieures (caillebotis, deck…)


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5 - 2 - PLANCHERS EN BOIS MASSIF Principes Les planchers en bois massif sont composés de planches de second choix ayant des propriétés mécaniques variables et provenant de bois de pays disponibles en grande quantité. Ces planches sont posées sur chant et jointives. L’assemblage peut être réalisé par clouage ou par collage. La possibilité de jointoiement des planches à leurs extrémités et la rigidité du système permettent de franchir des portées supérieures à celles des solivages (3 à 8 m). Les planchers en bois massif ne sont pas déformables dans leur plan. Ils participent au contreventement des murs. La massivité du bois ainsi que ses caractéristiques thermohygrométriques permettent aux planchers en bois massif d’apporter une bonne réponse au confort thermique d’été et au traitement acoustique du local. La sous-face du plancher est généralement finie et ne nécessite pas la réalisation d’un plafond complémentaire. Afin d’améliorer l’isolation phonique, les planchers peuvent recevoir en partie supérieure des couches complémentaires (panneaux en bois, plaques de plâtre pour sol, chapes en béton…) formant un plancher flottant. Les variations dues à l’humidité et en particulier le retrait des planches sont toujours un problème important à prendre en compte. On peut aisément réaliser des porte-à-faux dans le sens de portée des planches. Les planchers en bois massif se prêtent bien à la réalisation de planchers mixtes bois et béton.

Plancher en bois massif


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Matériaux Qualité Les essences de bois les plus utilisées pour leur bon rapport résistance/poids sont les résineux (sapin, épicéa, douglas, pins). La massivité du système et la distribution statistique des défauts permet d’utiliser des bois de faibles qualités (classement structure : C18).

Humidité Les planchers en bois massifs sont particulièrement sensibles aux variations d’humidité dans le sens de la largeur (retrait tangentiel ou radial des planches). Si le taux d’humidité augmente fortement, la dilatation du plancher se traduira par des poussées horizontales sur les appuis et les murs. Si le taux d’humidité baisse fortement le retrait du bois se traduira par des écartements entre planches. Il est important que l'humidité du bois mis en œuvre soit à un taux moyen par rapport à celui qu’il connaîtra à l’usage, en général 12 à 15 % pour un plancher séparatif d’habitation. On peut anticiper le problème de plusieurs manières : • prévoir régulièrement (environ tous les 1,20 m) des joints avec fausses languettes, cette solution est appliquée pour les systèmes de panneaux préfabriqués ; • prévoir une dilation avec calfeutrement sur les rives parallèles au sens de portée des planchers ; • traiter les finitions en sous-face du plancher par des profils formant masque aux écartements (planches en quinconce, chanfreins, moulures…).

Joint par rainure et fausse languette

Finitions des sous-faces du plancher


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Risques biologiques Les planchers n’offrent qu’un risque accidentel de présence d’eau. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 2.

Pré-dimensionnement La hauteur des planches est choisie en fonction : • de la portée et des charges du plancher, • des exigences en matière de feu, • des exigences en matière d'acoustique. Épaisseur des planches : 24 à 45 mm Épaisseur du plancher : 12 à 22 cm Longueur (portée) : 5à8m Largeur : à la demande 1,20 m pour des produits préfabriqués Proportions : E = 1/35 L

Clouage Dans les planchers en bois massif cloués, les clous servent à répartir les charges verticales entre les planches et à éviter le glissement longitudinal entre planches en présence de poussées horizontales (contreventement des murs). Le nombre et la section des clous dépendent des charges à reprendre. Les clous sont généralement disposés en quinconce. Ils doivent avoir une longueur au moins égale à 2,5 fois l’épaisseur des planches. Pour limiter les risques de fentes, ils ne doivent pas être positionnés à l’extrémité des planches à moins de 15 fois leur diamètre. La distance entre clous est voisine de 45 fois leur diamètre (15 à 20 cm).

Schéma de clouage


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Appuis et jonctions La surface d'appuis des planchers sur les murs et les poutres est au moins de 50 mm sur bois et métal. La fixation se fait directement par clouage de chaque planche sur une lisse ou par l’intermédiaire d’équerres métalliques. En cas de planches en quinconce, une cale clouée est placée sous la planche surélevée.

Appuis sur mur en ossature bois


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Supports de revêtements de sols Les planchers en bois massifs peuvent rester apparents sur leur face supérieure. Poncés, ils jouent le rôle d’un parquet. Un plafond suspendu peut alors être prévu pour apporter un traitement phonique complémentaire. Dans les situations courantes, un revêtement de sol est rapporté et nécessite un support. Le choix d'un support dépend essentiellement du type de revêtement de sol, de ses exigences (planéité, stabilité, étanchéité...) et des exigences acoustiques et phoniques des locaux. Les supports les plus employés sont : • les lames en bois massif (parquet) ou en bois reconstitué (parquet flottant), • les panneaux de contreplaqué (CTB X), • les panneaux de particules (CTB H), • les panneaux de lamelles orientées (OSB), • les plaques de plâtre et de gypse-cellulose pour le sol, • les chapes en béton. Il est recommandé de placer ces matériaux sur une couche résiliente afin d’améliorer l’isolement aux bruits d’impact. On peut utiliser : • des panneaux en fibres de bois, de lin ou de chanvre, • des dalles en liège, • des isolants minéraux résistant à la compression (fibres de verre, fibres de roche), • des feutres et panneaux résilients en mousses ou fibres de synthèse.

Finition par chape et carrelage

Finition par panneaux et parquet

Fluides et gaines Le principe constructif ne permet pas, en général, le passage des gaines dans un sens perpendiculaire aux planches. En utilisant des planches en quinconce, il est possible de passer les gaines, parallèlement aux planches, dans la partie supérieure du plancher. L’utilisation d’un plancher flottant peut également être mis à contribution pour le passage des gaines. CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Passage de gaines entre des planches en quinconce

Porte-à-faux et trémies Porte-à-faux Les planchers en bois massif permettent de réaliser simplement des porte-à-faux pour la confection de mezzanines, de balcons ou de murs en encorbellement dans le sens de la portée. Jusqu'à une longueur de 5 fois l’épaisseur structurelle du plancher, les porte-à-faux ne posent pas de problèmes particuliers. Au-delà de cette portée, tout porte-à-faux devra être soigneusement calculé. Exemple : Portée du plancher = 5,00 m Épaisseur du plancher = 15 cm Porte-à-faux = 75 cm

Porte à faux

Trémies


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La réalisation d’une trémie de faibles dimensions (gaine, trappe de visite…) ne nécessite pas l’ajout de pièce de charpente particulière. Un clouage renforcé est à prévoir afin de reprendre le cisaillement transversal à l’extrémité des planches coupées.

Lorsque la trémie est de grandes dimensions (escalier) il est nécessaire de prévoir un chevêtre et de vérifier que l’épaisseur du plancher est suffisante pour respecter la flèche admissible.

Trémie

Isolation Isolation thermique Lorsqu’elle est nécessaire (plancher support de toiture-terrasse, plancher sur vide sanitaire) une isolation thermique complémentaire peut être apportée par la mise en place d'un isolant au-dessus ou en dessous des planchers. Il est indispensable de poser un pare-vapeur sur la face chaude du plancher sur vide sanitaire et sous l’isolant en toiture-terrasse.

Isolation pour toiture terrasse


Isolation sous plancher

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Isolation acoustique La mise en place d’un matériau absorbant acoustique sous le support de plancher suffit généralement à régler les problèmes d’affaiblissement acoustique aux bruits aériens et d’isolement aux bruits d’impact. En fonction du matériau, l’épaisseur doit être calculée pour atteindre les exigences réglementaires.

Feu La massivité des planchers en planches clouées ou collées leur permet d’offrir une stabilité au feu pouvant atteindre sans difficulté une 1/2 heure. Au-delà des solutions sont possibles conformément à la réglementation incendie : • Accroissement des hauteurs de planches, • Écran coupe-feu. (Voir le chapitre résistance au feu des planchers par solivage)

Autres planchers en bois massif Les fabricants proposent aujourd’hui des produits formant plancher à base de planches collées. Les qualités de ces composants (faible épaisseur, faible poids par rapport à leurs performances mécaniques, facilité de pose et nombre réduit d’appuis) en font des produits intéressants pour le neuf et la réhabilitation.

Planchers en plateaux lamellé-collés Les plateaux en bois lamellé-collé sont faits sur le même principe que les poutres en bois lamellé-collé. Épaisseur : Longueur (portée) : Largeur : Proportions :

52 à 90 mm 2,5 m à 7 m 1.20 m E = L/40

Plancher lamellé-collé

Planchers multiplis Les panneaux en multiplis structurel sont composés de 3 à 7 couches de planches croisées. Épaisseur : Longueur (portée) : Largeur : Proportions :

50 à 200 mm 2,5 m à 7 m 1m E = L/40

Plancher multiplis


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Plancher trois plis Les planchers trois plis sont réalisés à partir de trois planches de bois aboutées, collées à plat et décalées pour former rainures et languettes. Épaisseur : Longueur (portée) : Largeur : Proportions :

90 et 120 mm 3 m à 4,50 m 135 mm E = L/40

Plancher trois plis

Normes et DTU DTU 31.1 DTU 31.2 DTU 51.1 DTU 51.2 DTU 51.3 DTU 51.11 DTU 58.1 Règles CB 71 DTU BF 88

Charpente et escaliers en bois Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois Parquets massifs contrecollés Parquets collés Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois Pose flottante des parquets et revêtements de sol contrecollés à parements bois Travaux de plafonds suspendus Règles de calcul et de conception des charpentes en bois Règles bois feu 88


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5 - 3 - PLANCHERS PAR SOLIVAGE Principes Les planchers par solivage comprennent généralement une ossature composée de poutres, de solives, et de chevêtres en bois, une aire supérieure ou platelage, une aire inférieure (le plafond de l'étage inférieur) et éventuellement des matériaux d’isolation thermique et acoustique. Les sections courantes des solives en bois massif conduisent les planchers par solivage à de faibles portées. La flexion est un facteur de contrôle critique qui prend en compte des aspects visuels, de confort et d'inconvénients d'une flèche et /ou de vibrations excessives sur les matériaux de plancher ou de plafond. La flèche est généralement limitée au 1/40° de la portée. Les planchers par solivage présentent une relative élasticité. Le système des solives est déformable dans un plan horizontal. En apportant une aire supérieure non déformable (panneaux de contreplaqué, panneaux de particules …), le plancher forme un diaphragme et participe au contreventement des murs. La possibilité d’insérer dans les vides entre solives des isolants thermiques fait que les planchers par solivage sont une bonne réponse en termes d’isolation pour les planchers bas et les planchers supports de toiture-terrasse. Afin d’améliorer l’isolation phonique, les planchers peuvent recevoir en partie supérieure des couches complémentaires (panneaux en bois, plaques de plâtre pour sol, chapes en béton, couches résilientes…) formant un plancher flottant. On peut aisément réaliser des porte-àfaux dans le sens de la portée des solives. Les planchers par solivage peuvent être associés à des dalles en béton pour former des planchers mixtes souvent utiles en réhabilitation.

Plancher par solivage


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Matériaux Qualité Pendant longtemps, le chêne, mais aussi le châtaignier furent des bois recherchés pour la réalisation des solives. Aujourd’hui, les essences de bois les plus utilisées pour leur bon rapport résistance-poids sont les résineux (sapin, épicéa, douglas, pins). Le bois massif représente la solution commune pour les portées inférieures à 5 m. On peut utiliser au-delà du bois lamellé-collé ou des solives en bois reconstitué. Les bois en faible épaisseur devront être particulièrement résistants (classement structure : C22), mais on peut utiliser des bois de moindre qualité (C18) en plus forte section. On utilise également de plus en plus des poutres en I composées d’une âme en panneau (contreplaqué, fibres …) ou en tôle et d’ailes de résineux ou en bois lamellisé qui présentent une grande légèreté.

Humidité Mis en œuvre dans une ambiance chauffée, les bois doivent avoir un taux d’humidité voisin de 15% sans excéder 18 %.

Risques biologiques Les planchers n’offrent qu’un risque accidentel de présence d’eau. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 2. Par contre, les solives dont l’extrémité est noyée dans la maçonnerie sans précaution particulière sont beaucoup plus sujettes à dégradation. Le choix de l’essence ou du traitement doit correspondre à la classe de risque biologique 3 ou 4.

Pré-dimensionnement Dimensions des solives La section et l'espacement des solives sont choisis en fonction : • de la portée et des charges du plancher, • de l'épaisseur du platelage et de ses dimensions commerciales, • des exigences en matière de feu, • éventuellement du plafond. Sections courantes des solives : Longueur (portée) : Proportions : Flèche maxi :

3à5m E = 1/20 L 1/300 L

En mm 50 x 200

50 x 225

75 x 200

75 x 225

63 x 175 75 x 175

100 x 200


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Portée des solives Pour faciliter la pose sans coupe des panneaux supérieurs, les entraxes courants des solives sont des sous-multiples de 1,20 m soit 30, 40 et 60 cm. Le tableau suivant permet un pré-dimensionnement des solives. Solives en mm Hauteur Epais. 225

200

175

150

Plancher C22

Plancher C20

Plancher C18

Entraxe en cm

Entraxe en cm

Entraxe en cm

60

40

30

60

40

30

60

40

30

75

460

520

570

450

510

550

440

500

550

63

430

490

530

420

480

520

410

470

520

50

400

450

490

380

440

480

380

430

470

75

400

460

490

390

450

490

390

440

490

63

380

430

470

370

420

460

370

420

460

50

350

400

440

340

390

430

340

380

420

75

360

400

440

340

390

430

340

390

420

63

330

380

410

320

370

400

320

360

400

50

310

350

380

300

340

370

290

340

370

75

300

340

370

290

330

370

290

330

360

63

280

320

350

280

310

340

270

310

340

50

260

300

320

250

290

320

250

290

310

Hypothèses de charges réparties de 150 daN/m2 RAPPEL : CHARGES DES PLANCHERS À USAGE D’HABITATION Combles non aménageables : 100 daN/m2 Greniers : 250 daN/m2 Logements, y compris combles aménageables : 150 daN/m2

Appuis et jonctions Afin de prendre en compte les contraintes d’écrasement (compression transversale), la surface d'appuis des solives sur des murs et des poutres est au moins de 50 mm sur bois et métal et 75 mm sur maçonnerie.

Appuis sur murs maçonnés Sur murs en maçonnerie, plusieurs précautions doivent être prises pour limiter les risques liés à la présence d’humidité dans le mur : • mettre une coupure de capillarité en sous-face des solives, • renforcer la protection fongicide en bout de solive (surtout après une coupe), • ventiler l’extrémité des solives. Afin d’assurer un contreventement des parois, les solives en bois encastrées doivent être solidarisées aux murs par des ancrages métalliques.


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Appuis sur maçonnerie

L’utilisation d’une murallière (lambourde, cornière métallique, solive de rive) représente la solution la plus simple à mettre en œuvre.

Appuis sur lambourde

Appuis sur étriers métalliques

Une coupure de capillarité est nécessaire entre la maçonnerie et la structure bois.


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Appuis sur murs à ossature bois Quelle que soit la technique de plancher et de mur retenue, il importe de vérifier que l’ancrage permet de résister le cas échéant aux efforts et aux vents. La jonction entre le plancher et les murs extérieurs doit offrir une bonne étanchéité à l’air (donc à la vapeur). On la traitera le plus près possible de la face chaude pour éviter les risques de condensation.

Appuis sur sablière

Appuis sur sablière de refend

Appuis sur poutres en bois Les solutions d’appuis sur poutre entaillée sont réservées aux poutres de fortes sections (réhabilitation). On notera cependant que les assemblages bois sur bois sont à nouveau utilisés comme solutions haut de gamme grâce au taillage numérique en centre d’usinage. Cette solution appliquée, en particulier, aux solives et poutres en bois lamellé-collé apparent permet la réalisation de queues-d’aronde de grande précision.

Appuis sur poutres entaillées


Appuis sur étriers métalliques

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Appuis sur lambourdes

Appuis par queues-d’aronde

Appuis sur poutres en acier

Appuis sur lisses


Appuis directs

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Liaisonnement des solives Pour conserver leur résistance mécanique et ne pas compromettre la mise en œuvre des supports de revêtement de sol, les solives doivent être préservées de toute torsion à leurs extrémités et en parties courantes. Des précautions sont à prendre particulièrement lorsque la hauteur de la solive est supérieure à 4 fois son épaisseur. Aux extrémités, les solives sont maintenues soit par la maçonnerie, soit par clouage sur une solive de rive. En partie courante, elles sont contreventées par des dispositifs appropriés dont l'espacement ne doit pas dépasser 40 fois l'épaisseur de la solive. A noter : Les étrésillons permettent de répartir sur trois solives les charges appliquées sur une et donc de reprendre certaines charges concentrées.

Entretoises croisées

Étrésillons massifs

Feuillards en acier

Lattes de bois


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Platelage Sur les solives vient se fixer par clouage, agrafage, vissage ou collage, un platelage. Ce support assure la répartition des charges sur les solives et peut contribuer au contreventement des parois verticales. Le choix d'un platelage dépend des charges à répartir et donc de l'entraxe des solives, du prix mais aussi du revêtement de sol et de ses exigences (planéité, stabilité, étanchéité...) Les supports les plus employés sont : • le bois massif (planches ou lames bouvetées), • les panneaux de contreplaqué (CTB X), • les panneaux de particules (CTB H), • les panneaux de particules orientées (OSB).

Planches Les planches doivent être placées de telle sorte que les joints d'extrémité se présentent sur le dessus des solives. Ces joints sont habituellement décalés et répartis sur toute la surface du plancher. Les planches posées perpendiculairement aux solives ne participent pas au contreventement. Pour assurer le contreventement, les planches doivent être posées en diagonale à un angle voisin de 45°. La largeur des planches doit être inférieure à 200 mm. On fixe les planches d'une largeur inférieure à 150 mm par 2 clous à chaque appui et 3 clous si leur largeur est supérieure.

