Résumé

Sous une forme délibérément visuelle, à l’appui de schémas en trois dimensions et de photographies techniques révélant l’apparence concrète de chaque réalisation, ce guide pratique nous montre en détail et en couleurs toutes les étapes de la construction d’une maison à ossature bois.

Spécialiste du sujet, auteur ou coauteur de plusieurs livres de référence, Yves Benoit a méthodiquement réuni pour ses lecteurs l’intégralité de ce qu’il faut savoir. On verra que les nouveaux matériaux et les méthodes de construction actuelles font notamment l’objet d’une attention particulière. Ce sont ainsi plus de 600 schémas, dessins et photographies qui offrent en un volume compact une vision précise, claire et rapide de chaque étape de la construction.

1. Les matériaux et les produits pour l’ossature bois • 2. La réglementation thermique 2012 (pour une maison économique et respectueuse de l’environnement) • 3. Le support de la maison (des fondations jusqu’à la dalle) • 4. La dalle bois et la lisse basse (support garantissant une excellente isolation) •5. Les murs (types de paroi, rôle des composants, fixation) • 6. Le plancher (résistance, isolation, trémies) • 7. La toiture (types de charpente, toiture terrasse, tables de calcul) • 8. Les menuiseries extérieures (choix, RT 2012, mise en œuvre) • 9. Les revêtements extérieurs (bardages bois et autres matériaux) • 10. Le bois, complice de l’environnement et ami des pompiers

Couverture : Christophe Picaud

Biographie auteur

Professeur au lycée des Métiers du bâtiment (LMB) à Felletin, dans la Creuse, Yves Benoit dispense des cours en BTS Systèmes constructifs bois et habitat. Il est également formateur auprès des entreprises.

Qu’ils soient amateurs ou professionnels, artisans ou ingénieurs, ses lecteurs partagent tous avec lui la passion du bois, considéré comme un matériau de construction aux innombrables ressources.

Entre autres livres illustrant les différents registres du travail du bois, tous parus chez Eyrolles, on lui doit Construction de maisons à ossature bois (coédition FCBA) devenu un grand classique (4e édition, 2014) et les deux manuels coédités avec l’Afnor dans la collection « Eurocode » : Dimensionner les barres et les assemblages en bois (artisans) et Calcul des structures en bois (ingénieurs).

On ne saurait oublier le Guide des essences de bois (coédition FCBA), non plus que les ouvrages s’adressant à tous comme le Coffret de reconnaissance des bois de France (coédition FCBA) ou encore Le Grand livre de la machine à bois combinée.

www.editions-eyrolles.com

Yves Benoit

La maison à ossature bois par les schémas

Manuel de construction visuel

Du même auteur (aux éditions Eyrolles)

Le grand livre de la machine à bois combinée, collection « Le geste et l’outil », cartonné, 352 p.

Les parquets, 160 p.

Travailler le bois avec une machine combinée, 160 p.

Mieux utiliser sa machine à bois combinée, 176 p.

Le guide des essences de bois,2e éd., coédition Eyrolles/FCBA, 144 p.

avec Thierry Paradis, Construction de maisons à ossature bois, coédition Eyrolles/FCBA, 4e éd., 352 p.

avec Bernard Legrand & Vincent Tastet, Dimensionner les barres et les assemblages en bois. Guide d’application de l’Eurocode 5 à l’usage des artisans, coédition Eyrolles/Afnor, collection « Eurocode », 256 p.

avec Bernard Legrand et Vincent Tastet, Calcul des structures en bois. Guide d’application de l’Eurocode 5, coédition Eyrolles/Afnor, 2e éd., 512 p.

avec Danièle Dirol, Le coffret de reconnaissance des bois de France (dont un livre de 56 pages), coédition Eyrolles/FCBA

Groupe Eyrolles

61, bd Saint-Germain

75240 Paris Cedex 05

www.editions-eyrolles.com

Attention : la version originale de cet ebook est en couleur, lire ce livre numérique sur un support de lecture noir et blanc peut en réduire la pertinence et la compréhension.

En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l’autorisation de l’Éditeur ou du Centre Français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands Augustins, 75006 Paris.

© Groupe Eyrolles, 2014,...

