Structure bois : quels modes constructifs ?

Structure bois : quels modes constructifs ?

Le développement des bois techniques stimule le marché de la construction bois. Le panneau massif structurel CLT, pour immeubles de grande hauteur, est prometteur.

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Depuis le début des années 2000, la construction bois a été révolutionnée par le développement des bois d’ingénierie fabriqués industriellement, pour produire des poutres structurelles de grande longueur, en BMA (bois massif abouté), BMR (bois massif reconstitué), lamibois (LVL) ou BLC (bois lamellé-collé) ainsi que des panneaux CLT de grandes dimensions.

 

L’industrialisation des procédés de fabrication a permis d’alimenter le marché de la construction avec de plus grands volumes, avec des produits sans défauts, standardisés avec une classe de résistance mécanique. Le bois massif demeure réservé essentiellement pour la charpente.

 

Cette industrialisation s’est accompagnée de la généralisation de colles moins nocives pour l’environnement et monocomposantes donc plus faciles en mise en œuvre. Plus de 90% des bois utilisés sont issus d’exploitations forestières gérées durablement, suivant une des deux certifications PEFC ou FSC.

 

Le défi des tours de grande hauteur

 

En association ou non avec le poteau poutre, l’ossature bois domine largement le marché de la construction bois, avec 70 à 80% des chantiers. Dans la famille des murs porteurs, le bois massif empilé (madriers ou rondins empilés comme dans les chalets) est devenu une niche alors que la part de marché des panneaux massifs contrecollés (CLT) se maintient à quelques %.

 

Plus difficile à rendre compétitif face à l’ossature pour des immeubles?à?un?ou?deux étages, le panneau CLT suscite beaucoup d’espoirs pour de plus grandes hauteurs, jusqu’à R+8 actuellement en France, R+9 ou R+10 à l’étranger.

 

Le record est détenu par la tour Treet à Bergen en Norvège, un R+14 de 49 mètres en ossature bois lamellé-collé et CLT. Pour un vrai décollage en France, une évolution de la réglementation (DTU, Eurocode 5…) est attendue.

 

Solution 1 : Ossature Bois

 

 

© Cadwork

 

Un mode de construction très répandu en maison individuelle, apprécié pour sa souplesse et sa rapidité de pose.

 

L’ossature bois domine le marché en particulier pour la maison individuelle. Le bâtiment se construit niveau par niveau, avec des montants de la hauteur d’un étage et des poutres soutenant le plancher.

 

Entre les montants sont placées les baies vitrées ou les plaques isolées. Avec des modules préfabriqués (ossature et isolation), la pose est très rapide. Une variante traditionnelle de l’ossature est la maison à colombage (ou à pan de bois) où l’ossature apparente, souvent réalisée en chêne, donne un caractère très reconnaissable à l’habitation.

 

Dans leur forme moderne, les maisons à colombage sont parfois faites en poteaux poutres.

 

Le renfort des bois techniques

 

Comme pour les autres techniques de construction, l’ossature bois a bénéficié de l’essor des bois d’ingénierie. Le BMA (Bois Massif Abouté) est un assemblage bout à bout de bois par entailles (assemblage moisée) pour donner de grandes longueurs. Il est utilisé pour de petites sections, essentiellement pour des ossatures bois, des éléments secondaires de charpentes ou du solivage de planchers.

 

Les pièces linéaires, plus massives, sont réalisées en BMR (Bois Massif Reconstitué) par collage de plusieurs lames de BMA.

 

Intérêt :

adaptée aux zones sismiques, rapidité de pose, ­compétitif budgétairement

Limite :

contraintes architecturales en termes de grands ­volumes intérieurs et grandes ouvertures

 

 

Solution 2  : Le poteau-poutre

 

 

© Groupe ISB

 

La structure porteuse en poteaux et de poutres demande des pièces de grande longueur, assemblées rigidement entre elles et très résistantes mécaniquement.

 

La structure poteau-poutre offre à l’architecte la liberté d’oser les grands volumes intérieurs (puits de lumière, mezzanines) et les larges ouvertures en façades. Entre les éléments porteurs, les remplissages peuvent être des baies vitrées, des ossatures bois non porteuses, des éléments de murs isolés qui peuvent être préfabriqués.

 

En fonction des projets, une mixité des techniques peut se révéler appropriée avec, par exemple, les murs extérieurs en ossature bois ou en panneaux massifs et les espaces intérieurs en poteau-poutre, afin de construire de grands volumes.

 

Obtenir de grandes dimensions

 

Le poteau-poutre nécessite des pièces de fortes sections et de très grande résistance. Ainsi les poutres lamibois (ou LVL), conviennent pour les poutres de structure ou les dalles de planchers, de même que les poutres BLC (en lamellé-collé) qui peuvent couvrir des portées jusqu’à 40 mètres.

 

Les poutres BLC sont obtenues par aboutage de lamelles de bois purgées de défauts, collées entre elles dans le sens de la fibre du bois et éventuellement cintrées. Utilisées pour des structures ou charpentes de projets ambitieux, elles sont classées en Glu Lam (GL) en fonction de leur résistance mécanique. Un autre produit apprécié est la poutre en I, résistante et légère.

 

Intérêt :

liberté architecturale pour les grands volumes, longues portées

Limite :

demande des pièces très résistantes et de grandes ­longueurs

 

 

Solution 3 : Les panneaux CLT

 

 

© Lignatec

 

Les panneaux massifs structurels en bois lamellé-croisé, collées ou cloutées, sont multi-usages.

 

Le croisement des veines des plaques en nombre impair constituant les panneaux CLT (Cross Laminated Timber) leur confère une stabilité structurelle accrue et une grande capacité portante. Ces panneaux massifs sont préfabriqués en usine, en grandes dimensions, jusqu’à 3 m de large et 18 à 20 m de longueur suivant les fabricants.

 

En fonction du nombre de plis (des plaques principalement de classe C24), leur épaisseur peut atteindre 500 mm. Le bois est généralement du résineux (épicéa) et plus exceptionnellement du feuillu, hêtre ou peuplier. Les panneaux permettent de réaliser des structures à plusieurs étages (jusqu’à R+8 en France) ainsi que des porte-à-faux.

 

L’ensemble de la structure

 

La performance mécanique des panneaux CLT permet de les utiliser pour tous les usages structurels du bâtiment, tant murs extérieurs et intérieurs que dalles de plancher, supports de couverture ou toitures-terrasses.

 

L’assemblage de plusieurs panneaux sert à créer des structures stables en 3D qui résistent aux événements sismiques. La préfabrication doit être extrêmement soignée. Il faut prévoir le découpage des réservations, les passages de câbles et de canalisations, concevoir les points singuliers, veiller à l’étanchéité à l’air en cas de pièces traversantes…

 

En attendant un nouveau DTU, les panneaux CLT commercialisés sont sous ATEx ou ATec du CSTB. Après la parution d’un guide Rage des bonnes pratiques, fin 2014, la nouvelle norme européenne NF EN 16351W “Structures en bois - Bois lamellé croisé – Exigences” est sortie en novembre 2015.

 

Intérêt :

rapidité de la construction, adapté aux immeubles de grande hauteur

Limite :

coût plus élevé, grande quantité de bois





Source : batirama.com / François Ploye / © photo d'ouverture : Metsä Wood

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