Platelage en planches perpendiculaires

Platelage à 45°

Panneaux Les panneaux assurent le contreventement horizontal des constructions. Ils sont orientés de telle sorte que leur longueur soit perpendiculaire au solivage. Ils doivent reposer au moins sur trois appuis. Les chants des panneaux sont de type rainure et languette. Les joints d'extrémités doivent poser sur les solives et être décalés “ à coupe de pierre”. La largeur d’appui minimum est de 20 mm.


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Les panneaux sont cloués le long des rives au moins tous les 15 cm et 30 cm sur les appuis intermédiaires. On utilisera des pointes torsadées d’une longueur supérieure à 3,5 fois l’épaisseur du panneau ou de préférence des vis fraisées de longueur supérieure à 2,5 fois l’épaisseur.

Platelage en panneaux

Épaisseur des platelages Planches en Contreplaqué CTB X résineux Particules orientées (OSB) 30 cm 16 mm 12 mm 40 cm 19 mm 15 mm 60 cm 23 mm 19 mm 2 Hypothèses de charges réparties de 150 daN/m

Entraxe des solives

Particules CTB H 16 mm 19 mm 22 mm

Fluides et gaines Les fluides et les gaines peuvent être aisément disposés dans un sens parallèle aux solives. La structure en bois servira de support direct aux gaines de reprise d’air, aux canalisations et aux chemins de câbles. Les vides de construction pourront également servir à encastrer les luminaires, les diffuseurs, grilles de reprises et de soufflage sous réserve de ne pas pénaliser les performances acoustiques. Dans un sens perpendiculaire aux solives, le passage des fluides et gaines est limité par les contraintes d’engravure et de percement.

Entailles Les entailles ne sont pas admises dans la partie inférieure des solives (fibres tendues) sauf sur appui. Les entailles réalisées sur le dessus des solives doivent être distantes de la rive de l'appui d'au plus la moitié de la hauteur de la solive et ne doivent pas mesurer en profondeur plus du tiers de cette hauteur. S'il est nécessaire de pratiquer des entailles ailleurs dans la portée, il faut en tenir compte dans le dimensionnement de la solive. La hauteur utile de la solive sera majorée de la profondeur de l'entaille. Entailles


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Percements Les trous forés dans les solives ne doivent pas avoir un diamètre supérieur au quart de la hauteur de la solive ni être en dessous de 5 cm d'une rive ou de l'autre.

Percements

Cloisons intérieures Dans le cas de mise en œuvre de cloisons lourdes (P>50 kg/m2) des précautions doivent être prises. Pour les cloisons perpendiculaires aux solives, on vérifiera que la surcharge ne provoque pas une flèche excessive. Pour les cloisons parallèles aux solives, on disposera des étrésillons de répartition des charges sur deux solives ou l’on doublera la solive au droit de la cloison. Dans les deux cas, il pourra être nécessaire d’augmenter la section des solives ou de diminuer leur écartement.

Cloisons lourdes parallèles aux solives


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Porte-à-faux et trémies Porte-à-faux Les planchers par solivage permettent de réaliser simplement des porte-à-faux pour la confection de balcons ou de murs en encorbellement jusqu'à une longueur de 4 fois la hauteur des solives (60 à 80 cm). Au-delà de cette portée tout porte-à-faux devra être soigneusement calculé. Si le plancher en porte-à-faux est parallèle aux solives, il convient de créer une zone d’équilibrage. Des consoles viennent se fixer à une solive jumelée située à l'intérieur du mur à une distance égale à deux fois le porte-à-faux.

Porte-à-faux parallèles aux solives

Porte-à-faux perpendiculaires aux solives

Trémies

Une trémie pratiquée dans la charpente d'un plancher est réalisée grâce à une disposition appropriée de chevêtres, de solives d'enchevêtrures et de solives boiteuses. Les solives d'enchevêtrures de faible épaisseur (50 ou 75 mm) et les chevêtres doivent être doublés lorsque leur portée dépasse 1,20 m. Les chevêtres de plus de 1,80 m de longueur doivent être supportés aux extrémités par des étriers dont on vérifiera en particulier les contraintes de cisaillement aux fixations. Les chevêtres de plus de 3,60 m doivent trouver appui sur des murs ou des poutres. Attention : Les trémies de grandes dimensions peuvent modifier la rigidité horizontale du plancher et donc son rôle de contreventement pour les murs.

Trémie d'escalier


Trémie de cheminée

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Plancher sur vide sanitaire Dans le cas de vide sanitaire, la hauteur minimale sous le solivage doit être de 0,30 m. Les solives seront traitées en classe 4. Le sol devra être débarrassé de toute matière organique. Les orifices de ventilation devront être en place et judicieusement répartis. La surface totale des orifices de ventilation doit être au moins égale au 1/500ème de la surface au sol du vide sanitaire.

Isolation Isolation thermique L'isolation thermique se règle ordinairement par la mise en place d'un isolant en fibres ou en flocons entre les solives. L’épaisseur dépend de la performance recherchée. Pour les planchers sur vide sanitaire, l’isolant devra être non hydrophile. Lorsque le plancher est séparatif avec une zone froide (plancher sur vide sanitaire, plancher support de toitureterrasse), il est indispensable de mettre en place un pare-vapeur sur la face chaude du plancher. Le pare-vapeur est placé entre les solives et le plancher quand ce dernier supporte directement le revêtement de sol. Il est placé sur le panneau si celui-ci est destiné à recevoir un plancher flottant. Isolation des planchers

Isolation acoustique L’affaiblissement acoustique aux bruits aériens des planchers par solivage est fondé sur le principe masse-ressort-masse. Un isolant en fibres est généralement placé entre les solives ou déroulé en continu sur une plaque de plâtre formant plafond. La masse est apportée par les panneaux supports de revêtement de sol et par un plafond suspendu. L’expérience montre qu’on peut améliorer l’isolation acoustique des plafonds suspendus : • en utilisant des fourrures métalliques maintenues par des suspentes résilientes (caoutchouc, néoprène), • en fixant le plafond sur des ossatures longues portant de mur à mur. Il peut être nécessaire d’apporter un complément de masse par des matériaux lourds disposés sur le plancher. Les solutions sèches sont à privilégier pour faciliter la mise en œuvre. Les matériaux d’alourdissement les plus employés sont : • les pavés et dalles en béton, • les briques en terre crue ou cuite, • les chapes en béton. Les formes en sable sont à déconseiller (fuites en cas de percement ultérieur, risques de ripage sous charges ponctuelles).


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L’isolement aux bruits d’impact est assuré par la réalisation de planchers flottants. On interpose entre le support de revêtement de sol et l’aire supérieure du plancher un matériau amortisseur. Les matériaux résilients les plus employés sont : • des panneaux en fibres de bois, de lin ou de chanvre, • des dalles en liège, • des isolants minéraux résistant à la compression (fibres de verre, fibres de roche), • des feutres et panneaux résilients en mousses ou fibres de synthèse, • des formes en vermiculite bitumée.

Feu Plancher par solivage apparent

La connaissance de la vitesse de progression du front de carbonisation permet de calculer les planchers en bois apparents, donc exposés, et la section résiduelle des éléments qui le composent (solives et platelage).

Plancher apparent stable au feu 1/2h

Plancher avec écran Si l’on interpose entre le plancher et les locaux un écran formant bouclier thermique, les solives sont calculées hors contraintes dues au feu. Les principaux écrans admis pour faire face au feu sont : • les plaques de plâtre et de gypse-cellulose, • les plaques de fibres-ciment, • les panneaux bois-ciment. Ils sont souvent associés à de la laine minérale. Plancher stable au feu 1/2h avec écran 1/2h


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Plancher avec écran insuffisant

Lorsque l’écran n’assure qu’une fraction de la stabilité au feu requise, le complément est assuré par la structure elle-même calculée selon le principe de la structure bois apparente pour la durée restante.

Plancher stable au feu 1/2h avec écran 1/4h

Autres planchers par solivage Les fabricants proposent aujourd’hui des composants à solivage formant caissons de plancher et permettant de franchir des portées plus importantes.

Panneaux porteurs en V Ces panneaux sont constitués de nervures en caisson triangulaire avec âme en lamellé-collé (42 ou 52 mm) et semelles droites massives. Ces nervures supportent un plancher double peau contrecollée avec lames longitudinales en sous-faces (13 mm) et lames transversales en surface (28 mm). Les rives sont rainurées permettant l’assemblage des tables par fausses languettes avec élégis. Épaisseur : 220 à 336 mm Longueur (portée) : 6 m à 13,50 m Largeur : 1,20 m Proportions : E = L/35

Plancher type Colladello structure


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Panneaux caissons Réalisés à partir de planches aboutées et collées en caisson, ces panneaux sont assemblés par doubles rainures et languettes. Ils peuvent incorporer une isolation par mousse thermodurcissable ou par fibres végétales ou minérales. Épaisseur : mm Longueur (portée) : 5mà7m Largeur : Proportions : E = L/35

Panneaux caissons type Lignatur



DTU 31.2


DTU 51.1

Parquets massifs contrecollés

DTU 51.2

Parquets collés

DTU 51.3

Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois

DTU 51.11

Pose flottante des parquets et revêtements de sol contrecollés à parements bois

DTU 58.1

Travaux de plafonds suspendus

DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88


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6 - CHARPENTES 6 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes d’ossature de toiture Fermes et pannes -

Système massif hiérarchisé Bien adapté aux toitures complexes Possibilité de surcharges importantes Expression architecturale de la charpente Utilisation du comble possible Fermes industrialisées

-

Système léger non hiérarchisé Densité de l’ossature du toit (faible écartement des fermes) Produits industriels Facilité de passages de gaines de ventilation Utilisation du comble possible Faible résistance au feu Prix compétitif Chevrons-fermes

-

Système léger sur appuis Portée limitée Simplicité de mise en œuvre Facilité de jonction avec l’isolation, le plafond et le support de couverture Difficulté de passage des gaines de ventilation Panneaux-caissons

-

Produits industriels Intégration de l’isolation, du plafond et du support de couverture Difficulté de passage des gaines de ventilation Rapidité de mise en œuvre Mal adapté aux toitures complexes Prix plus élevé


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Facteurs de conception des systèmes de charpente Coût -

Choix du système de charpente Complexité de la toiture Résistance mécanique (contraintes verticales)

-

Poids propre (charpente, couverture, isolation, plafond) Poids des équipements (ventilation…) Charges d'exploitation (passage, entretien, montage) Surcharges climatiques (eau, neige, Stabilité (contraintes horizontales)

-

Contraintes du vent Contraintes sismiques Résistance au feu

-

Stabilité au feu Jonction avec les murs et planchers

-

Appuis et fixation des charpentes Contraintes exercées sur les murs et planchers (traction, déversement) Accidents de toiture

-

Faîtages, arêtiers, noues et tous changements de pente Rives, acrotères Pénétrations (châssis, cheminées, ventilations ...) Intersections entre toitures et surfaces verticales. Type de couverture

-

Support du système de couverture (sens de portée, continuité-discontinuité) Pente du système de couverture (feuille étanche, tuiles, ardoises, bardeaux, tôles) Position et type des systèmes d’évacuation d’eau (gouttières, chéneaux encaissés…) Contrôle des ambiances

-

Isolation thermique Migrations de vapeur d'eau Ventilations (comble, charpente, couverture). Qualité environnementale

-

Toxicité des traitements (protection, préservation) et colles Déconstruction sélective (démontage)


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Traitement architectural intérieur du toit -

Forme de l’espace intérieur (hauteur constante, plafond rampant, plafond courbe) Utilisation autonome de l'espace des combles Densité des porteurs verticaux (continuité de l’espace) Expression de la charpente Type et forme de plafond (suspendu, intégré, rampant) Traitement architectural extérieur du toit

-

Toiture plate, à pente ou courbe Forme simple ou multiple Rapport de la toiture avec le système porteur vertical Expression de la charpente Traitement des limites (saillies de toiture, rives…) Matières, couleurs de la couverture


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6 - 2 - FERMES ET PANNES Principes La charpente dite traditionnelle est constituée de fermes, de pannes et de chevrons. Une ferme est composée par l'assemblage de plusieurs pièces de bois massif. Les arbalétriers, l’entrait et le poinçon forment le réseau principal tandis que les contre-fiches, les jambes de force, les diagonales et les potelets forment le réseau secondaire d'une ferme. Les assemblages des parties constitutives de la ferme se font par embrèvement, par boulon ou par clouage. Chaque ferme reporte une charge concentrée importante sur les infrastructures qu'il est nécessaire de prévoir. La ferme traditionnelle est une solution appréciable lorsque la charpente comporte d'importantes pénétrations (cheminées, cages d'escalier au niveau du plancher, lucarnes) ou des raccords (noues, arêtiers...). Du fait de l'utilisation de fortes sections, la ferme offre une bonne tenue au feu. Elle peut donc s'exposer et participer à la qualification de l'espace. On cherche à écarter les fermes au maximum sans le faire au détriment des pannes et des solives (en cas de plancher) qu'elles supportent. La ferme traditionnelle étant placée dans un plan vertical, elle doit être contreventée lors de sa mise en œuvre. On utilise pour cela des liens disposés dans le plan du faîtage.

Ferme traditionnelle


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Matériaux Qualité Les fermes et les pannes sont le plus souvent fabriquées à partir des résineux suivants : épicéa, sapin, douglas, pin maritime, pin sylvestre. Leur forte épaisseur n’oblige pas à utiliser des bois présentant de très grandes caractéristiques mécaniques sauf pour les très grandes portées. Lorsqu’ils sont cachés, les bois n’offrent pas de contraintes visuelles. Par contre les charpentes apparentes doivent faire l’objet d’un plus grand soin d’aspect (Classement structure : C18 ou C22 - Classement d’aspect : choix 2).

Humidité Mis en œuvre dans une ambiance non chauffée, les bois doivent avoir un taux d’humidité voisin de 15% sans excéder 22%. Si les fermes doivent être apparentes dans un local chauffé, le taux d’humidité ne devra pas dépasser 12%.

Risques biologiques Abritées et ventilées, les fermes ne présentent pas d’autres risques biologiques que ceux qui sont liés aux insectes. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 2, le transport, le stockage ou le chantier pouvant présenter un risque d’humidification. Attention : • •

Les pannes mises en œuvre avec une sous-toiture mal ventilée peuvent être exposées à des risques de condensation (classe de risque biologique 3) ; Les bois noyés en maçonnerie et destinés à recevoir les fixations de fermes ou les extrémités d’entraits encastrées dans des murs maçonnés sont beaucoup plus sujets à dégradation. Le choix de l’essence ou du traitement doit correspondre à la classe de risque biologique 4 si les dispositions constructives ne suffisent pas à éviter une humidité trop importante.

Différents types de fermes Il existe plusieurs types de fermes caractérisées par leur triangulation. Les critères intervenant dans le choix sont les suivants : • utilisation du comble, • portée, • débord de toiture, • pente de toit, • poids de la couverture, • poids des plafonds


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Ferme latine Comme son nom l’indique, la ferme latine a été inventée par les romains. Elle est formée de triangles qui ont pour but d’éviter les moments de flexion. Le système le plus simple est constitué d’arbalétriers et de contre-fiches massives, d’un entrait pouvant être moisé et d’un poinçon souvent de section carrée pour recevoir les contre-fiches dans une direction et les liens de contreventement dans une direction perpendiculaire. La ferme constituée d’un poinçon avec contre-fiche ne permet guère de dépasser 8 m de portée. On peut augmenter la portée en renforçant le réseau secondaire par ajout de montants et de diagonales moisées qui soulagent l’entrait.

Ferme latine

Ferme à entrait retroussé Ce type de ferme s’utilise pour les combles habitables. L’entrait est retroussé à la hauteur des volumes que l’on veut utiliser. Elle comporte des jambes de force destinées à soulager la partie inférieure des arbalétriers. Elle peut comporter des liens en partie supérieure situés au droit des pannes. Fortement hyperstatique(1), ce type de fermes ne nécessite pas de pièces de bois de sections importantes. La portée des fermes à entrait retroussé se situe entre 10 et 12 m. Ferme à entrait retroussé

Attention : La réaction en pied de la jambe de force est variable selon l’inclinaison. Elle peut conduire à des poussées horizontales. Le maintien des pieds d’arbalétriers doit alors être assuré par un tirant en acier posé au niveau du plancher. 1) Hyperstatique : (adj.) Se dit d'un système qui n'est pas isostatique, et dont les déformations doivent être prises en compte dans la définition des efforts; d'où la nécessité de le dimensionner au préalable. Isostatique : (adj.) Se dit d'un système dont on peut définir les efforts à l'aide des équations de la mécanique, ce qui permet de calculer les réactions d'appui et, par suite, les contraintes et les flèches. CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Ferme sur blochet Les fermes sur blochet s’apparentent aux fermes à entrait retroussé à la différence que le pied de l’arbalétrier n’exerce aucune poussée sur les murs. Il s’agit d’une ferme à deux articulations qui fonctionne à la manière d’une ferme sur poteau dont la flexion de l’arbalétrier est reprise par les blochets. La portée de ce type de ferme ne dépasse que rarement 12 m. On notera que le pied de l’arbalétrier peut ne pas être en appui sur le mur. Ferme sur blochet

Ferme à la Palladio Ferme dont l’appellation provient du nom de l’architecte italien Andréa Di Pietro, dit Palladio (1508-1580). C’est une ferme pour comble utilisable ne venant pas prendre appui sur un plancher. L’entrait fait fonction d’élément porteur de plancher. Les suspentes latérales ne servent qu’à soulager l’entrait afin qu’il ne se déforme pas sous son poids propre et à reprendre les contre-fiches qui soulagent les arbalétriers. La portée peut atteindre 16 à 18 m. Ferme à la Palladio

Ferme à la Mansart C’est à François Mansart (1598-1666), architecte, que l’on a attribué à tort cette ferme. Elle fut utilisée par Pierre Lescot (1515-1578) au Louvre. Elle offre un maximum de volume pour la réalisation d’un comble habitable. Elle fonctionne à la manière d’un portique. La principale difficulté consiste à assurer la stabilité des fermes dans leurs plans sans réduire le dégagement intérieur. Une première solution consiste à utiliser des contre-fiches qui reçoivent en outre la réaction d’appui des arbalétriers. Cette solution nécessite de fortes sections et les différentes pièces sont situées dans un même plan.