Table des matières

1 | Les matériaux et les produits pour l’ossature bois

Bois de structure

Bois massifs structuraux

Bois ronds structuraux

Bois abouté

Bois lamellé-collé (BLC)

Bois massif reconstitué (BMR)

Lamibois (LVL)

Poutres reconstituées (PSL et LSL)

Panneaux dérivés du bois de structure

Panneau OSB

Panneau de fibre

Panneau de particules

Contreplaqué

Panneau bois massif contrecollé

Organes d’assemblage

Pointes et agrafes

Tirefonds et vis

Boulons, tiges filetées et broches

Chevilles métalliques

Boîtiers, étriers, équerres

Crampons

Ancrages

Colles et adhésifs

Poutres composites

Poutres en I

Autres types de poutres composites

Éléments composites de toiture, de plancher et de cloison

Éléments de toitures composites

Éléments composites de plancher, de cloison et de façade

Menuiseries

Matériaux d’isolation

Isolants fibreux minéraux

Matériaux à base végétale

Produits plastiques alvéolaires

Autres matériaux isolants

Caractéristiques thermiques

Déphasage

Conditionnement

Matériaux d’étanchéité

Barrière...

Remerciements

L’auteur tient à remercier les industriels qui ont permis de compléter cet ouvrage avec les nombreuses photographies transmises :

Ageka, Ambiance Bois, Doerken SAS, Eternit, France poutre, Groupe Millet, Isonat, Groupe Leduc, Maisons Bois Cruard, Metsä Wood, Nailweb, Silverwood, Pavatex France, Poutre Jappy, Poutrespace, Sika France, Simonin, Simpson Strong-Tie, Siplast et Whürth France, ainsi que l’Association des industriels de la poutre en I (API-Bois).

L’auteur tient également à remercier le relecteur technique Bernard Legrand. Appartenant au même cercle d’enseignants en BTS Systèmes Constructifs Bois et Habitat et partenaire d’autres projets d’édition, il a accepté d’apporter un regard attentif à cet ouvrage.

1

Les matériaux et les produits pour l’ossature bois

De nombreux produits sont développés pour la construction à ossature bois. Le bois massif structural, le bois rond, le bois abouté, le bois lamellé-collé, le bois massif reconstitué, le lamibois, les panneaux dérivés du bois de structure, les organes d’assemblage, les poutres composites, les isolants, les matériaux d’étanchéité, les revêtements extérieurs et intérieurs offrent une large palette de caractéristiques physiques (stabilité, dimensionnement) et mécaniques (haute résistance). Ainsi, le potentiel architectural très vaste permet de construire des bâtiments avec des performances intéressantes.

Bois de structure

Les bois de structure se composent de nombreux produits : les bois massifs structuraux sciés dans des grumes, les bois ronds structuraux provenant directement de billes de faible diamètre, les bois aboutés fabriqués en collant bout à bout plusieurs lames de bois massif, le bois lamellé-collé réalisé en collant des lamelles de bois fil sur fil, le bois massif reconstitué comparable à du bois lamellé-collé mais avec des lamelles de sections importantes, le lamibois (LVL) composé de placages minces et les poutres reconstituées (PSL et LSL) obtenues par collage de chutes de placage.

Bois massifs structuraux

Ces éléments sont obtenus à partir de grumes ou de pièces de bois de plus grandes dimensions. Les sciages structuraux sont des pièces de bois sciés (avivés) entrant dans la constitution d’un ouvrage et ayant comme fonction principale la résistance aux sollicitations.

Dimensions courantes

Les dimensions des sciages sont définies dans le tableau 1.1 « Sections standardisées des sciages de résineux français ».

Tableau 1.1. Sections standardisées des sciages de résineux français

Épaisseurs en mm | Largeurs en mm
15 | 25 – 40 – 75
18 | 63 – 75 – 100 – 115 – 125 – 150 – 160 – 175 – 200
22 | 75 – 100 – 115 – 125 – 150 – 160 – 175 – 200
25 | 25 – 40 – 100 – 115 –150 – 175 – 200 – 225
32 | 63 – 75 – 100 – 115 – 125 – 150 – 160 – 175 – 200 – 225
38 | 63 – 75 – 100 – 115 – 125 – 150 – 175 – 200 – 225
50 | 100 – 115 – 125 – 150 – 175 – 200 – 225
63 | 75 – 100 – 125 – 150 – 175 – 200 – 225
75 | 75 – 100 – 150 – 175 – 200 – 225
100 | 100 – 175 – 200
115 | 115
125 | 125
150 | 150
200 | 200
225 | 225

Le tableau 1.2 mentionne les appellations et les sections des bois de charpente usuellement employés en charpente.

Tableau 1.2. Appellations et sections des bois de charpente usuellement employés en charpente

La longueur visuelle est de 6 mm.

Classement de structure

Les bois sont triés en lots homogènes de même résistance mécanique. Pour réaliser ce classement, deux méthodes existent.

• La méthode visuelle, en observant les défauts et les singularités du bois, selon la norme NF B 52-001, permet de trier en classes visuelles : ST-I, ST-II et ST-III pour les résineux, 1 et 2 pour les feuillus. L’ensemble des normes de classements visuels, utilisées par les pays membres de la Communauté européenne, est référencé dans la norme NF EN 1912. Elle indique, pour chaque essence de bois classée la classe mécanique correspondante (tableau 1.3).

Tableau 1.3. Classes visuelles correspondant aux classes mécaniques

Essences | Classe visuelle selon NF B 52-001 | Classe mécanique selon NF EN 338
Sapin, épicéa, pins, | ST-I | C 30
Douglas, mélèze, | ST-II | C 24
peuplier | ST-III | C 18
| 1 | D35
Chêne | 2 | D30

• La méthode par machine, en mesurant directement les propriétés mécaniques du bois, selon la norme NF EN 519, permet de trier automatiquement en classes mécaniques qui sont définies par la norme NF EN 338 : C18 à C30 pour les résineux, D30 à D70 pour les feuillus (figure 1.1).

Figure 1.1. Le classement de structure est une étape indispensable pour dimensionner les sciages par le calcul.

Caractéristiques mécaniques pour le calcul

Le dimensionnement des sciages structuraux se fait conformément aux eurocodes. Les contraintes, rigidités et masses volumiques sont données en fonction de l’essence de bois : résineux et peupliers (tableau 1.4) ou feuillus (tableau 1.5).

Tableau 1.4. Valeurs caractéristiques des bois massifs résineux et de peupliers définies par NF EN 338, pour des calculs aux eurocodes

Tableau 1.5. Valeurs caractéristiques des bois massifs feuillus définies par NF EN 338, pour des calculs aux eurocodes

Tolérances dimensionnelles

Les écarts admissibles par rapport aux dimensions nominales des sections à l’humidité de référence de 20 % doivent être les suivants :

• épaisseurs et largeurs 100 mm : + 3 mm/– 1 mm ;

• épaisseurs et largeurs 100 mm : + 4 mm/– 2 mm.

Les tolérances sur la longueur des pièces sont fixées contractuellement car elles ne sont pas normalisées.

Utilisations possibles

Afin d’optimiser l’utilisation des sciages classés, les utilisations possibles en structure des différentes classes sont indiquées dans le tableau 1.6 (figure 1.2).

Tableau 1.6. Utilisations en structure des différentes classes

Figure 1.2. Le classement visuel ST-II ou le classement associé C24 est le plus utilisé en usage structurel.

Bois ronds structuraux

Les bois ronds structuraux sont des bois abattus ébranchés, écimés et tronçonnés. Ils sont destinés à la réalisation d’équipements extérieurs tels que des clôtures, des barrières, des poteaux… Les utilisations dans les constructions les plus courantes concernent les bâtiments en bois massifs composés de rondins empilés et les bâtiments agricoles. Les rondins sont employés pour la réalisation de fermes, de parois, d’échafaudages ou de poteaux. Ils offrent des possibilités architecturales intéressantes (figures 1.4 et 1.5). Le principal avantage réside dans la section circulaire des bois. Elle est proche de la forme de la section de la grume et permet de limiter le volume de chutes (figure 1.3).

Toutefois, les tensions internes liées au séchage des bois ronds en place peuvent provoquer des fentes importantes. Pour les limiter, on peut par exemple réaliser des rainures longitudinales au fond desquelles se développeront la plupart des fentes.

Figure 1.3. La section circulaire des bois est proche de la forme de la section de la grume et permet de limiter le volume de chutes.

Caractéristiques et dimensionnement

Les dimensions courantes sont de 8 à 20 cm pour le diamètre et jusqu’à 6 m pour la longueur. Actuellement, il n’existe pas de classement d’aspect et de structure pour les bois ronds. Seules des normes de classement qualitatif des grumes permettent de trier et de sélectionner les bois avant usinage.