Ferme à la Mansart

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Les portées courantes ne dépassent pas 8 m. Une autre solution consiste à utiliser une ferme triangulée et des poteaux moisés. La stabilité est assurée dans le plan des entraits par un contreventement qui reporte les efforts au droit des pignons. La portée peut alors atteindre 12 m.

Pré-dimensionnement En plus des charges propres de la toiture (éventuellement du plafond et du plancher des combles), des surcharges climatiques et des caractéristiques mécaniques des bois de construction utilisés, le dimensionnement d'une charpente dépend essentiellement du type de ferme, de la portée des fermes et de la travée.

Les fermes L'entraxe des fermes varie entre 3,00 et 5,00 m. La portée des fermes se situe généralement entre 7 et 12 m, mais peut aller jusqu'à 18 m. Dimensions minimum des différentes pièces de bois (résineux) pour une ferme latine : Portée (en m)

Distance entre fermes (en m)

Arbalétrier

Entrait

Contre-fiche

Poinçon

6

3 3,5 4

65 x 125 65 x 150 65 x 150

65 x 125 65 x 125 65 x 125

65 x 125 65 x 125 65 x 125

65 x 125 65 x 125 65 x 125

7

3 3,5 4

65 x 150 65 x 175 65 x 175

65 x 150 65 x 175 65 x 175

65 x 125 65 x 150 65 x 150

65 x 150 65 x 150 65 x 150

8

3 3,5 4

75 x 150 75 x 175 75 x 175

75 x 150 75 x 175 75 x 175

75 x 125 75 x 125 75 x 150

75 x 125 75 x 150 75 x 150

9

3 3,5 4

75 x 175 75 x 200 75 x 200

75 x 175 75 x 200 75 x 200

75 x 150 75 x 175 75 x 175

75 x 175 75 x 175 75 x 175

10

3 3,5 4

75 x 200 75 x 200 75 x 200

75 x 200 75 x 200 75 x 200

75 x 175 75 x 175 75 x 175

75 x 175 75 x 175 75 x 200

Les pannes Le nombre de pannes dépend de la portée des fermes. Portée (P, en m)

Nb de pannes

5à8

5

8 à 12

7

12 à 15

9

15 à 18

11

La portée des pannes dépasse rarement 4,50 m L'espacement entre deux pannes consécutives varie entre 1,20 et 1,80 m. Il est déterminé par le type de couverture et la pente de toiture.


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Distances admissibles entre pannes : Toiture en tuile : Pente

30°

45°

60°

Distance

1,10 m

1,30 m

1,60 m

Toiture en bardeaux bitumeux : Pente

14°

30°

Distance

1,10 m

1,30 m

Toiture en bac-acier et fibre-ciment : La distance entre pannes dépend du profil de la plaque • Fibre-ciment : 1,35 m • Bac acier : 1,80 m La section des pannes dépend : • de leur portée, • de leur écartement, • de la couverture. Sections admissibles des pannes (hypothèse d'écartement : 1,30 m) Portées

Ch. 80 daN/m2

Ch.150 daN/m2

3,00 m

50 x 150 mm

50 x 175 mm

4,00 m

65 x 175 mm

75 x 225 mm

5,00 m

75 x 225 mm

105 x 225 mm

Assemblages Tenons et mortaises Ce sont les assemblages les plus utilisés en charpente traditionnelle. Ils permettent le bon positionnement de deux pièces l’une par rapport à l’autre, mais ont de faibles performances mécaniques. Le tenon à généralement une épaisseur de 3 cm et une longueur de 7 cm, quant à la mortaise, elle a une profondeur de 8 cm. On utilise généralement ce type d’assemblage pour les liens, les contrefiches, les têtes d’arbalétriers… Une cheville en bois dur assure un bon contact entre les éléments. Assemblage par tenon et mortaise


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Embrèvement Ce sont des assemblages permettant de reprendre des efforts importants qui viennent souvent renforcer un assemblage par tenons et mortaises. Ils présentent cependant l’inconvénient de ne reprendre que des efforts de compression et de réduire les sections, là ou l’effort tranchant est souvent important. Le maintien de l’embrèvement se fait généralement par l’intermédiaire d’un boulon.

Assemblage par embrèvement simple

Assemblage par embrèvement et tenon

Clous Les clous sont réservés à l’assemblage des pièces de bois dont l’épaisseur ne dépasse pas 75 mm. Les clous sont sollicités soit à l’arrachement soit au cisaillement. La résistance à l’arrachement ne dépasse jamais 50 % de la résistance au cisaillement. Le double cisaillement représente la condition idéale d’utilisation des clous. Il se rapporte à l’assemblage de 3 éléments entre eux. On utilise de préférence des clous torsadés. Attention à l'oxydation des clous en atmosphère corrosive. La galvanisation à chaud est recommandée pour assurer une bonne protection des éléments en acier. Le nombre et la section des clous dépendent des efforts à reprendre. Mais on notera que l’augmentation de la densité du clouage conduit à des réductions des charges admissibles (10 % à partir de 10 clous, 20 % à partir de 20 clous) pour tenir compte du fait que tous les clous ne travaillent pas à pleine charge. On peut utiliser comme pièces complémentaires des goussets en contre-plaqué ou des tôles minces. Les diamètres courants des clous vont de 2 à 6 mm et la longueur jusqu’à 200 mm.


Assemblage par clous

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Boulons Les boulons sont généralement sollicités en flexion alors que le bois l’est à la compression et au cisaillement. Les boulons et les tiges filetées sont montés avec des rondelles ou des plaquettes pour diminuer l’écrasement du bois. Comme les clous, ils doivent être protégés contre la corrosion. Il est recommandé d’utiliser au moins 2 boulons par assemblages afin de diminuer la concentration des efforts au voisinage du boulon. Le diamètre fréquent des boulons est de 18 mm. La longueur va jusqu’à 40 cm pour les boulons et plus pour les tiges filetées. La mise en œuvre de crampons entre les pièces de bois assemblées par boulon permet d’augmenter la rigidité de l’assemblage. Assemblage simple par boulons

Moisements Les moisements sont des usinages destinés à maintenir des éléments dans une position prédéfinie ou à renforcer des assemblages boulonnés ou cloués. Ils peuvent être simples ou doubles selon qu’un seul élément ou tous les éléments sont moisés. Pour qu’ils soient considérés comme étant travaillant (accroissement de la rigidité) leur profondeur minimale doit être de 1,2 cm.

Assemblage avec moisement

Goussets et broches Ces assemblages utilisent le principe des goussets métalliques de formes variées insérés en âme pleine. Les goussets sont maintenus par des broches ou chevilles en acier d’un diamètre supérieur à 6 mm. L’usinage des parties se fait généralement sur machine à commandes numériques. La mise en œuvre doit s’effectuer de manière ajustée et suppose une grande précision. Assemblage par gousset et broches


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Fixation des fermes aux appuis Il faut porter une attention particulière aux appuis car il se produit à cet endroit une concentration d’efforts importants.

Appui sur mur maçonné La surface d’appui doit être suffisante pour éviter les risques de compression transversale du bois. De plus, l’axe de l’appui doit être situé dans le 1/3 intérieur de l’épaisseur du mur pour limiter les risques de chargement excentré du mur (augmentation du flambement du mur). On prévoit en général un calage qui isole le bois de la maçonnerie et assure la surface d’appui nécessaire. Il est également recommandé d’interposer une coupure de capillarité (feutre bitumeux).

Appui sur mur maçonné

Attention :

Lorsque l’appui se fait dans une cavité du mur, il faut prévoir un jeu de réglage latéral autour de l’assemblage qu’il ne faut pas combler au mortier.

Appui sur chaînage ou voile béton

Lorsque le mur maçonné se termine par un chaînage en béton armé, l’arbalétrier trouve un bon repos en termes d’horizontalité et de surface d’appui. Afin d’éviter tous risques de soulèvement, il est nécessaire de prévoir une ferrure boulonnée. Appui sur voile en béton

Appui sur mur à ossature légère en bois La fixation de l’entrait se fait par des équerres ou une ferrure en U boulonnée sur la sablière du panneau. Il est indispensable de renforcer l’ossature du mur au droit de l’appui par l’insertion d’un poteau en bois ou de montants complémentaires dimensionnés pour reprendre les contraintes de flambement.

Appui sur mur à ossature légère en bois


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Appui sur poteau en béton Le poteau est généralement de faible section. L’assemblage courant se fait par une ferrure scellée au milieu du poteau. L’étrier en fer plat est calé au mortier et raidi par un fer d’ancrage en U ou en I d’une largeur voisine de l’étrier afin d’éviter toute déformation des fers plats. Si le poteau en béton est encastré en pied il peut admettre des poussées horizontales légères de la charpente.

Appui sur poteau en béton

Appui sur poteau en bois On fait généralement appel à un système moisant. L’entrait moisant vient enserrer la tête du poteau et la fixation se fait par boulon. On peut prévoir sur la tête du poteau des épaulements afin de diminuer le cisaillement dans les assemblages. Dans le cas d’une ferme à entrait simple, l’assemblage de tête est assuré par deux fers plats boulonnés.

Appui sur poteau en bois

Fixation des pannes Appui des pannes Les pannes sont fixées sur les arbalétriers au moyen d’échantignolles. Pour les toitures à faible pente (<100 %), les pannes sont posées à dévers. Cette solution a pour avantage la bonne surface d’appui que les pannes offrent aux chevrons. Elle permet également un bon appui sur l’arbalétrier. Sur des toitures à pente plus importante, il est préférable de poser les pannes d’aplomb. En général la panne est délardée sur son arête extérieure afin d’offrir un appui suffisant aux chevrons. Attention : Plus la panne est déversée plus sa flexion va augmenter (une panne de 75 mm X 225 mm est neuf fois moins rigide à plat que de chant). Il convient de prévoir des augmentations de la section ou d’introduire des dispositifs de reprise des poussées de pannes.


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Pannes à dévers

Pannes d’aplomb

Reprise des poussées de pannes La pose de pannes déversées nécessite la mise en œuvre de dispositifs de reprise de poussées, selon un plan parallèle à celui de la couverture. On interpose entre toutes les pannes intermédiaires des entretoises. La poussée en partie basse est alors reprise par deux décharges.

Décharges et entretoises


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Joints de pannes Lorsqu’elles sont discontinues, les pannes sont aboutées par des coupes en sifflet situées aux appuis. Il est nécessaire que la longueur du sifflet soit suffisante (1,5 fois la hauteur des pièces de bois) afin d’éviter que les pannes ne glissent l’une sur l’autre. Dans le cas de grandes portées, on peut déporter le joint hors de l’appui, cette disposition est dite en cantilever. La fixation se fait par des pointes lardées correspondant à la section des pièces de bois (pointes de 125 à 160 mm de longueur). On peut également fixer les pannes sur les arbalétriers par des équerres métalliques. Les pannes sablières peuvent être posées déversées sur les arbalétriers mais aussi d’aplomb sur les entraits. Dans le cas de murs en maçonnerie, les sablières peuvent être posées à plat et être fixées directement sur le chaînage du mur par des tire-fonds chevillés, des équerres ou des boulons scellés. Les pannes faîtières sont le plus souvent posées en face d’aplomb et délardées sur deux arêtes pour recevoir les chevrons. Le faîtage se fixe sur le poinçon par une gargouille, par embrèvement ou encore par tenon et mortaise

Joint en sifflet sur appui

Joint en sifflet en cantilever

Contreventement Le contreventement longitudinal est assuré par des liens placés entre les fermes dans le plan des poinçons. Les liens d’une section courante de 7,5 x 11 cm sont fixés par tenons et mortaises ou par simple clouage entre les poinçons et la panne faîtière. Leur inclinaison est proche de 45 °. Lorsque les pignons ne sont pas auto-stables, il est nécessaire de prévoir des contreventements rampants dans les travées de rives clouées à leur intersection avec les pannes et fixées aux fermes.


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Liens de contreventement

Rives et saillies Le pignon La valeur du débordement est le plus souvent dictée par l’esthétique du toit et son rôle recherché dans la protection des murs. Quant les pannes ont un dépassement de 40 à 50 cm, elles sont en général simplement découpées à leurs extrémités à des fins décoratives. Lorsque les débordements sont plus importants (de l’ordre de 1 m) on peut faire appel à deux techniques de renfort pour éviter qu’elles ne fléchissent. Les pannes sont soulagées par des liens. Ceux-ci sont assemblés en tête par des embrèvements, des tenons et mortaises ou des ferrures en acier. En pied ils peuvent être encastrés ou également assemblés par des ferrures.

Pannes et liens


Pannes et corbeaux

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Les pannes sont soulagées par des corbeaux superposés scellés dans le mur ou par une sous-panne qui pénètre à l’intérieur de la construction d’une longueur égale à celle de son débordement. Tous ces éléments sont assemblés entre eux par boulonnage.

Le long pan Les saillies ont pour fonction de protéger les murs et lorsqu’elles ont de grandes dimensions de former un avant-toit pour abriter des balcons, des passages ou encore contrôler l’ensoleillement. Elles présentent aussi l’intérêt de souligner par un trait d’ombre la transition entre la façade et le toit. Les saillies sont le plus souvent réalisées par prolongement des chevrons. La finition prend la forme d’une sous-face rampante ou d’un caisson horizontal. Avec de chevrons de 5 x 7,5 cm ou 7,5 x 7,5 cm, on peut atteindre sans difficulté 60 cm de débordement. Cette valeur importante, malgré les faibles sections, s’explique par le fait que le poids de la saillie est équilibré par la partie de couverture située au-delà du mur. Au-delà de 60 cm, il faut utiliser : • des chevrons de sections plus fortes (7,5 x 11 cm), • des consoles sous les chevrons, • une sablière de volée reposant sur des consoles ou des poteaux.

Chevrons et consoles

Chevrons et sablières de volée



DTU 31.2


DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88


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6 - 3 - FERMES INDUSTRIALISÉES Principes Les fermes industrialisées encore appelées fermettes sont constituées par des éléments triangulés en bois de faibles sections (épaisseurs minimum 36 mm jusqu’à 15 m et 46 mm au-delà). Les assemblages sont réalisés par des goussets en contre-plaqué (CTB.X) ou plus généralement par des connecteurs en acier galvanisé percés ou à dents. Par leurs principes constructifs, elles s'inscrivent dans une logique de fabrication industrielle. Les fermettes constituent des éléments de charpente légère et capable de franchir des portées jusqu'à 20 mètres. Grâce à ces qualités, elles permettent d'utiliser des parois intérieures non porteuses et une grande flexibilité dans la conception des espaces intérieurs. Ce type de ferme, très économique, peut épouser pratiquement toutes les formes -y compris les courbes- et peut être utilement conçu comme des poutres de grand élancement. Au contraire des systèmes traditionnels elles fonctionnent dans une logique de charges distribuées. Elles sont espacées généralement de 60 cm. L'écart peut être porté jusqu'à 1,20 m. Elles prennent appui soit sur des murs soit sur des poutres. Elles reçoivent directement le support de couverture ou la couverture économisant de ce fait les pannes et chevrons. Un plafond vient se fixer sous les entraits lorsque les combles ne sont pas utilisables. Mais le plafond peut également venir se fixer aux niveaux des arbalétriers lorsque le volume de la fermette doit être utilisé ou participer visuellement à un volume intérieur. Le choix d'un plafond et sa position déterminent largement la tenue au feu de la charpente. Constructivement, les pièces de bois composant la fermette étant optimisées au maximum, une grande attention doit être portée aux problèmes de flambement et de contreventement. Les fermettes se prêtent bien à la mise en place d'isolants ainsi qu'au passage des gaines (électricité, ventilation...).

Charpente industrialisée


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Matériaux Qualité Les fermes industrialisées sont le plus souvent fabriquées à partir des résineux que sont l’épicéa et le sapin. Leur faible épaisseur conduit à utiliser des bois présentant de bonnes caractéristiques mécaniques. Cachés, les bois n’offrent pas de contraintes visuelles. (Classement structure : C22 - Classement d’aspect : choix 2).

Humidité Mis en œuvre dans une ambiance non chauffée, les bois doivent avoir un taux d’humidité voisin de 18 % sans excéder 22 %.

Risques biologiques Abritées et ventilées, les fermes ne présentent pas d’autres risques biologiques que ceux liés aux insectes. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 2.

Différents types de fermes industrialisées Il existe plusieurs types de fermettes caractérisées par leur triangulation. Les critères intervenant dans le choix sont les suivants : • utilisation du comble, • portée, • débord de toiture, • pente de toit, • poids de la couverture, • poids des plafonds.

Fermes pour combles non aménageables La ferme en W représente le type le plus courant. La ferme en double W convient aux grandes portées et aux charges importantes. La ferme en M convient aux plafonds lourds et aux couvertures légères. La ferme en Éventail convient aux plafonds légers et aux couvertures lourdes.

Fermes en W


Ferme en double W

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Ferme en M

Ferme en éventail

Fermes pour combles aménageables La ferme à entrait porteur de plancher représente le système le plus économique pour la réalisation de combles habitables. La ferme de combles habitables en A est en appui sur un plancher qu’elle soumet à une légère traction. Elle nécessite des appuis bloqués.

Ferme à entrait porteur

Ferme en A

La ferme à la Mansart fonctionne comme un système composé d’éléments porteurs triangulés recevant une ferme en W. Les fermes boiteuses pour chiens-assis exercent une poussée horizontale sur le mur d’appui. Une poutre à plat sur l’entrait retroussée pour la reprise des poussées est généralement nécessaire.

Ferme à la Mansart


Ferme boiteuse

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Pré-dimensionnement Portée Les portées maximum des fermes légères triangulées sont de l'ordre de 20 m, mais les portées standard, pour lesquelles les fermes en W sont les plus utilisées, sont comprises entre 10 et 12 m. Portée 10 à 12 m 12 à 16 m 14 à 20 m

Type en W ou en M en double W en N

HAUTEUR : H = L / 6 à L/2

Schéma de proportionnement

Sections des barres Écartement des fermettes 60 cm Charges + Surcharges = 100 DaN/m2 Portée (en m)

Arbalétrier (en mm)

Entrait (en mm)

Diagonale (en mm)

8 à 10

36 x 100

36 x 100

36 x 80

10 à 12

36 x 125

36 x 100

36 x 100

12 à 14

36 x 150

36 x 125

36 x 100


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Assemblages Connecteurs métalliques à dents Ce sont des tôles d'acier épaisses de 1 à 2 mm dont une face est estampée en forme de pointes ou de crampons et qui sont enfoncées de force dans le bois à l'aide d'une presse. Les pointes sont estampées dans le sens de la plaque c’est-à-dire dans le sens où les contraintes sont en général les plus fortes. L'effort transmis rapporté à l'aire du connecteur est supérieur à celui des assemblages par clous usuels. La charge admissible des assemblages avec connecteurs à dents est voisine de 12 daN/cm2. Les industriels fabriquent des connecteurs aux dimensions standardisées pour lesquels ils indiquent les charges maximales admissibles.

Connecteur métallique

Antiflambement Les fermes industrialisées sont composées de pièces de faible épaisseur (36 mm). Les parties de ces fermes qui sont comprimées par le poids de la couverture et du plafond (arbalétriers, certaines diagonales) ont tendance à flamber (dans le sens de l'épaisseur la plus fine). Il est donc nécessaire de prévoir des dispositifs d’antiflambement. L’antiflambement est généralement réalisé par des pièces de bois filant sur plusieurs travées et inclinées à environ 45°. Ces pièces sont clouées (deux clous minimum) sous les arbalétriers ou le long des fiches. Elles partent du faîtage pour arriver le plus près possible des appuis de ferme. Sur un versant, toute travée entre fermes doit être traversée par au moins une pièce d’antiflambement.

Dispositif d’antiflambement d’arbalétriers

Sections minimales pour des emplois courants Entraxes des fermes Antiflambement sous arbalétrier

0,70 m maxi

0,70 à 0,90 m

0,90 à 1,10 m

25 x100 mm

36 x 96 mm

36 x 122 mm

Les autres dispositifs d’antiflambement sont les suivants : CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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• • • •

feuillards métalliques, panneaux de support de couverture (contre-plaqué CTB-X, particules CTB-H, OSB), voliges, entretoises.

Attention : Les liteaux seuls ne peuvent pas assurer le rôle d’antiflambement. Même si un pignon rigide assure le blocage des liteaux en translation, leur clouage en about est très peu résistant.

Contreventement Bien qu’assurés par des éléments de même nature, les dispositifs de contreventement répondent à des exigences très différentes liées à la poussée du vent sur les pignons. Le contreventement est le plus souvent assuré par des pièces de bois clouées (deux clous minimum) à plat sur la rive des diagonales composant les fermes. Ce treillis de diagonales de contreventement est complété par des lisses filantes disposées sur les entraits près des nœuds d’assemblage. Diagonales et lisses filantes de contreventement

Attention : • •

le système de contreventement ne peut généralement pas remplacer le dispositif d’antiflambement ; lorsque diagonales de contreventement, lisses filantes et pièces d’antiflambement doivent être fixées au même endroit, la priorité doit être donnée au dispositif d’antiflambement (désaxement des pièces secondaires).

Sections minimales pour des emplois courants :

Lisses filantes Contreventement sur diagonales

0,70 m maxi 25 x 60 mm

Entraxes des fermes 0,70 à 0,90 m 25 x 72 mm

0,90 à 1,10 m 36 x 72 mm

25 x 72 mm

25 x 72 mm

36 x 96 mm


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Appuis Les appuis doivent être disposés sous les nœuds d’assemblage de la ferme sinon l’entrait se déforme. Il est nécessaire d’introduire des pièces de renfort (jambettes, écoinçons, diagonales…) lorsque l’appui ne correspond pas à un nœud régulier de la ferme.

Renforts par écoinçon

Renfort par jambette

Renfort par diagonale complémentaire


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Fixation aux appuis Les fermes industrialisées sont extrêmement légères. Elles nécessitent des ancrages d’autant plus importants que les couvertures sont légères et que les poussées propres à la géométrie des pièces ne sont pas reprises par des entraits. Chaque fermette doit être ancrée au mur porteur. On utilise généralement des équerres clouées ou boulonnées sur la ferme et vissées ou tirefonnées sur une sablière (mur en bois) ou encore chevillées dans le béton (murs en maçonnerie). D’autres ancrages sont utilisables : • équerres à trous oblongs pour appuis glissants, • ferrure tors (90°), • étriers. Attention : La fixation des fermes directement par des clous lardés sur une sablière n’est pas suffisante, une ferme disposée contre un pignon doit y être ancrée.

Fixation par patte à sceller

Fixation par patte métallique

Fixation par équerre sur lisse


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Trémies Les accidents de toiture (cheminée, décrochements, lucarnes…) conduisent souvent à interrompre une ou plusieurs fermes. Cette amputation modifie la façon dont les forces s’exercent sur la charpente et le mur porteur. En conséquence, les pièces de la charpente voisines de l’accident doivent être renforcées.

Trémies de cheminée Les conduits de fumée de grandes sections obligent à l’interruption d’un entrait et d’un arbalétrier par un chevêtre. De plus, les conduits maçonnés dont le poids peut être compris entre 300 et 800 kg exercent des charges supplémentaires sur la charpente qui peuvent conduire à des renforts sur les entraits. On privilégiera l’emploi de conduits préfabriqués en double tôle isolée qui sont beaucoup plus légers. Attention : La réalisation de chevêtre doit respecter une garde au feu de 17 cm minimum entre l’intérieur du conduit et l’élément de structure bois le plus proche.

Trémie pour conduit de cheminée


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Chevêtre de fenêtre La réalisation d’une trémie pour une ouverture de toit (lucarnes, chien-assis, fenêtres de toit...), nécessite l’utilisation systématique de chevêtres. Lorsque ceux-ci reçoivent des charges importantes (appuis de fermes tronquées), les structures voisines doivent être renforcées (doublement des arbalétriers, poutre de renfort longitudinale…).

Trémie pour fenêtre de toit

Attention : Le seul renfort des arbalétriers voisins souvent ne suffit pas, il faut penser aux autres pièces de charpente.


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Rives et saillies Le long pan Toiture non saillante Les fermettes doivent généralement prendre appui au niveau d'un nœud d'assemblage. Les fermes standard sont étudiées pour prendre appui à leurs extrémités. Saillie de toiture par prolongement de l'entrait Dans le cas de saillies de toitures, il faut prévoir un écoinçon, une jambette ou une fiche supplémentaire. Il est conseillé de ne pas faire de saillies excédant 1/10ème de la portée de la ferme. On veillera également à évaluer les risques de soulèvement au vent. Les saillies de toiture par prolongement de l’entrait conduisent à un habillage horizontal de la sous-face du toit.

Débords par prolongement d'entrait

Saillie de toiture par prolongement de l'arbalétrier. On peut souvent prolonger l’arbalétrier sans précaution particulière jusqu’à 50 cm environ. Au-delà, ou dans des situations climatiques pénalisantes (vent, neige) le prolongement de l’arbalétrier devra être épaulé par un dispositif de reprise des charges. Les saillies de toiture par prolongement de l’arbalétrier conduisent à un habillage rampant de la sous-face du toit.

Débord à queue-de-vache


Débord avec retour d’auvent sur mur bois

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Le pignon Pour la réalisation de débord de toiture en mur pignon, l’absence de panne nécessite l’utilisation d’échelle de débordement. Cette échelle est faite de deux montants (faux arbalétriers) reliés par des entretoises dont une partie de la longueur est en porte-à-faux. L’échelle est fixée contre l’arbalétrier de la dernière ferme et sur le pignon.

Échelle de débordement


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Formes particulières Bien que très aisées à réaliser, les formes particulières devront être très soigneusement étudiées de façon à bien maîtriser toutes les composantes des poussées à reprendre au droit des ancrages et les intersections des différentes pièces. Attention : Toute livraison de charpente industrielle sur un chantier doit être accompagnée d’un plan de pose fourni par le fabricant et spécifique au bâtiment concerné. Ce plan doit mentionner précisément les contreventements et les dispositifs d’antiflambements.



DTU 31.2


DTU 31.3

Charpentes en bois assemblées par connecteurs métalliques ou goussets

DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88

FNIBB

La charpente industrialisée en bois.


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6 - 4 - CHARPENTES – CHEVRONS Principes Les charpentes-chevrons sont constituées de manière principale par des chevrons de grand élancement (45 mm x 220 mm par exemple) assemblés par clouage. Les assemblages sont réalisés directement sur des pannes faîtières et sablières ou entre chevrons et entraits par des goussets en contre-plaqué CTB.X ou en OSB. Ce type de structure économique, constitue une charpente légère relativement limitée dans sa portée (8 à 10 m pour un système double pente). Comme pour les fermettes, les charpentes-chevrons fonctionnent dans une logique de charges distribuées. Elles sont espacées généralement de 40 ou de 60 cm. Constructivement, les pièces de bois étant très élancées, une grande attention doit être portée aux problèmes de déversement, de flambement et de contreventement. Les charpentes-chevrons se prêtent bien à la mise en place d’une isolation thermique en forte épaisseur.

Charpentes-chevrons

Matériaux Qualité Les charpentes-chevrons sont le plus souvent fabriquées à partir des résineux suivants : épicéa, sapin, douglas, pin sylvestre. Leur faible épaisseur conduit à utiliser des bois présentant de bonnes caractéristiques mécaniques sans contraintes visuelles. (Classement structure : C22 - Classement d’aspect : choix 2).


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Humidité Mis en œuvre dans une ambiance non chauffée (cas des combles non aménagés), les bois doivent avoir un taux d’humidité voisin de 18 % sans excéder 22 %. Lorsque les chevrons constituent la structure d’une enveloppe d’un local chauffé (cas des combles aménagés), le taux d’humidité du bois doit être voisin de 15% sans dépasser 20%.

Risque Abritées et ventilées, les chevrons-fermes ne présentent pas d’autres risques biologiques que ceux liés aux insectes. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe de risque 2. On veillera à ne pas laisser les pièces exposées aux intempéries trop longtemps.

Différents types de charpentes-chevrons Il existe trois grandes familles de charpentes-chevrons. Les critères intervenant dans le choix sont les suivants : - Utilisation du comble, - Portée, - Débord de toiture, - Pente de toit, - Poids de la couverture, - Poids des plafonds.

Chevrons arbalétriers C’est le système le plus simple. Les chevrons sont habituellement fixés en tête contre une planche faîtière ou sur une panne faîtière, et, en pied, sur une sablière de mur ou une lisse fixée au-dessus des solives de plancher. Afin de reprendre la poussée inférieure des chevrons, ceux-ci sont engravés. Les chevrons sont habituellement placés en opposition l’un de l’autre. Ils peuvent cependant être décalés de leur propre épaisseur, au faîte, afin de faciliter leur fixation entre eux ou aux solives de plancher assemblées par recouvrement. Les chevrons arbalétriers forment un dispositif intéressant pour la conception de locaux avec rampants de toiture.

Chevrons sur pannes


Chevrons sans panne

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Chevrons formant ferme Lorsque la portée des chevrons est trop importante, on peut introduire des dispositifs de renfort dans la charpente comme des entraits retroussés, des murs de décharge ou des contre-fiches. Le système s’apparente alors à une charpente en fermettes. Afin de reprendre les charges de la toiture, les entraits retroussés doivent être situés entre le premier et le troisième tiers de la longueur des chevrons (généralement au milieu des chevrons) Les chevrons formant ferme sont le plus souvent en appui sur un plancher qu’ils soumettent à une légère traction. Ils nécessitent des appuis bloqués pour limiter la flexion des chevrons.

Chevrons avec entrait

Chevrons avec mur de décharge

Fermes Delta Ces fermes ont été développées pour répondre à la demande d’usage des combles. Elles consistent à assembler deux chevrons formant arbalétrier et une solive formant entrait. Compte tenu des contraintes de flexion importantes sur les chevrons, ceux-ci doivent avoir une hauteur conséquente. Ils sont souvent composés de profils en bois reconstitué.

Ferme Delta en bois massif


Ferme Delta avec profil en I

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Pré-dimentionnement Portée L’absence de triangulation secondaire ne permet pas aux charpentes-chevrons de grandes portées. Chevrons (double pente) non repris par des supports intermédiaires : portée = 8 à 9 mètres Chevrons (double pente) repris par des supports intermédiaires : portée = 10 à 12 mètres Les solives en bois massif formant entrait dans les systèmes de combles aménagés ne peuvent excéder 4,50 mètres de portée. Il est donc nécessaire de prévoir des appuis intermédiaires (poutres ou murs intérieurs) ou de prévoir des solives en bois lamellé-collé ou reconstitué.

Hauteur Afin de diminuer la flexion dans les chevrons, il est préférable de les placer avec une inclinaison au moins égale à 30° et pouvant aller jusqu’à 45 °. H= L/6 à L/2 Les toitures à faible pente (< 30°) doivent être réalisées par des chevrons en appuis sur des pannes ou des murs nains sur solives. Les charges sont alors reportées aux pannes ou aux solives de plancher.

Schéma de proportionnement


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Assemblages Clouage Les assemblages des chevrons entre eux ou contre une planche ou panne faîtière, ainsi que les assemblages d’entraits décalés sur les chevrons se font par clouage. L’assemblage des chevrons et des planches faîtières peut être réalisé par trois pointes (diamètre ≥ 3mm) enfoncées perpendiculairement (au moins 45 mm dans la seconde pièce) ou par quatre pointes disposées en biais. L’entrait retroussé est fixé à ses extrémités aux chevrons par 3 pointes d’au moins 80 mm.

Goussets en contre-plaqué CTBX Les assemblages des fermes delta ou des chevrons formant fermes avec entraits et chevrons dans un même plan sont couramment réalisés par des goussets cloués en contre-plaqué CTBX de 12 mm d'épaisseur. Pour reprendre le maximum d’efforts, le fil du bois doit être parallèle à l’entrait. La position et le nombre de clous sont déterminants dans la résistance de l'assemblage.

Gousset en contre-plaqué

Antiflambement Comme pour les fermes industrialisées, les chevrons de faible épaisseur ont tendance à flamber (dans le sens de l'épaisseur la plus fine). Il est donc nécessaire de prévoir des dispositifs d’antiflambement. L’antiflambement est généralement réalisé par des entretoises en bois placées entre les chevrons avec un écartement ne dépassant pas 40 fois l’épaisseur du chevron. Ces entretoises (section mini 27 x 150 mm) assurent en même temps un anti-déversement des chevrons. Les autres dispositifs d’antiflambement sont les suivants : • panneaux de support de couverture (contre-plaqués CTB-X, OSB, particules CTB-H), • voliges. Antiflambement par entretoises et planches sur entraits


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Attention : Lorsque le support de couverture assure l’antiflambement, il est nécessaire de prévoir des anti-déversements pour les chevrons à fort élancement (H ≥ 4 x e) ; Les entraits retroussés longs (L > 2,40 m) peuvent également flamber. On dispose au milieu des entraits, sur leurs faces supérieures, une planche continue clouée à plat (22 x 100 mm).

Contreventement Le contreventement peut être assuré par des feuillards métalliques disposés en croix de Saint André et cloués à plat sur les chevrons. L’utilisation de panneaux (contre-plaqué CTB-X, OSB, particules CTB-H…) est également courante.

Contreventement par feuillard métallique

Fixation aux appuis Ces structures extrêmement légères nécessiteront des ancrages d’autant plus importants que les couvertures seront légères et que les poussées propres à la géométrie des pièces ne seront pas reprises par des entraits. Chaque chevron doit être ancré au mur porteur ou au plancher. On utilise généralement des équerres clouées ou boulonnées sur les chevrons ou l’entrait (ferme delta), et vissées ou tirefonnées sur une sablière (cas des murs en bois) ou sur une lisse (cas des planchers). D’autres ancrages sont utilisables : • Ferrure tors (90 °), • Étriers, • Feuillards métalliques.


Fixations par équerre

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Trémies On se reportera au chapitre correspondant du thème “ fermes industrialisées ”.

Feu On se reportera au chapitre correspondant du thème “fermes industrialisées”.

Rives et saillies Le long pan Toiture non saillante Les chevrons sont tronqués au nu extérieur du mur. Un chevron de rive vient solidariser les chevrons courants et limiter leur déversement. Le chevron de rive assure également la fermeture du toit.

Toiture tronquée

Saillie de toiture sans caisson Dans le cas de saillies de toitures sans caisson, les chevrons sont laissés filants sur une longueur qui ne doit pas excéder 60 cm. Au-delà, ou dans des situations climatiques pénalisantes (vent, neige), le prolongement du chevron devra être épaulé par un dispositif de reprise des charges.

ou en dessous dissimulés).