Tolérances dimensionnelles

Les écarts admissibles par rapport aux dimensions nominales des sections à l’humidité de référence de 20 % doivent être les suivants :

• bois grossièrement arrondis : ± 5 % sur le diamètre ;

• rondins usinés : ± 2 % sur le diamètre.

Les tolérances sur la longueur des pièces doivent être fixées contractuellement, car elles ne sont pas normalisées.

Figures 1.4 et 1.5. La section circulaire des bois offre des possibilités architecturales intéressantes.

Bois abouté

Le bois abouté est obtenu par collage bout à bout de deux ou plusieurs lames de bois massif.

Il est employé pour fabriquer des poutres en bois lamellécollé, des membrures pour poutres en I, des pannes, des chevrons, des montants… Les essences les plus couramment utilisées sont le sapin, l’épicéa, le pin sylvestre et le douglas (figures 1.6 et 1.7).

Figures 1.6 et 1.7. Les bois aboutés sont de plus en plus employés. Ils permettent de réaliser du bois lamellé-collé et du bois massif reconstitué.

Caractéristiques et dimensionnement

Les caractéristiques et dimensionnement des bois aboutés sont identiques à celles des bois employés (tableau 1.7). Les sections des lames à abouter dépendent de leur destination.

• Charpente en bois lamellé-collé : section réglementée par la norme NF EN 386.

• Membrures pour poutres en I : section maximale de 63 × 100 mm.

• Pannes en bois massif ou chevrons de section maximale 250 × 100 mm : section maximale des lames de 63 × 240 mm.

Tableau 1.7. Exemple de section de bois massif abouté

Bois lamellé-collé (BLC)

Le bois lamellé-collé est obtenu par collage de lamelles de bois dont le fil est généralement parallèle. On distingue le bois lamellé-collé horizontal, qui a les plans de collage perpendiculaires à la hauteur de la poutre (figure 1.8), et le bois lamellé-collé vertical, qui a les plans de...

2

La règlementation thermique (RT) 2012

Le principal objectif de la règlementation thermique 2012 est de réduire la consommation d’énergie pour diminuer les gaz à effet de serre. Le bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie en France (42,5 % de l’énergie finale totale) et génère 23 % des émissions de gaz à effet de serre.

La facture annuelle de chauffage représente 900 € en moyenne par ménage, avec de grandes disparités (de 200 € pour une maison qui suit la RT 2012 à plus de 2 000 € pour une maison mal isolée, avec une surface équivalente). Ces dépenses tendent à augmenter avec la hausse du prix des énergies.

Depuis la mise en place d’une règlementation thermique (1974), la consommation énergétique des constructions neuves a été divisée par deux. Le Grenelle Environnement a prévu de la diviser à nouveau par trois grâce à une nouvelle règlementation thermique, dite RT 2012 (figure 1). L’objectif de la RT 2012 est d’atteindre le plafond de 50 kWhEP/m²/an, valeur moyenne de l’ancien label « bâtiments basse consommation » (BBC). C’est un véritable saut en avant car, depuis 1974, la consommation énergétique des constructions neuves a été divisée par six. La RT 2012 est une étape pour construire, en 2020, des bâtiments à énergie positive, c’est-à-dire qui produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment.

Figure 2.1. Évolution des exigences réglementaires de consommation énergétique des bâtiments neufs.

Source : ministère de l’Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement

La différence entre l’énergie finale et l’énergie primaire

La règlementation thermique 2012 exprime des exigences en énergie primaire. L’énergie primaire (kWh/EP) est l’énergie nécessaire pour produire l’énergie finale (kWh/EF) car il y a des pertes liées à la production, à la transformation, au transport et au stockage. L’énergie finale est la quantité d’énergie disponible pour l’utilisateur final (figure 2.2).

Tableau 2.1. Quantité d’énergie primaire nécessaire pour obtenir 1 kWh d’énergie finale

Énergie | Énergie primaire (kWh)
Gaz/fioul | 1
Électricité | 2,58
Bois | 1
Solaire thermique | 0
Solaire photovoltaïque | 0

Pour l’électricité : 1 kWhEF = 2,58 kWhEP.

Pour les autres énergies (gaz, fioul, bois…) : 1 kWhEF = 1 kWhEP.

Exemples :

• une consommation de 100 kWh par des appareils électriques (énergie finale) nécessite 258 kWh d’énergie primaire ;

• une consommation de 100 kWh par une chaudière à bois (énergie finale) nécessite 100 kWh d’énergie primaire.

Figure 2.2. L’énergie primaire et l’énergie finale.

REMARQUES

Le calcul entre l’énergie primaire et l’énergie finale prend comme hypothèse que les pertes pour obtenir de l’énergie finale à partir du bois sont identiques aux pertes pour obtenir de l’énergie finale à partir du gaz et du fioul. Le label Effinergie® a un ratio de 0,6. Si des pertes négatives ne peuvent exister par rapport au gaz et au fioul, ce coefficient permet de prendre en compte l’effet « puits de carbone du bois » (carbone récemment stocké dans le bois en puisant le CO₂ de l’air), les énergies fossiles réalisant le déséquilibre des gaz à effet...

3

Le support de la maison

Avant de réaliser un bâtiment, indépendamment du mode de construction, il faut examiner la nature du terrain, notamment le régime des eaux. Par ailleurs, les constructions à structure bois ne reposent pas directement sur le sol. Dans la majorité des cas, elles sont soutenues par un ouvrage en maçonnerie ou en béton armé.

Les principales techniques utilisées sont le dallage, le plancher sur vide sanitaire ou bien une dalle en bois reposant sur des semelles filantes ou isolées, éventuellement grâce à des longrines (figure 3.1). Certaines constructions sont supportées par des pieux, des pilotis ou des murs en bois. Ces techniques sont rares sous nos climats et elles ne relèvent pas du NF DTU 31.2 « Construction de maisons et bâtiments à ossature en bois ».

Figure 3.1. Différents types de supports.
© Yves Benoit

Les textes réglementaires sont :

• NF DTU 13.1 « Fondations superficielles » ;

• NF DTU 13.3 « Dallages – Conception, calcul et exécution » ;

• NF DTU 20.1 « Parois et murs en maçonnerie de petits éléments » ;

• Eurocode 7 « Calcul géotechnique ».

Les efforts repris par les fondations sont les actions verticales (le poids de la structure, les charges d’exploitation, les charges de neige et le soulèvement provoqué par le vent) et les actions horizontales (actions du vent, sismiques et de la poussée de la terre lorsqu’il y a un remblai).

REMARQUE

Une maison à ossature bois R + 3 exercera les mêmes charges de structure sur les fondations (5 t au mètre linéaire environ) qu’une maison en maçonnerie de type R + 1.

Figure 3.2.

La reconnaissance des sols

La conception des fondations est influencée par la nature du terrain. Il faut examiner les points suivants.

• Une observation locale à partir de précédents bâtiments voisins, des puits de la région et, pour les ouvrages importants, une reconnaissance géotechnique en se basant sur des sondages partiels.

• L’étude du régime des eaux en considérant les eaux de ruissellement (il faut déterminer l’importance, la direction et le sens, notamment en cas des pluies d’orage), les eaux telluriques (le niveau de la nappe phréatique peut atteindre durant certaines périodes de l’année une cote voisine de celle du terrain naturel), et les terrains inondables lors des crues des cours d’eau. Un drainage peut être nécessaire pour assainir le sol au voisinage des fondations et éviter les remontées capillaires dans les maçonneries.

• Une indication de la réaction du sol déduite de l’expérience est précisée dans le tableau 3.1.

Tableau 3.1. Ordre de grandeur des contraintes de calcul admises en fonction de la nature du sol

Nature du sol | Q (MPa)
Roches peu fissurées saines, non désagrégées et de stratification favorable | 0,75 à 4,5
Terrains non cohérents à bonne compacité | 0,35 à 0,75
Terrains non cohérents à compacité moyenne | 0,2 à 0,4
Argiles, sauf argiles très plastiques | 0,1 à 0,3

• Attention aux sols hétérogènes. Évitez d’implanter sans étude spécifique des dallages sur des sols meubles comportant des rognons rocheux, susceptibles de constituer des points durs, ou des sols comportant des cavités, des sols de portances différentes pouvant entraîner des tassements différentiels (sols constitués de remblais non contrôlés ou en cours de stabilisation), des sols mous ou gonflants, etc. Les...