(cas

des

chevrons

Un chevron de rive vient solidariser les chevrons courants et limiter leur déversement. Les saillies de toitures sans caisson conduisent à un habillage rampant de la sous-face du toit. Cet habillage peut être réalisé par des voliges ou des panneaux de contre-plaqué placés au-dessus des chevrons (cas des chevrons apparents)


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Débord sans caisson

Saillie de toiture avec caisson La sous-face de l’avant-toit peut être fermée par un caisson de toiture. Lorsque l’avant-toit est inférieur à 40 cm, on réalise l’habillage des sous-faces par des panneaux fixés sous le chevron de rive et sur une fourrure murale. Lorsque l’avant-toit dépasse 40 cm ou si le type d’habillage le nécessite (par exemple planches), on se sert de supports de clouage pour fixer le parement de sous-face. Ces supports de faible section (27 x 100 mm) sont cloués contre les chevrons en rive et contre une fourrure de répartition le long du mur.

Débord avec caisson sans support

Débord avec caisson et supports

Le pignon Pour la réalisation de débord de toiture en mur pignon, on utilise des échelles de débordement comme dans la charpente par fermes industrialisées.


161===========



DTU 31.2


DTU 31.3

Charpentes en bois assemblées par connecteurs métalliques ou goussets

DTU règles CB 71


DTU BF 88

Règles bois feu 88


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7 - REVETEMENTS MURAUX EXTERIEURS

7 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents revêtements extérieurs

Bardage en lames -

Facilité de pose Importance des joints dans l’expression du volume Bonne durabilité Prix compétitif Bardages en bardeaux

-

Expression architecturale de la texture des petits éléments Grande liberté de formes Temps de pose élevé Bonne durabilité Prix plus élevé. Bardages en panneaux

-

Forte expression architecturale du calepinage des joints Finition indispensable par lasure Prix plus élevé. Revêtements autres que bois

-

Degré de compatibilité avec le support Aspects non-bois utile dans certains contextes Expression architecturale différenciée (dépend des produits) Durabilité (dépend des produits) Faible entretien


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7 - 2 - LES BARDAGES EN LAMES Principes Les bardages en lames sont des revêtements extérieurs destinés à recouvrir des parois verticales ou proches de la verticale. Ils sont constitués par des planches brutes ou rabotées. Ces lames peuvent être à vive arête ou profilées afin de s’emboîter. Les bardages sont généralement fixés par clouage sur une ossature secondaire qui assure la ventilation. Ce type de revêtement est une solution sèche présentant une bonne compatibilité avec les techniques d’ossature en bois. Cette solution courante et économique nécessite une conception et une mise en œuvre soignées si l’on ne veut pas risquer des désordres. Avant la pose, il faut mettre en place un pare-pluie continu. Les bardages en bois permettent une grande variété d’expressions architecturales.

Bardage en lames

Matériaux Qualité Compte tenu de l’exposition des bardages en extérieur et donc des variations hygrométriques auxquelles ils sont soumis, on choisira des essences peu nerveuses et peu fendives. Les essences les plus couramment utilisées sont résineuses : douglas, sapin, épicéa, pin (sylvestre ou maritime), mélèze, red cedar. Deux choix d’aspect possible selon le type d’ouvrage : choix 1 principalement ou choix O.


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Quel que soit le choix, on veillera à ce que les lames ne présentent aucun nœud nonadhérent et que les poches de résine soient très limitées (ce qui peut poser des problèmes avec certaines essences et origines). Des essences feuillues sont également utilisées : châtaignier, chêne, robinier, et divers bois tropicaux. À noter : Les tasseaux formant l’ossature secondaire doivent avoir un classement mécanique minimum : C18.

Humidité Mis en œuvre à l’extérieur des bâtiments, les bardages connaissent des variations d’humidité importantes. Selon la saison, l’exposition et le type de finition, une lame peut avoir un taux d’humidité variant de 8-10% à 18-20%. Afin de limiter les déformations et les gerces des lames, l’humidité des lames de bardage doit être d’environ 15 % avec un maximum toléré de 18%.

Risques biologiques Les lames sont exposées aux risques d’attaque des champignons et accessoirement des insectes. Elles doivent répondre aux exigences de la classe de risque biologique 3. De ce fait, on doit utiliser des bois d’essences naturellement durables ou bien utiliser des bois traités. Cependant, l’expérience montre que ces risques d’attaque sont faibles et que des bardages non traités ont une excellente durabilité, s’ils sont choisis dans des essences suffisamment durables (douglas, mélèze, pin,...). Le bardage doit toutefois êtres ventilé, son profil et son mode de fixation doivent être bien réalisés pour éviter toute rétention d’eau. À noter : Les tasseaux formant l’ossature secondaire ne sont pas exposés aux intempéries et donc en classe de risque 2.

Types de lames Lames non usinées Il s’agit de planches séchées, brutes de sciages ou rabotées et posées horizontalement ou verticalement. Ce principe est traditionnel, mais l'étanchéité autour des précadres et dans les angles doit être bien réalisée.

Lames non usinées


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Lames usinées Il s’agit de lames rainées bouvetées ou feuillurées. C’est le bardage le plus utilisé en France. Les lames sont parfaitement tenues même en cas de variations dimensionnelles puisqu’un jeu est possible. De plus, les pointes peuvent être clouées pratiquement non apparentes si les lames ne sont pas trop larges.

Lames à rainures et languettes

Lames à feuillures

À noter : Les lames de bardage peuvent être aboutées (en quinconce). CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Dimensions des lames La largeur des lames est généralement comprise entre 90 et 150 mm. Elle ne doit pas excéder 7 fois l’épaisseur pour éviter tous risques de déformation. L’épaisseur varie entre 18 et 27 mm avec une épaisseur courante de 22 mm surtout dans le cas d’usinage rainé bouveté. Le choix de l'épaisseur dépend aussi de l'écartement des supports afin d'obtenir une flèche réduite (1/200). La longueur peut atteindre 5 m.

Fixation La fixation se fait exclusivement par pointes en acier inoxydable car les pointes en acier protégé (galvanisé, électro-zingué, bichromaté, etc.) provoquent toujours, à terme, des coulures noires (la couche de protection se fissure lors de la frappe au marteau manuel ou pneumatique). Ces pointes doivent être obligatoirement annelées ou crantées pour que leur tenue soit assurée dans le temps. Leur longueur doit être au minimum de 2.5 fois l’épaisseur du bardage (soit 55 mm minimum pour un bardage de 22 mm). Si la largeur des lames n’excède pas 120 mm, une seule rangée de pointes suffit à condition qu’il y ait un assemblage rainé bouveté ou feuilluré. Au-delà, on posera une deuxième rangée de pointes. Afin de limiter les risques de fentes pour les lames larges il est conseillé de ne pas trop écarter les rangées de clous et de les placer en limite de chant à une distance au moins égale à 1/4 de la largeur de la lame (par exemple pour une lame de 140 mm, la limite du chant = 35 mm) L’écartement des supports ne devra dépasser 25 fois l’épaisseur du bardage.

pas

Ex : Bardage 18 mm = écartement 55 cm sans excéder 65 cm. La jonction d’extrémité des lames rainées bouvetées en bout ou la jonction de deux lames doit se faire obligatoirement sur un liteau. Attention : Pour des raisons esthétiques, on veillera à toujours parfaitement aligner et fixer à écartements réguliers les clous visibles. Clouage

Tasseaux Les tasseaux formant l’ossature secondaire peuvent être en bois massif ou en contreplaqué. Ils sont fixés mécaniquement sur les murs à ossature bois au droit des montants ou sur des chevrons (cas d’une isolation extérieure). Un pare-pluie est interposé entre le liteau et le panneau de murs. Afin d’offrir une surface de clouage suffisante, leur largeur doit être au minimum de 35 mm. L’épaisseur varie selon l’espacement des points de fixation sans pouvoir être inférieure à 15 mm.


Espacement maxi des fixations 30 cm

Section minimum 15 x 35 mm

40 cm

22 X 35 mm

65 cm

27 x 35 mm

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Types de pose Pose verticale à recouvrement C’est la technique la plus traditionnelle. Elle permet un bon écoulement de l’eau de pluie et elle est très durable. Elle consiste à clouer des lames légèrement écartées sur des tasseaux planches ou des lattes viennent se superposer pour former couvre-joint. l’écoulement de l’eau, les lames sont découpées en sifflet pour former basse et doivent être protégées en tête. On peut également poser recouvrement les unes des autres (pose à clin).

Planches décalées

Planches et couvre-joints sans feuillure

horizontaux. Des Afin de favoriser larmier en partie les planches en

Planches et couvre-joints avec feuillures

Pose verticale à embrèvement Cette solution est assimilable dans sa pose à la précédente. Pour les lames de faible largeur (<100 mm) la pose d’un seul clou latéral est suffisante et permet la réalisation d’un bardage sans clou apparent.

Rainures et languettes

Pose horizontale à recouvrement Autre technique traditionnelle, la pose à clin est simple à mettre en œuvre même sur des grandes longueurs. Elle est cependant plus salissante que la pose verticale (les coulures de l’eau sont perpendiculaires au sens des fibres). Elle consiste à disposer les lames horizontalement, chaque lame venant recouvrir partiellement la précédente. Le recouvrement est au minimum de 10 mm et au moins égal à 10% de la largeur. Lames horizontales à recouvrement


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À noter : La pose à clin peut être effectuée sans lame d’air sur parement brut continu de mur à ossature bois. Les clins sont alors fixés dans les montants d’ossature à travers le pare-pluie et le panneau de parement.

Pose horizontale à embrèvement Cette pose est assimilable à la précédente. On veillera à ce que la languette des lames à embrèvement soit toujours posée en partie supérieure.

Lames horizontales à rainures et languettes

Lames horizontales à feuillures

Pose inclinée Par différence avec les poses verticales et horizontales, la pose inclinée ne favorise pas la dispersion des eaux. Elle entraîne des risques importants de rétention d’eau en partie basse des lames inclinées qu’il est nécessaire de prévoir notamment par un dispositif de drainage. Attention :

L’inclinaison des lames peut entraîner des illusions d’optique pouvant faire paraître courbes des éléments droits (par exemple des poteaux). Lames à pose inclinée

Pose cintrée Le bardage à lame permet d’épouser sans difficulté des formes courbes. Le rayon de cintrage dépend de l’épaisseur et du profil.


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Ventilation Afin d’assurer un bon comportement du bois dans le temps, une lame d’air est réalisée par des tasseaux fixés verticalement ou horizontalement. L’épaisseur de la lame d’air est généralement comprise entre 15 et 30 mm. Pour être suffisante, la ventilation doit se faire par des orifices ayant au moins une largeur de 1 cm. Les entrées et les sorties doivent avoir une section minimum de 50 cm2/m. et être munies de dispositifs anti-rongeurs et anti-insectes (profilés spéciaux, grillage…) Le lattage vertical (lames horizontales) permet une bonne ventilation. En cas de lattage horizontal (lames verticales), il faut prévoir une discontinuité des lattes tous les 2,50 à 3 m avec une mise en quinconce des espaces afin de favoriser la circulation de l’air et l’écoulement des eaux accidentel.

Lattage vertical

Lattage horizontal

Pare-pluie Afin d’éviter les pénétrations accidentelles d’eau dans les murs à cavité ouverte, un parepluie est nécessaire. Imperméable à l’eau, il doit avoir une perméance à la vapeur d’eau suffisante pour éviter tout risque de condensation (mini = 0,5 g/m2.h.mmHg). Les principaux pare-pluie utilisés sont : - les feutres bitumés, - les panneaux de fibres de bois bitumés, - les films polyéthylène ou polyester non tissés. Le pare-pluie doit être posé avec des recouvrements horizontaux minimum de 10 cm (5 cm pour les recouvrements verticaux). On veillera en particulier à ce que le pare-pluie recouvre bien les dispositifs de fractionnement du bardage (solin métallique par exemple) et ne soit pas déchiré.


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Arrêt au sol Afin d’éviter les risques dus au rejaillissement des eaux de pluies et à la présence de neige, le bardage doit se trouver à au moins 20 cm du sol fini. Par ailleurs le bardage doit assurer le rejet des eaux de ruissellement au-delà de la lisse basse du mur. Un recouvrement recommandé.

de

30

mm

est

Afin d’éviter toute remontée capillaire en pied de bardage (surtout pour les lames verticales) on pourra finir les lames par une coupe en sifflet qui formera goutte d’eau.

Arrêt au sol

Jonctions entre bardages Les jonctions entre bardages, bois ou des bardages avec d'autres revêtements doivent être étudiées soigneusement afin : • d’éviter les pénétrations ou stagnations d’eau, • de préserver des dispositifs de ventilation, • de gérer la position du joint dans le calepinage de la façade. Deux grand principes sont mis en œuvre à partir desquels on peut décliner des solutions particulières :

Bardage dans le même plan Pour les jonctions horizontales, on fait appel : • à des bavettes métalliques protégées contre la corrosion ou en aluminium et formant larmier, • à un profilage de l'extrémité des lames (feuillures, sifflets). Pour les jonctions verticales, on peut utiliser : • un couvre-joint • un joint creux avec un profilé métallique formant canal d'écoulement des eaux. Jonction avec bavette


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Bardage dans des plans décalés Cette technique est surtout utilisée pour la réalisation de joints horizontaux. Elle consiste à décaler les lames du niveau supérieur afin de recouvrir le revêtement du niveau inférieur.

Jonction avec recouvrement

Baies Les menuiseries doivent être protégées en partie supérieure par un dispositif qui assure le rejet des eaux de ruissellement en avant de la façade. Selon la géométrie de l’ouvrage, deux solutions sont couramment utilisées : • bardage formant larmier, • solin métallique sur précadre bois. Latéralement le bardage peut être protégé par des planches cornières ou embrevées. Dans ce dernier cas, il faudra prévoir un précadre feuilluré.

Finition par bavettes


Finition par pièces en bois

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Angles La finition des angles dépend : - du type de lame, - du mode de pose, - de l’esthétique recherchée. En général, le raccordement aux angles des lames verticales se fait par recouvrement en tenant compte du sens dominant des vents. Le recouvrement des lames horizontales se fait le plus fréquemment par utilisation d’une planche d’une section au moins égale à 18 x 38 mm. En aucun cas le bois ne devra présenter des fibres debout exposées à la pluie. D’autres solutions sont également envisageables comme le raccordement des lames par coupe d’onglet (solution très délicate à mettre en œuvre et demandant un travail soigné de coupe et de verticalité des ouvrages) ou l’utilisation de profils en bois ou métal protégé contre la corrosion (acier laqué…) ou durable (aluminium laqué…).

Angles saillants

Angles rentrants


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Feu Les lames en bois dont l'épaisseur excède 18 mm sont considérées comme moyennent inflammables (M3). En dessous de cette épaisseur, les lames deviennent facilement inflammables (M4). L'usage des bardages en bois massif est donc réservé aux immeubles présentant des risques au feu limités (1ère et 2ème famille). Afin d'éviter l'effet de cheminée, il est nécessaire de recouper la lame d'air ventilée par une barrière incombustible tous les deux niveaux au minimum (profilé métallique ou lisse en bois).

Profilé métallique coupe-feu

Profilé en bois coupe-feu

Préservation / finitions Les bois exposés aux intempéries, même traités en autoclave aux sels ou durables naturellement, auront un vieillissement d'aspect s'ils ne reçoivent aucune finition. Cela se traduira par : • une décoloration, le bois prenant à terme une teinte gris argenté ou noire, • l'apparition de gerces surtout sur les parties exposées au soleil et à la pluie, • l'érosion progressive de la surface qui prend un aspect "sablé", les veines tendres (bois de printemps) s'usant plus vite que les veines dures (bois d'été). Si l'on veut éviter tout changement d'aspect, il faut appliquer sur le bois en extérieur des peintures ou des lasures en vérifiant au préalable l'expérience des fabricants et leurs références.

Bois non traité Les bois non traités vont subir les effets décrits précédemment avec des nuances qui dépendent des conditions d'exposition et des essences, mais qui, en général, tendent toutes vers le gris ou le noir. Cet aspect esthétique qui n'affecte en rien la durabilité des bois peut poser des problèmes d'intégration dans certains sites et des problèmes d'image de marque. A noter : Les bois bruts de sciage se comportent mieux dans le temps que les bois rabotés.


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Bardage en red cédar non traité

Bois traités en autoclave aux sels (CCA, CCB) Le traitement en autoclave donne au bardage une couleur verdâtre (pin) ou brune (douglas) et ralentit son grisaillement dans le temps mais ne l'empêche pas sur le long terme. Attention : Les lames traitées en autoclave ont un taux d'humidité élevé après traitement et sont donc susceptibles d'un fort retrait. Il est indispensable d'utiliser des bois ayant retrouvé un taux d'humidité de 15% environ. Cette précaution permet également d'éviter les coulures verdâtres pouvant résulter d'une exsudation des produits après traitement.

Bardage en pin autoclavé aux CCA

Bois rétifiés La rétification donne aux lames une couleur brune. Elle limite les reprises d'humidité et donc les attaques de champignons pour les essences sensibles (sapin, épicéa), leur confèrent une meilleure durabilité, mais ne ralentit pas le grisaillement.

Lasures Elles peuvent être plus ou moins filmogènes, ce qui donne un aspect plus ou moins satiné, les plus filmogènes se rapprochant des vernis, ceux-ci étant à proscrire en finition extérieure. En effet, une lasure s'entretient facilement sans décapage avant une nouvelle couche car sa


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composition permet une usure lente et régulière par farinage sans écaillage du film, ce qui n'est pas le cas des vernis. Compte tenu des contraintes architecturales, on essaiera de choisir une lasure pigmentée, mais ni incolore, ni trop foncée car dans le premier cas, la protection contre les rayons ultra violets n'est pas bonne et dans l'autre cas, en cas d'exposition au soleil, un échauffement plus important du bois se produit et donc une plus forte dessiccation entraînant plus de déformations.

Peintures Elles doivent avoir une perméance suffisante pour laisser respirer le bois. Les peintures micro poreuses en phase aqueuse sont celles qui offrent la meilleure durée de vie. Certaines lames peintes offrent une garantie de finition de10 ans, quand la peinture est appliquée en usine de manière industrielle.

Dégriseurs Ce sont des produits permettant de nettoyer le bois même après 15 ou 20 ans et qui redonnent au bardage exactement sa couleur d’origine.

Nettoyage d'une façade avec un dégriseur

Autres produits Bardages en bois reconstitué Il s’agit de lames qui ressemblent à des lames de bois massif : • profilés en fibres de bois collées haute densité, (type Canexel ou Masonite), revêtus d’une finition opaque appliquée en usine d’une durée de vie garantie plus de 10 ans sans entretien, • profilés en particules agglomérées par résine synthétique (type Werzalit) avec également une finition laquée opaque appliquée en usine avec une durée de vie également très longue sans entretien. Elles sont posées comme des bardages en bois massif, sur liteaux et pare-pluie.

Bardage en bois reconstitué (Canexel)


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Bardage en bois lamellé-collé La technique du lamellé-collé permet de fabriquer des bardages en bois de plus forte épaisseur (jusqu’à 30 mm.) et de plus grande largeur (jusqu’à 30 cm.) que les lames en bois massif. Les conditions de pose et d'entretien sont identiques à celles des lames massives.

Bardage en douglas lamellé-collé



DTU 41-2

Revêtements extérieurs en bois

Cahiers 124 et 128 du CTBA Détails Bois n°2 du CNDB


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7 - 3 - LES BARDAGES EN BARDEAUX Principes Les bardages en bardeaux sont des revêtements extérieurs destinés à recouvrir des surfaces verticales (murs) ou inclinées (toiture). Ils sont constitués par des planches de faible longueur fendues ou sciées. Les bardeaux sont généralement fixés par clouage sur une ossature secondaire qui assure la ventilation. Avant la pose des bardeaux, il faut mettre en place un pare-pluie continu. Ce type de revêtement est une solution sèche présentant une bonne compatibilité avec les techniques d’ossature en bois mais relativement longue à mettre en œuvre. Les bardeaux en bois s’adaptent à des volumétries complexes. La richesse de leurs combinaisons et de leurs textures permet une grande variété d’expressions architecturales.

Bardeaux

Matériaux Qualité Les essences les plus couramment utilisées sont les suivantes : châtaignier, mélèze et plus rarement épicéa et chêne pour les essences locales, red cedar, white cedar, séquoia pour les essences importées. Deux choix d’aspect sont possibles selon le type d’ouvrage : • pour les résineux : choix 1 principalement ou choix O, • pour les feuillus : choix QF 2


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Humidité Mis en œuvre à l’extérieur des bâtiments, les bardeaux connaissent des variations d’humidité importantes. Afin de limiter les déformations et les gerces des lames, l’humidité des bardeaux doit être de 15% avec un maximum toléré de 18%.

Risques biologiques Les bardeaux sont exposés aux risques d’attaques des champignons et accessoirement des insectes. Ils doivent répondre aux exigences de la classe de risque 3. Cependant, l’expérience montre que ces risques d’attaque sont faibles et que des bardeaux réalisés dans des essences réputées peu durables comme l’épicéa non traité ont une bonne durabilité s’ils sont correctement ventilés.

Types de bardeaux Bardeaux sciés Les bardeaux sciés industriellement sont la solution la plus économique. Ils permettent un bon calibrage de l’épaisseur et de la surface. Le sectionnement des fibres lors du sciage les rend moins pérennes que les bardeaux fendus.

Bardeaux fendus Les bardeaux fendus présentent une épaisseur et un état de surface souvent irrégulier car la fente du bois est liée aux fibres du bois. Ce sont des produits à fibres continues qui possèdent une grande longévité dans le temps.

Bardeaux sciés


Bardeaux fendus

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Formes et extrémités Si le bardeau courant a une extrémité exposée droite, il existe également de nombreuses découpes (arrondi, en diamant, octogonal…) utilisées pour créer des effets variés sur les murs.

Formes des extrémités

Dimensions des bardeaux La largeur des bardeaux est généralement comprise entre 60 et 300 mm. L’épaisseur est plus fine à l’extrémité destinée à être recouverte et plus épaisse à l’extrémité exposée. L’épaisseur varie entre 3 et 15 mm. L’épaisseur moyenne mesurée au milieu de la longueur des bardeaux doit être au moins égale à 5 mm. La longueur est comprise entre 20 et 60 cm.

Fixations La fixation s'effectue le plus souvent par deux pointes en acier inoxydable enfoncées à 25 mm au-dessus de la ligne de pureau et à 20 mm de chaque bord. Pour les bardeaux de largeur supérieure à 200 mm, on place une troisième pointe entre les deux autres. Clouage

Tasseaux La pose des bardeaux s'effectue généralement sur support discontinu. Les tasseaux formant l’ossature secondaire peuvent être en bois massif ou en contreplaqué.Ils sont fixés mécaniquement sur les panneaux de contreventement des murs à ossature légère ou sur des chevrons (cas d’une isolation extérieure). Afin d’offrir une surface de clouage suffisante, leur largeur doit être au minimum de 35 mm. L’épaisseur varie CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

selon l’espacement des points de fixation sans pouvoir être inférieur à 15 mm. Espacement maxi des fixations

Section minimum

30 cm

15 x 35 mm

40 cm

22 X 35 mm

65 cm

27 x 35 mm

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Types de pose Pose à simple recouvrement C’est la technique la plus courante. À l’exception du premier rang qui est souvent posé à double recouvrement, les bardeaux sont disposés en simple épaisseur sur chaque rang. Il faut donc prévoir un recouvrement suffisant des bardeaux pour assurer l'étanchéité. Le pureau, c’est-à-dire la partie exposée, ne doit jamais être supérieur à la moitié de la longueur des bardeaux moins 10 mm. Exemple : bardeau de 400 mm = pureau maxi de 190 mm. Bardeaux posés à simple recouvrement

Pose à double recouvrement Dans la pose à double recouvrement, les bardeaux sont disposés en deux couches par rang ce qui permet d'obtenir une ligne d'ombre profonde. Le rang du dessous peut être de qualité inférieure. Les joints du rang de surface doivent être décalés d'au moins 40 mm des joints des rangs du dessous. Le bout du bardeau exposé déborde d'environ 15 mm sur le bout du bardeau en dessous. Dans le cas de la méthode à double recouvrement, il est possible d'avoir un pureau plus grand. Celui-ci ne devrait cependant pas être inférieur au 3/4 de la longueur du bardeau. Bardeaux posés à double recouvrement

Attention : Quelle que soit la pose, les rangs de bardeaux doivent être ajustés pour s'aligner sur les parties hautes et basses des ouvertures et d'une manière générale sur toutes les bandes horizontales.

Ventilation La ventilation est assurée par l'espacement des liteaux de fixation. Cependant la pose directe sur panneaux dérivés du bois est admise compte tenu de la faible épaisseur des bardeaux et de la présence de nombreux espaces vides liés à la pose. Attention : La pose sur support continu doit être réservée à des bardeaux dont l'essence ou le traitement assurent une bonne durabilité.


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Pare-pluie Voir bardages en lames

Arrêts au sol Voir bardages en lames

Jonctions entre bardages Voir bardages en lames

Baies Voir bardages en lames

Angles La finition des angles se fait de deux manières principales : • par planches ou tasseau cornier, • par recouvrement croisé.

Angles

À noter : Il existe des angles de finition préfabriqués en métal notamment utilisé pour les panneaux industrialisés de bardeaux.

Feu Les bardeaux en bois du fait de leur faible épaisseur sont facilement inflammables et donc classés M4.


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Préservation / finitions Les bardeaux de premier choix peuvent être laissés bruts et grisent dans le temps.

Autres produits Bardeaux en panneaux Afin de faciliter la pose, on trouve sur le marché des panneaux préfabriqués de bardeaux comprenant un ou deux rangs fixés sur des liteaux ou un panneau de contre-plaqué. D'une longueur voisine de 2,50 m et d'une largeur comprise entre 24 cm (1 rang) et 40 cm (2 rangs), ces panneaux, sont aussi rapides voire plus rapides (pour les panneaux larges) à mettre en œuvre que les lames.



DTU 41-2


Cahiers 124 et 128 du CTBA


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7 - 4 - LES BARDAGES EN PANNEAUX Principes Les bardages en panneaux sont des revêtements extérieurs destinés à recouvrir les parois verticales. Ils assurent une fonction d’enveloppe et ne participent pas au comportement structurel de l’ouvrage (contreventement). Ils sont constitués par des panneaux dérivés du bois ou reconstitués à base de bois. Les panneaux sont généralement fixés par vissage ou clouage sur une ossature secondaire qui permet la ventilation. Comme les lames et les bardeaux, ce type de revêtement est une solution sèche présentant une bonne compatibilité avec les techniques d’ossature en bois. Cette solution nécessite un choix correct de produits ainsi qu’une conception et une mise en œuvre soignées si l’on ne veut pas risquer de désordres. Les bardages en panneaux obligent à un travail de calepinage soigné qui donne aux façades une expression particulière.

Panneaux de bardage

Matériaux Qualité Les panneaux en contre-plaqué utilisés en bardage doivent être de qualité CTB-X, et ,de plus, bénéficier d'une garantie du fabricant pour usage en bardage extérieur. Ils sont obligatoirement revêtus d'une finition (peinture, lasure ou vernis) sauf si l'essence du bois en autorise l'absence. Ainsi les panneaux en okoumé ou en sapelli nécessitent une finition alors que les panneaux en ipé en sont dispensés. Les panneaux en bois tropicaux ou en feuillus indigènes doivent avoir une face de classe 2. Les panneaux en bois résineux doivent avoir une face de classe 1. De plus, le premier pli sous la face ne doit comporter ni joint monté ou écarté, ni fente ouverte d’une largeur supérieure à 5 mm, ni nœud sauté d’un diamètre supérieur à 10 mm.


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Risques biologiques Les panneaux sont essentiellement exposés aux risques d’attaque des champignons et accessoirement des insectes. Ils doivent répondre aux exigences de la classe de risque 3. La définition de cette classe correspond à la situation dans laquelle le panneau n’est ni abrité, ni en contact avec le sol, mais soumis à des humidifications fréquentes. Cette situation ne doit pas donner lieu à une accumulation significative d’humidité (piège à eau) qui relève alors de la classe de risque 4. Attention : Le risque de bleuissement est à envisager comme risque complémentaire pour les panneaux en essences sensibles (résineux) si l’aspect est considéré comme important. À noter : Les tasseaux formant l’ossature secondaire ne sont pas exposés aux intempéries et donc en classe de risque 2.

Types de panneaux Profil des chants Le panneau avec chants droits est la solution la plus courante. Il s’adapte à tous les types de pose. On trouve également sur le marché des panneaux dont les chants sont profilés (rainure et languette, feuillure à mi-bois) afin de faciliter les recouvrements entre panneaux lors de la pose.

Chant droit

Panneaux rainurés pleine face Dans un souci décoratif (marquage réparti des joints…), il est possible d’utiliser des panneaux rainurés en pleine face. Bien que certains panneaux rainurés bénéficient d’un label “extérieur” CTBX, il est déconseillé de les utiliser pour des parements exposés directement à la pluie. Les rainures apparaissent en effet comme des pièges à eau et favorisent la délamination dans le temps des panneaux. Attention : Ces panneaux doivent être impérativement posés avec les rainures verticales.


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Dimensions des panneaux Les panneaux de contre-plaqué doivent être composés de 5 plis au minimum et avoir une épaisseur minimale de 10 mm. Les dimensions dépendent des fabricants : • Épaisseur : 10,12,15,18, 22 mm • Largeur x Longueur : 50 x 250 cm, 122 x 250 cm, 153 x 310 cm,….

Fixations Les fixations des panneaux peuvent être apparentes ou non. Elles doivent être telles qu’elles ne permettent pas l’arrachage des panneaux. On utilise obligatoirement des vis ou des pointes annelées en acier inoxydable. Les fixations doivent pénétrer d’au moins 25 mm dans les supports et sont disposées tous les 30 cm au maximum, à une distance minimale des bords des panneaux de 10 mm.

Tasseaux Les tasseaux formant l’ossature secondaire peuvent être en bois massif ou en contreplaqué. Ils sont fixés mécaniquement sur les panneaux de contreventement des murs à ossature légère ou sur des chevrons (cas d’une isolation extérieure). Afin d’offrir une surface de clouage suffisante, leur largeur doit être au minimum de 35 mm. L’épaisseur varie selon l’espacement des points de fixation sans pouvoir être inférieure à 15 mm. Les tasseaux sont disposés de préférence verticalement et leur entraxe ne doit pas excéder 50 fois l’épaisseur du panneau et rester inférieur à 75 cm.

Ecartement maximum

Section minimum

30 cm

15 x 35 mm

40 cm

22 X 35 mm

65 cm

27 x 35 mm

Les fixations des tasseaux sur leur support se font par des pointes annelées ou torsadées en acier inoxydable ou en acier protégé par une galvanisation à chaud. On peut également utiliser des agrafes ou des vis selon les supports. Les fixations des tasseaux doivent pénétrer d’au moins 30 mm dans l’ossature.

Types de pose Pose dans le même plan Généralement posés verticalement, les panneaux peuvent être d'une hauteur d'étage ou de dimensions modulaires. Le recouvrement horizontal se fait par embrèvement ou bavette. Le fil du bois doit être perpendiculaire aux appuis.


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Pose à recouvrement C’est une technique dérivée de la pose traditionnelle dite à clin. Les panneaux sont généralement découpés en bandes d’une largeur de 40 à 60 cm et posés horizontalement en recouvrement. La pose à recouvrement permet un bon écoulement de l’eau de pluie et est très durable. Elle consiste à clouer des lames légèrement écartées sur des tasseaux horizontaux. Des planches ou des lattes viennent se superposer pour former couvre-joint. Afin de favoriser l’écoulement de l’eau, les lames sont découpées en sifflet pour former larmier en partie basse et doivent être protégées en tête. On peut également poser les planches en recouvrement les unes des autres (pose à clin). Des tasseaux biseautés doivent être prévus derrières chaque joint vertical et dans les angles.

Panneaux posés à clin

Bardage posé à recouvrement (panneaux de lamibois)

Ventilation Les panneaux de bardage doivent être désolidarisés de la paroi par une lame d’air ventilée d’une épaisseur minimale de 10 mm. La section des espaces assurant cette ventilation doit être supérieure à 10 cm2 par mètre linéaire horizontal. Si des tasseaux horizontaux sont nécessaires, ils doivent être interrompus et disposés de façon à ne pas entraver la circulation de l’air et l’écoulement des eaux pouvant s’introduire accidentellement derrière les panneaux.


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Pare-pluie L’utilisation de panneaux de bardage assure une enveloppe largement continue qui dispense de l’utilisation d’un pare-pluie. Cependant la mise en place d’un pare-pluie est nécessaire dans deux cas de figure : • murs à cavité ouverte, • bardage dont les joints verticaux des panneaux ne sont pas garnis. A noter : Bien que non nécessaire, un pare-pluie est généralement posé pour la protection des murs pendant le chantier alors que les panneaux extérieurs ne sont pas posés.

Arrêt au sol Afin d’éviter les risques dus au rejaillissement des eaux de pluie et à la présence de neige, les panneaux de bardage doivent se trouver à au moins 20 cm du sol fini. Le chant inférieur du panneau doit former larmier. De plus, il doit être protégé en atelier contre les reprises d’humidité. Pour le contre-plaqué, il est conseillé de biseauter le chant et puis d’appliquer une résine type résorcine, par exemple. La protection du chant doit être vérifiée sur chantier avant application des finitions.

Arrêt au sol

Attention : Dans le cas où le bardage s'arrête sur un mur plus épais, en maçonnerie par exemple, il est indispensable de mettre en place une bavette pour raccorder les deux matériaux, par recouvrement, en évitant les infiltrations.

Arrêt sur maçonnerie


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Jonctions entre panneaux Les jonctions entre panneaux doivent être étudiées soigneusement afin : • d’éviter les pénétrations ou stagnations d’eau, • de préserver les dispositifs de ventilation, • de gérer la position des joints dans le calepinage de la façade. Compte tenu des variations hygrométriques des panneaux, les joints entre deux panneaux (ou éléments de panneaux) ne peuvent être traités par un revêtement continu adhérent.

Joints horizontaux Selon le mode de pose, deux techniques de réalisation des joints horizontaux sont envisageables : Pose à recouvrement. Le raccordement peut être exécuté par recouvrement du panneau de bardage supérieur par le panneau inférieur sur une hauteur de 3 cm pour former un larmier. L’espace entre les deux parements sera au minimum de 1 cm. Il pourra toutefois être inexistant dans la mesure où les surfaces en contact sont préalablement traitées avec un produit étanche.

Jonction avec recouvrement

Pose dans un même plan. Le raccordement peut être exécuté par la mise en place d’une bavette horizontale (métallique ou plastique, etc.) formant un larmier. Il ne doit pas y avoir de contact continu entre le panneau supérieur et la bavette.

Jonction avec bavette

Dans les deux cas, le chant inférieur du panneau supérieur doit être particulièrement protégé. L’utilisation des baguettes métalliques ou plastiques en forme de U est interdite car elle engendre des risques de rétention d’eau.


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Jonction par embrèvement

Jonction avec larmier

Joints verticaux Un jeu doit être prévu entre chaque panneau, afin de permettre la libre dilatation. Les joints verticaux doivent se faire systématiquement sur un support de fixation. Joints creux Les joints verticaux peuvent être creux et ne pas être garnis. Le support doit alors être protégé par une bande de protection dont la largeur correspond à celle du joint augmentée de 30 mm. Les chants des panneaux doivent être préalablement préparés en atelier pour empêcher les reprises d’humidité avec un produit approprié.

Joint creux

Joints garnis ou protégés par un couvre-joint Si un calfeutrement des joints est envisagé, leur largeur est comprise entre 5 mm et 8 mm. Le joint peut aussi être fermé par un couvre-joint en bois, en acier protégé ou en aluminium.

Couvre-joint CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Baies Les menuiseries doivent être protégées en partie supérieure par un dispositif qui assure le rejet des eaux de ruissellement en avant de la façade. Selon la géométrie de l’ouvrage, deux solutions sont couramment utilisées : • bardage formant larmier, • solin métallique sur précadre bois. Latéralement le bardage peut être protégé par des planches cornières ou embrevées. Dans ce dernier cas, il faudra prévoir un précadre feuilluré.

Angles La finition des angles dépend : - du mode de pose, - de l’esthétique recherchée. En général, le raccordement aux angles des panneaux se fait par recouvrement en tenant compte du sens dominant des vents. Afin d’éviter toute reprise d’humidité en rive, il est conseillé d’utiliser des profils de finition en bois ou métal protégé contre la corrosion (acier laqué…) ou durable (aluminium laqué…)

Profil cornier

Couvre-joint cornier

Feu Voir chapitre feu des bardages en lames


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Préservation / finition La protection des panneaux après pose est nécessaire. Elle est assurée par une peinture, une lasure ou un vernis pour extérieur. Afin d’assurer une bonne durabilité de la finition, on veillera à respecter les conditions suivantes : - l’humidité des panneaux ne doit pas dépasser 12 % + ou – 2 %, - la première couche du revêtement doit être appliquée en atelier sur les deux faces et quatre chants, - un délai de séchage soit être observé avant la pose, - les chants des découpes effectuées sur chantier doivent également recevoir une protection identique à celle appliquée en atelier, - dans le cas des panneaux destinés à être posés à joints creux, l’étanchéité des chants doit être assurée en atelier. Attention : Certains panneaux en contre-plaqué CTBX ont un pH alcalin qui peut éventuellement occasionner des réactions au contact de certaines finitions adhérentes. Voir fiches techniques des fabricants de contre-plaqué à ce sujet.

Autres produits Panneaux bois-ciment Ce sont des matériaux en plaque, fabriqués sous pression à partir de particules de bois liées par des ciments portland. Fortement compressés, de couleur gris beige ils présentent des surfaces lisses et dures. La minéralisation des copeaux de bois offre à ces panneaux un bon comportement au feu (M1), à l’humidité, aux insectes et aux chocs. Ils sont généralement fabriqués à chants droits. Epaisseurs :

8, 10, 12, 16, 22, 25, 28, 32, 40

Dimensions :

305 x 125 , 260 x 125 , 120 x 60 , 60 x 60

Panneaux et lames bois-ciment (Viroc )


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Panneaux bois-résines de synthèse Panneau plan à base de résines thermodurcissables renforcées de fibres de cellulose fabriquées sous haute pression à haute température. Sa surface décorative est à base de papier imprégné de résine. Pas de traitement spécial des chants. classement M1 Epaisseurs :

6, 8, 10, 13, 16, 20

Dimensions :

153 x 305 , 255 x 186

Panneaux bois-résine de synthèse (Trespa)

Panneaux (Prodéma) CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Panneaux en fibres de bois Fibres de bois pressées à chaud, ces panneaux 50 % plus denses que le bois massif résistent aux gerces et aux fentes. Les chants sont à embrèvement. Il existe différentes textures et couleurs, rainure verticale, et de nombreux accessoires de finition. Epaisseurs :

11 et 12,5

Dimensions :

122 x 244 cm



DTU 41-2


Cahiers 124 et 128 du CTBA


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7 - 5 - MATERIAUX DE REVETEMENTS AUTRES QUE LE BOIS Enduits hydrauliques

Principes Cette solution de revêtement consiste à utiliser un enduit de mortier aux liants hydrauliques, renforcé par une armature en acier galvanisé. L’enduit peut être appliqué directement sans lame d’air sur le mur support. La perméance des enduits aux mortiers de liants hydrauliques est en effet suffisante pour permettre les échanges hygrométriques de la paroi. C’est une solution très commune aux États-Unis. En France, l’enduit est le plus souvent désolidarisé de la paroi par une lame d’air ventilée dont l’épaisseur doit être en tous points supérieure à 1 cm. Il existe également une solution consistant à appliquer l’enduit sur un matériau en fibragglo.

Support Le support de l’enduit est réalisé d’une part par des tasseaux en bois et d’autre part par une armature.

Tasseaux Les tasseaux en bois d’une section voisine de 30 x 40 mm sont généralement fixés horizontalement. Du fait du poids de l’enduit, il faut veiller à fixer correctement ces liteaux sur l’ossature (une pointe torsadée galvanisée de 70 mm tous les 20 cm pour des liteaux de 27 mm d’épaisseur). Leur écartement dépend du type d’armature et de la rigidité de l’enduit. Entre axe du support

Armature Treillis soudé

Agrafes Nb mini / m2

Support continu ou ≤ 40 cm

P > 600 g/m2 Maille = 10 x 25 mm

20

≤ 65 cm

P > 1 200 g/m2 Maille = 50 x 50 mm

15

Comme pour les bardages, on dispose un pare-pluie sous les liteaux. CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Armature L’armature la plus courante est un treillis soudé avec carton incorporé (Stucanet). La fixation des panneaux d’armature est assurée par des agrafes sur les liteaux qui ne doivent pas être trop enfoncées pour que les panneaux puissent bouger. La couture des panneaux d’armature entre eux se fait par des agrafes spéciales (type grillage de clôture) sur leurs 4 côtés. Le chevauchement des panneaux se fait au moins sur une trame (5 cm) sur leurs 4 côtés. Afin de prendre en compte les zones de fragilité de l’enduit, on dispose de renforts : - en bas de mur par des profils stop enduit, - dans les angles par des profils d’angle, - autour des ouvertures par des éléments d’armature posés à 45°. La découpe des panneaux est obligatoire à chaque angle des ouvertures. Dans les angles, il faut assurer la continuité en repliant le panneau à 90°.

Précautions principales de mise en œuvre L’enduit doit avoir un taux de retrait le plus bas possible. Des avis techniques existent, notamment celui de Stucanet/La Pierre Liquide, qui associent le fabricant de l’armature et le fabricant de l’enduit prêt à l’emploi et le résultat technique est plus satisfaisant qu’avec d’autres enduits (des références nombreuses existent depuis plus de 20 ans, sans fissurations). L’enduit est en général projeté à la machine, mais il peut être mis en œuvre manuellement. Son épaisseur totale finie doit être de 25 mm. Il faut le réaliser en 3 phases : - Projection permettant de rigidifier le support en enrobant les armatures et le carton. - Après un temps de séchage (voir Avis Technique CSTB), projection du corps d’enduit qui est resserré et tiré à la règle. - Après séchage de quelques jours, projection de l’enduit de finition coloré. Il est indispensable de prévoir la réalisation de joints de dilatation dès qu’une surface dépasse le maximum indiqué dans le guide technique du fabricant.

Normes NF P 15-201-2 (DTU 26.1) Enduits aux mortiers de ciments, de chaux et de mélange plâtre et chaux aérienne – Cahier des clauses spéciales. NF P 15-201-1 (DTU 26.1) (mai 1993, mai 1994, janvier 1999) Enduits aux mortiers de ciments, de chaux et de mélange plâtre et chaux aérienne – Cahier des clauses techniques.


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Parement en maçonnerie

Principes Cette technique est assez courante en Amérique du Nord, mais aussi en Europe (Sud de la Suède, Allemagne, Belgique et Nord de la France). Elle consiste à réaliser un parement de briques, en général apparentes, d’une largeur de 100 mm, devant le mur à ossature bois, avec une lame d’air ventilée de 25 mm minimum entre les deux murs.

Fixations La fixation de la brique sur le mur à ossature bois se fait par des attaches (2 au m2) clouées dans les montants d’ossature et posées dans les joints entre briques. Les attaches doivent être légèrement inclinées pour canaliser les condensations éventuelles côté maçonnerie. La pose d’un pare-pluie n’est pas obligatoire dans le mur à cavité fermée mais en général, on le pose par sécurité et pour protéger le mur à ossature bois avant et pendant la pose des briques.


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Précautions principales de mise en œuvre −

Il est conseillé de prévoir un décalage du niveau de la dalle de 5 cm afin d’éviter toute rétention d’humidité éventuelle au pied du mur à ossature bois.

−

Un feutre bitumeux de type 36 S doit être posé sous la brique pour éviter les remontées d’humidité. Ce feutre devra d’autre part être relevé sur une hauteur minimum de 10 cm le long du mur à ossature bois et être recouvert par le pare-pluie si celui-ci existe.

−

La ventilation basse est généralement réalisée sur le deuxième rang de briques. On forme des chantepleures en laissant creux un joint vertical sur deux (minimum d’ouverture : 10 cm2/m.l. de façade), ce qui permet l’évacuation d’éventuelles eaux de condensation.

−

La ventilation haute se fait en laissant la lame d’air ouverte dans la sous-toiture ou sous un larmier métallique.

−

Lors de la mise en œuvre, il faut veiller à ne pas mettre de mortier en excès afin qu’il ne vienne pas combler l’espace de ventilation.

Parement en brique sur mur à ossature bois

Normes P 10-201-1 (DTU 20.1) (sept. 1985, oct. 1993, avril 1994, déc. 1995, déc. 1999) Ouvrages en maçonnerie de petits éléments – Parois et murs – Partie 1 : Cahier des clauses techniques. P 10-202-2 (DTU 20.1) (sept. 1985, oct. 1993, avril 1994, dé. 1995, dé. 1999) Ouvrages en maçonnerie de petits éléments – Parois et murs – Partie 2 : Règles de calcul et dispositions constructives minimales P 10-202-3 (DTU 20.1) (septembre 1985, octobre 1993, avril 1994, décembre 1995) Ouvrages en maçonnerie de petits éléments – Parois et murs – Partie 3 : Guide pour le choix des types de murs de façades en fonction du site.


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Revêtements plastiques épais (RPE)

Principes La technique consiste à passer un enduit acrylique ou polyuréthanne sur un panneau support. Il ne faut pas assimiler cette finition avec un "crépis", car il s’agit d’une peinture qui doit faire l’objet d’un entretien régulier (en général tous les 7 ans, selon les Avis Techniques) afin d’assurer la protection permanente du panneau.

Support Les panneaux de particules CTBH et les panneaux OSB sont exclus. Les panneaux de contreplaqué CTBX sont admis s’ils sont en bois exotique ou feuillu indigène et sans nœud sur la face extérieure. Leur épaisseur minimum est de 15 mm. D’autres panneaux peuvent être utilisés comme les panneaux de fibres-ciment et les panneaux de particules liées au ciment. On vérifiera pour chaque produit l’avis technique relatif aux panneaux supports.

Précautions principales de mise en œuvre Le panneau support doit recevoir en atelier, sur ses 6 faces, le produit primaire préconisé par le fabricant de façon à ce qu’il ne s’imprègne pas d’humidité sur le chantier avant l’application du RPE et qu’il soit équilibré. Lors de la pose du panneau, il faut respecter un écartement entre les plaques pour réaliser le joint en permettant une variation dimensionnelle du panneau. Les joints horizontaux ne doivent jamais être exécutés dans le même plan, comme les joints verticaux. Deux solutions sont pratiquées : . Débords du panneau haut décalé sur panneau bas, . Bavette aluminium si les panneaux restent dans le même plan. La réalisation des joints doit être effectuée avec soin et avec des produits spécifiés dans l’avis technique : . Fond de joint sur l’ossature ou le liteau pour éviter qu’il n’adhère, . Joint de remplissage en mousse, . Joint à la pompe, . Calicot ou marouflage. Lors de l’application du RPE, on doit veiller aux conditions de température et d’humidité : température supérieure à 5°C et pas de pluie sur le RPE pendant l’application et le temps de séchage. De plus, on préférera un aspect "gratté" aux aspects trop "rugueux" afin d’éviter l’apparition de micro-organismes qui vont salir la façade. Cet ensemble de conditions (non exhaustives) rend cette solution technique délicate à mettre en œuvre. Cependant, si toutes les conditions de l’Avis Technique sont respectées et si l’entretien est fait régulièrement, cette solution peut être préconisée.

Normes Cette technique n’est pas prise en compte dans le DTU 31-2 et elle doit donc faire l’objet d’un Avis Technique du CSTB. Plusieurs fabricants ont un tel avis.


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Pierres minces Principes Cette technique consiste à utiliser des parements en pierres naturelles de faible épaisseur (15 à 30 mm) maintenue par des attaches métalliques sur la paroi. Lorsque les pierres sont très minces, et afin de limiter la fragilité aux chocs, on dispose sur les liteaux un coffrage perdu (panneaux de fibres-ciment par exemple). Comme pour la brique, une lame d’air ventilée doit être ménagée.

Fixation La solution la plus courante consiste à utiliser des pattes d’accrochage réglables en acier inoxydable. Celles-ci sont introduites dans les rainures horizontales pratiquées dans la pierre. Quatre pattes doivent être prévues par plaque de pierre. Il existe également des solutions par clipage de la pierre mince sur des profils horizontaux spéciaux. Cette solution facilite le remplacement d’une pierre en cas de bris.

Support La mise en œuvre doit être effectuée sur un support discontinu protégé par un pare-pluie. L’entraxe maximal du support doit être inférieur à 0,40 m. La largeur d’appui des supports doit être supérieure ou égale à 35 mm.

Précautions principales de mise en œuvre L’emploi de revêtements muraux attachés en pierre mince est limité aux bâtiments à deux niveaux au plus. Le revêtement de pierre doit être désolidarisé de la paroi par une lame d’air ventilée ayant en tout point une épaisseur supérieure à 10 mm.

Normes NF P 65-202-2 (DTU 55.2) (octobre 2000) Travaux de bâtiment - Marchés privés - Revêtements muraux attachés en pierre mince - Cahier des clauses spéciales. NF P 65-202-1 (DTU 55.2) (octobre 2000) Travaux de bâtiment - Revêtements muraux attachés en pierre mince Cahier des clauses techniques DTU 55.2

Mémento pour les maîtres d’œuvre - Conception des revêtements muraux attachés en pierre mince


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Feuilles métalliques pliées

Principes La technique consiste à utiliser des feuilles métalliques (zinc, cuivre, acier inoxydable) en grande longueur (jusqu’à 10 m) mais en faible largeur (inférieure à 60 cm). Ces feuilles sont agrafées entre elles sur toute leur longueur. Le pliage se fait sur chantier ou par préfabrication. Il a pour but d’assurer la rigidité et l’étanchéité des feuilles. La fixation se fait par des pattes clouées, visées ou agrafées sur un support en bois.

Support Les panneaux de contreplaqué, d’OSB ou de particules peuvent être utilisés. Leur épaisseur varie de 16 à 22 mm selon l’écartement du support et la pression du vent. On veillera à vérifier leur compatibilité, notamment avec le zinc (voir l’Avis Technique). Le voligeage en bois représente cependant la solution la plus courante. Les voliges en sapin, épicéa, pin ou peuplier ont une épaisseur comprise entre 20 et 27 mm (minimum 12 mm). On exclut les voliges, dont l’essence de bois a un PH supérieur à 5 (chêne, châtaignier…) afin d’éviter les problèmes de corrosion. Les voliges dont la largeur est toujours inférieure à 14 cm doivent avoir leur cœur situé vers l’extérieur, sinon les irrégularités du voligeage apparaîtront sur le métal. Les voliges sont généralement clouées jointives sur les tasseaux mais elles peuvent aussi être montées à claire voie. Elles doivent être correctement ventilées sur leur face arrière.

Fixation La fixation des feuilles se fait par des pattes clouées, agrafées ou vissées. On utilise de préférence des vis inox (4 x 40 mm). Les fixations servent à éviter le glissement, mais aussi la succion des feuilles par le vent.

Précautions principales de mise en œuvre Les phénomènes d’ondulation des métaux en feuilles minces sont nuisibles à l’esthétique des façades. Ceci conduit à proportionner correctement les dimensions des feuilles selon leur épaisseur et leur longueur. Les feuilles doivent avoir une épaisseur au moins égale à 0,8 mm. La longueur courante est de 3 m avec une largeur de 50 cm. Au-delà de 6 m, la largeur de base des feuilles ne doit pas dépasser 40 cm. •

• Les joints debouts ou à double pli offrent une belle finesse de lignes, mais les joints à pli angulaire permettent de réaliser des joints pliés plus rigides et plus rectilignes.


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• On veillera à permettre la libre dilatation des métaux, notamment en évitant les fixations bridantes en bout de feuille. Une solution courante consiste à utiliser des bandes d’agrafes avec un jeu de 20 mm. • L’interposition d’un élément intermédiaire (feutre ou film plastique) entre le métal et le voligeage est interdite. Afin de faciliter le travail sur chantier, il existe des bacs préfabriqués et petits éléments du type losanges ou micro-bacs.

Normes DTU 40.41 (DTU P 34-211)

Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en zinc Cahier des clauses spéciales

DTU 40.41 (DTU P 34-211)

Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en zinc Cahier des clauses techniques

NF P 34-215-2 (DTU 40.45)

Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en cuivre Cahier des clauses spéciales

NF P 34-215-1 (DTU 40.45)

Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en cuivre Cahier des clauses techniques

P 34-214-2 (DTU 40.44) (décembre 1994) Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en acier inoxydable étamé Cahier des clauses spéciales P 34-214-1 (DTU 40.44) (décembre 1994) Couverture par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en acier inoxydable étamé Cahier des clauses techniques


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Bacs et tôles métalliques

Principes Les bacs et tôles métalliques représentent une solution courante dans la construction métallique, mais ils peuvent également trouver un domaine d’application dans la construction à ossature bois. Réalisés par des bacs préfabriqués de grande longueur et d’une largeur voisine de 1 m en acier protégé, en acier inoxydable ou en aluminium, les bardages métalliques permettent de recouvrir économiquement les grandes surfaces murales. L’existence de nombreux accessoires (profilés d’angle, bavettes diverses…) permet la réalisation simple de tous les points singuliers. Du type d’ondes et de leur orientation (verticale ou horizontale) dépendent la rigidité de la tôle, sa portée et son esthétique.

Supports Les bacs sont fixes sur des lisses en bois ou des profilés à froid en acier galvanisé. L’écartement des supports dépend du profil, de l’épaisseur et des pressions/dépressions appliquées sur le bardage. L’écartement moyen est compris entre 1,50 m et 3 m. La largeur minimum des appuis en acier est de 40 mm pour un appui en bout, de 60 mm pour un appui intermédiaire sous une tôle continue, et de 70 mm pour un appui intermédiaire servant d’appui pour deux tôles bout à bout. Les appuis en bois doivent avoir une largeur au moins égale à 60 mm.

Fixations La fixation des bacs se fait en creux d’ondes par des vis auto foreuses (6 x 25 mm) sur un appui en acier et des vis à bois sur un support en bois. Les vis à tête hexagonale sont munies de rondelles d’étanchéité. Pour certains bacs alu de faible largeur (< 400 mm), on utilise une technique de fixation par pattes dérivées du bardage en feuille à joint debout. Cette solution permet de mieux gérer les problèmes de dilatation. La pince (distance entre la fixation et l’extrémité de la tôle) doit être au moins de 15 mm.


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Précautions principales de mise en œuvre Les bacs peuvent être utilisés en grande longueur (jusqu’à 12 m pour l’acier et 20 m pour l’aluminium) et ne posent pas de problème de calepinage particulier. La pose peut se faire à ondes verticales ou horizontales. Leur mise en œuvre forme une étanchéité continue des parois qui ne nécessitent pas de pare-pluie sauf en cas de protection temporaire des parois en bois. Attention à la dilatation thermique des métaux pour les bacs de grande longueur et de couleur sombre. Ceci est particulièrement vrai pour l’aluminium. La durabilité des tôles dépend de l’environnement et de la qualité du traitement des surfaces. Sur les bacs en acier, la protection par des laques fluorées est aujourd’hui la plus durable. Pour les bacs en aluminium, il est recommandé d’utiliser également des bacs protégés (protection zinc/alu, laquage…). Il faudra veiller à la compatibilité entre les bacs et les autres matériaux (cuivre, plomb, bois, …).

Normes NFP 34-206-2 (DTU 40.36) Couvertures en plaques nervurées issues de tôles d’aluminium prélaqué ou non. Cahier des clauses spéciales. NFP 34-206-1 (DTU 40.36) Couvertures en plaques nervurées issues de tôles d’aluminium prélaqué ou non. Cahier des clauses techniques DTU 40.42 (DTU P 34-212) (juin 1965, avril 2000) Travaux de couverture par grands éléments métalliques en feuilles ou bandes en aluminium. Cahier des charges. DTU 40.42 (DTU P 34-212) Travaux de couverture par grands éléments métalliques en feuilles ou bandes en aluminium. Cahier des charges. NFP 34-205-1 (DTU 40.35) Couvertures en plaques nervurées issues de tôles d’acier revêtues. Cahier des clauses techniques. NFP 34-205-2 (DTU 40.35) Couvertures en plaques nervurées issues de tôles d’acier revêtues. Cahier des clauses spéciales. NFP 84-206-1 (DTU 43.3)

Mise en œuvre des toitures en tôles d’acier nervurées avec revêtement d’étanchéité. Cahier des clauses techniques.

NFP 84-206-2 (DTU 43.3)

Mise en œuvre des toitures en tôles d’acier nervurées avec revêtement d’étanchéité. Cahier des clauses spéciales.

DTU 40.43 (DTU P34-213)

Couverture par grands éléments métalliques en feuilles et bandes en acier galvanisé. Cahier des charges.

DTU 40.43 (DTU P 34-213) Couverture par grands éléments métalliques en feuilles et bandes en acier galvanisé. Cahier des clauses spéciales.


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Plaques de fibres ciment Principes Le système consiste à utiliser des plaques de faible épaisseur (6 à 8 mm) en fibres ciment comprimées et autoclavées. Les plaques peuvent avoir un parement brut ou lisse, coloré et satiné. Leurs dimensions sont comprises entre 60 cm et 120 cm en largeur et peuvent atteindre 3 m en longueur. Elles sont vissées sur des tasseaux.

Plaques planes en fibre-ciment

Support Le support est réalisé par des tasseaux dont la section est au moins de 20 x 65 mm cloués sur le mur à ossature légère. Ceux-ci sont toujours disposés verticalement quelle que soit la disposition des plaques. Leur entraxe dépend du format des plaques sans pouvoir excéder 60 cm.

Fixation La fixation des plaques est assurée par des vis inox de 4 x 30 mm à tête large. L’écartement des vis dans le sens vertical dépend de la région et du site d’exposition. Il est généralement compris entre 300 et 500 mm. La position par rapport aux bords de plaques est au moins de 20 mm afin d’éviter tout risque de casse. Les plaques sont percées avant vissage.

Précautions principales de mise en œuvre Les plaques peuvent être montées verticalement ou horizontalement. On veillera à assurer un calepinage soigné prenant notamment en compte la position et les dimensions des baies. Une lame d’air ventilée d’au moins 20 mm doit être assurée. On prévoit un jeu d’environ 6 mm au pourtour des plaques. Les joints horizontaux sont obstrués à l’aide de joints H de type Batiprofil pincés sur la plaque inférieure. Ils peuvent également être laissés ouverts. Les joints verticaux peuvent être laissés ouverts à condition de placer un joint d’étanchéité sur le tasseau . Ils peuvent aussi être revêtus d’un couvre-joint en bois ou en métal.

Normes GS n° 5 : CTP Couvertures en plaques profilées en fibres-ciment faisant l’objet d’un avis technique Cahier des prescriptions techniques d’exécution (juin 2000) (Cahiers du CSTB 3297 novembre 2000)


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Ardoises Principes Dérivée des systèmes de toiture, la technique des revêtements muraux en ardoises fait appel à des ardoises naturelles ou en fibre-ciment fixées par des crochets sur un lattage ou un voligeage.

Ardoises naturelles

Ardoises en fibres-ciment

Supports Le support peut être réalisé par des voliges ou des liteaux posés sur un contre liteaunage afin d’assurer une ventilation. L’épaisseur minimum des liteaux dépend de la distance des appuis : - De 14 à 19 mm pour portées < 40 cm, - 25 mm pour portées > 40 cm. La largeur des liteaux est comprise entre 40 et 50 mm. L’écartement entre liteaux est compris entre 12 et 30 cm selon le type d’ardoise.

Fixations Les crochets sont constitués par des fils de ∅ 3 mm en acier galvanisé ou de préférence en acier inoxydable. Ils peuvent être à pression pour les épaisseurs de liteaux inférieures à 18 mm et à pointe pour les épaisseurs supérieures. La pose des ardoises à clous est également pratiquée, mais elle rend les opérations de remplacement beaucoup plus délicates en cas de bris.

Précautions principales de mise en œuvre Les ardoises peuvent être posées droites (à pureau entier) ou en diagonale. Cette dernière pose s’accommode mieux des façades de formes simples et comportant peu d’ouverture. Une lame d’air d’au moins 20 mm doit être assurée sur la face arrière de l’ardoise. Il est préférable pour éviter les risques de bris, de poser les ardoises situées en partie basse de façade sur des voliges. Tous les points singuliers (angles, baies…) seront réalisés de préférence avec des feuilles métalliques façonnées (zinc, cuivre, inox…).

Normes NF P 32-201-1 (DTU 40.11)

Couverture en ardoises – Cahier des charges

NF P 32-201-2 (DTU 40.11)

Couverture en ardoises – Cahier des charges spéciales


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Bardeaux en terre cuite

Principes La technique des revêtements muraux en terre cuite renvoie à deux grandes familles de produits. Les produits à simple accrochage sont voisins des tuiles plates de couverture. Ils se posent à recouvrement en écaille et s’accrochent sur des liteaux en bois. Les produits à double accrochage sont plus élaborés. Ils sont posés dans un même plan et viennent s’emboîter sur des profilés métalliques.

Supports Le support peut être réalisé par des liteaux en bois ou des profilés en aluminium dont la section (forme et dimension) est appropriée au système d’accrochage du bardeau. Les fabricants de bardeaux assurent généralement la fourniture de ces produits spécifiques.

Bardeaux de terre cuite

Fixation La pose se fait par suspension et emboîtement sur le profilé support. Un blocage mastic adapté est parfois nécessaire selon les produits.

Précautions principales de mise en œuvre Un joint d’environ 5 mm doit être prévu en périphérie pour les bardeaux accrochés dans un même plan afin de permettre un mouvement de structure. On assurera un calepinage soigné afin de limiter les coupes et de contrôler l’esthétique de la façade. En cas de coupe horizontale, on doit veiller à ne pas sectionner le profil d’accrochage. Une lame d’air d’au moins 20 mm doit être assurée sur la face arrière des bardeaux en terre cuite. Sur certains produits, des crochets anti-arrachement doivent être posés sur le premier rang. CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Les points singuliers (angles, baies…) seront réalisés avec des accessoires spécifiques réalisés par le fabricant.

Normes NF P 31-203-2 (DTU 40.211)

Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement à pureau plat - Partie 2 : Cahier des clauses spéciales

NF P 31-203-1 (DTU 40.211)

(septembre 1996, janvier 1999) Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement à pureau plat - Partie 1 : Cahier des clauses techniques

NF P 31-202-1 (DTU 40.21)

Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement ou à glissement à relief - Cahier des clauses techniques

NF P 31-202-2 (DTU 40.21)

Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement ou à glissement à relief - Cahier des clauses spéciales

NF P 31-204-2 (DTU 40.23)

Couvertures en tuiles plates de terre cuite Partie 2 : Cahier des clauses spéciales

NF P 31-204-1 (DTU 40.23)

Couvertures en tuiles plates de terre cuite Partie 1 : Cahier des clauses techniques

Mais encore … Ce rapide panorama des revêtements est loin d’avoir épuisé toutes les solutions possibles pour recouvrir les murs à ossature bois. Des projets d’architectes ont eu recours à d’autres solutions : • Toiles • Membranes d’étanchéité • Bardeaux bitumeux • Verre • Plaques en polycarbonate alvéolaire • Tuiles en béton • Céramique • …

Plaques alvéolaires en polycarbonate


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Table des matières SOMMAIRE

1 - HISTORIQUE Le bois nomade Habitudes en bois À l’origine des temples Opus craticium Pagodes à consoles Églises debout Le mur en bois massif empilé Colombages vernaculaires Le "Stick style" Le "Shingle style " La charpente composée Les charpentes ballon et plate-forme Le pittoresque industriel Le bois lamellé-collé

2 - CONCEPTION GENERALE Comparaison des différents principes constructifs courants pour l’habitat ou les petits bâtiments Comparaison des différentes logiques de production Facteurs de choix d’un principe constructif Incidences du choix constructif sur la conception du projet

3 - FONDATIONS 3 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes de fondations Facteur de conception des systèmes de fondations 3 - 2 - SEMELLES FILANTES Principes Matériaux Pré-dimentionnement Fondation sur sol en pente Semelles excentrées Mise hors-gel des fondations Murs d'infrastructure Protection des fondations Normes et DTU 3 - 3 - PLOTS ET LONGRINES Principes Matériaux Pré-dimentionnement Jonction des plots et des longrines Mise hors-gel des fondations Normes et DTU 3 - 4 - FONDATIONS EN OSSATURE BOIS TRAITÉ Principes Matériaux Pré-dimentionnement Semelle des fondations Ossature des fondations Revêtements des fondations Planchers bas Planchers haut Protection des fondations Drainage Normes et DTU 3 - 5 - PIEUX ET PILOTIS EN BOIS Principes Matériaux Matériaux Pré-dimensionnement Jonctions pilotis - poutres Pieds Contreventement CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Normes et DTU

4 - MURS 4 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes porteurs verticaux Facteurs de conception des systèmes porteurs verticaux 4 - 2 - MURS À OSSATURE LÉGÈRE EN BOIS Principes Matériaux Pré-dimensionnement Lisses et sablières Liaisons des parois Baies Contreventement Éléments de renfort Percements et entailles Constituants du mur Feu Isolation Types de panneaux Types de mise en œuvre Normes et DTU 4 - 3 - SYSTÈME POTEAUX ET POUTRES EN BOIS Principes Matériaux Pré-dimensionnement Assemblages des poteaux et des poutres Contreventement La structure et les fondations La structure et les remplissages Feu Normes et DTU 4 - 4 - MURS EN MADRIERS OU RONDINS EMPILÉS Principes Matériaux Types de profilés Pré-dimensionnement Tassement Assemblages Appuis Baies Isolation Fluides et gaines Fixation des éléments suspendus Feu Entretien Exemple de chantier Normes et DTU

5 - PLANCHERS 5 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes de planchers Facteurs de conception des différents systèmes de planchers 5 - 2 - PLANCHERS EN BOIS MASSIF Principes Matériaux Pré-dimensionnement Clouage Appuis et jonctions Supports de revêtements de sols Fluides et gaines Porte-à-faux et trémies Isolation Feu Autres planchers en bois massif Normes et DTU 5 - 3 - PLANCHERS PAR SOLIVAGE CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Principes Matériaux Pré-dimensionnement Appuis et jonctions Liaisonnement des solives Platelage Fluides et gaines Cloisons intérieures Porte-à-faux et trémies Plancher sur vide sanitaire Isolation Feu Autres planchers par solivage Normes et DTU

6 - CHARPENTES 6 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents systèmes d’ossature de toiture Facteurs de conception des systèmes de charpente 6 - 2 - FERMES ET PANNES Principes Matériaux Différents types de fermes Pré-dimensionnement Assemblages Fixation des fermes aux appuis Fixation des pannes Contreventement Rives et saillies Normes et DTU 6 - 3 - FERMES INDUSTRIALISÉES Principes Matériaux Différents types de fermes industrialisées Pré-dimensionnement Assemblages Antiflambement Contreventement Appuis Fixation aux appuis Trémies Rives et saillies Formes particulières Normes et DTU 6 - 4 - CHARPENTES – CHEVRONS Principes Matériaux Différents types de charpentes-chevrons Pré-dimentionnement Assemblages Antiflambement Contreventement Fixation aux appuis Trémies Feu Rives et saillies Normes et DTU

7 - REVETEMENTS MURAUX EXTERIEURS 7 - 1 - CONCEPTION Comparaison des différents revêtements extérieurs 7 - 2 - LES BARDAGES EN LAMES Principes Matériaux Types de lames Dimensions des lames Fixation CNDB – Module de Formation n°2 – version 2

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Tasseaux Types de pose Ventilation Pare-pluie Arrêt au sol Jonctions entre bardages Baies Angles Feu Préservation / finitions Autres produits Normes et DTU 7 - 3 - LES BARDAGES EN BARDEAUX Principes Matériaux Types de bardeaux Dimensions des bardeaux Fixations Tasseaux Types de pose Ventilation Pare-pluie Arrêts au sol Jonctions entre bardages Baies Angles Feu Préservation / finitions Autres produits Normes et DTU 7 - 4 - LES BARDAGES EN PANNEAUX Principes Matériaux Types de panneaux Dimensions des panneaux Fixations Tasseaux Types de pose Ventilation Pare-pluie Arrêt au sol Jonctions entre panneaux Baies Angles Feu Préservation / finition Autres produits Normes et DTU 7 - 5 - MATERIAUX DE REVETEMENTS AUTRES QUE LE BOIS Enduits hydrauliques Parement en maçonnerie Revêtements plastiques épais (RPE) Pierres minces Feuilles métalliques pliées Bacs et tôles métalliques Plaques de fibres ciment Ardoises Bardeaux en terre cuite Mais encore …

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BIBLIOGRAPHIE


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• Construction à ossature bois. Conception et mise en œuvre / Hélène Skoutarides ; Marcel Denance. Paris : Eyrolles, 1995. • Construire en bois. Choisir Concevoir Réaliser / Karl-Heinz Götz ; Dieter Hoor ; Karl Mölher ; NATTERER, Julius. Lausanne : Presses polytechniques et universitaires Romandes, 1988. • Construire en bois 2 / Thomas Herzog ; Michael Volz ; Julius Natterer. Lausanne : Presses polytechniques et universitaires Romandes, 1994. • Bardages bois / CTBA. Paris : CTBA/Techniques et Architecture, 1990. • La charpente industrialisée en bois. Un ensemble à bien concevoir et à bien mettre en œuvre. Paris : Eyrolles/CTBA, 1998. • Construire avec le bois / Dominique Gauzin-Müller. Paris : Le Moniteur, 1999. • Détails bois : collection des 11 numéros Paris : CNDB, 1995-2000. • Lignatec 8/2000. Revêtements de façade en bois non traité. Zürich : Lignum, 2000. • Manuel de la construction en bois. Guide complet des utilisations architecturales du bois dans la construction. Ottawa : Conseil Canadien du Bois (CCB), 1997. • Construction de maison à ossature bois – Canada. Ottawa : Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL), 1998. • Planchers en bois pour les bâtiments destinés à l'habitation, à l'industrie et l'administration. Zürich : Forum du bois CSRB, Lignum, Cedotec, 1996. • Enveloppe de bâtiments à ossature de bois. Ottawa : Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL), 1999.


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Module de formation n° 2

Technologies de construction bois Coordination : Jean-Claude GUY – CNDB Auteur : Jean-Claude BIGNON – CRITT-CRAI Nancy Dessins : Damien HANSER – CRITT-CRAI Nancy Réalisation : Jérôme GRIVET – CNDB

COMITÉ NATIONAL POUR LE DÉVELOPPEMENT DU BOIS

6, avenue de Saint-Mandé - 75012 Paris Tél : 01 53 17 19 60 Fax : 01 43 41 11 88 E-mail : [email protected]

www.bois-construction.org


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Technologies de Construction Bois

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