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La dalle bois et la lisse basse

La dalle bois a de nombreux atouts. Elle permet d’atteindre un haut niveau d’isolation et apporte au constructeur de la maison à ossature bois une maîtrise plus importante du chantier. Le chantier peut également commencer plus rapidement car il n’y a pas de délais d’attente de séchage du béton. La dalle bois offre aisément une meilleure planéité que la dalle béton. Elle repose sur un vide sanitaire, un sous-sol ou sur des plots et des poutres. Pour éviter tout risque d’attaque par les champignons, la sous-face du plancher doit être efficacement ventilée. Les dalles bois sont réalisées avec des solives ou des poutres industrialisées. Les poutres en I sont fréquemment employées car elles offrent un bon rapport performance/prix.

Une dalle bois est un plancher technique qui facilite le passage des fluides et de l’électricité et la mise en œuvre de l’isolation thermique. Contrairement à la dalle béton, ces équipements peuvent être modifiés et réparés.

Figure 4.1. La dalle bois et la lisse basse : sommaire visuel.

REMARQUE

Les tolérances dimensionnelles et de planéité sont identiques, quelle que soit la nature de la dalle, en béton ou en bois (voir « Le support de la maison »).

Les documents règlementaires à prendre en compte sont les suivants :

• NF DTU 31.2 « Bâtiments à ossature bois » ;

• NF DTU 51.3 « Planchers à base de bois ».

La préservation et les matériaux

La préservation

Pour vérifier la durabilité d’un ouvrage, il faut définir la classe d’emploi, l’essence et le traitement de préservation. La classe d’emploi de l’ensemble des éléments d’un ouvrage ou d’une partie dépend de la localisation de l’ouvrage, des risques et de la fréquence de l’exposition aux intempéries. Si l’on souhaite éviter un traitement, il faut sélectionner une essence avec une durabilité naturelle suffisante pour convenir à cet emploi. Dans le cas contraire, il faut vérifier que son imprégnabilité est compatible avec le traitement. Si l’essence choisie n’est pas suffisamment durable, il faut protéger la construction par un traitement de préservation. La figure 4.2 précise la démarche visant à déterminer la nécessité d’un traitement et la figure 4.3 définit les étapes pour obtenir un traitement efficace.

REMARQUE

L’exigence de traitement peut être différente pour une construction provisoire par rapport à une construction définitive.

Figure 4.2. Démarche pour définir si un traitement de préservation est nécessaire.

Figure 4.3. Démarche pour réaliser un traitement efficace.

Les classes d’emploi

Voir tableau 4.1.

Tableau 4.1. Classes d’emploi en fonction de l’usage de la pièce de bois

La classe 3 est scindée en deux parties car, lorsque les bois sont à l’extérieur, la profondeur humidifiable du bois peut être considérée comme négligeable ou aller jusqu’à la totalité de l’épaisseur de la...

TABLE 1

Bois massif ou BMR (bois massif reconstitué)

– sur deux appuis

– charge totale maximum en daN (G + Q)

REMARQUE

Les chiffres ne sont pas affichés lorsque la charge de résistance est inférieure à 30 daN par mètre et supérieure à 2000 daN par mètre.

Exemple

Une pièce de 75 × 225 de 3200 mm de portée peut supporter une charge totale de 515 daN, soit une charge répartie de 515/3,2 = 161 daN/m de longueur (colonne 3 250).

TABLE 1 (SUITE)

Bois massif ou BMR (bois massif reconstitué)

– sur deux appuis

– charge totale maximum en daN (G + Q)

TABLE 2

Bois massif ou BMR (bois massif reconstitué)

– sur trois appuis

– charge totale maximale en daN (G + Q)

REMARQUE

Les chiffres ne sont pas affichés lorsque la charge de résistance est inférieure à 30 daN/m et supérieure à 2 000 daN/m.

Exemple

Une pièce de 75 × 225, de 3 200 mm de portée peut supporter une charge totale de 1 235 daN, soit une charge répartie de 1 235/3,2 = 384 daN/m de longueur (colonne 3 250).

TABLE 2 (SUITE)

Bois massif ou BMR (bois massif reconstitué)

– sur trois appuis

– charge totale maximale en daN (G + Q)

TABLE 3

Bois lamellé-collé

– sur deux appuis

– charge totale maximale en daN (G + Q)

REMARQUE

Les chiffres ne sont pas affichés lorsque la charge de résistance est inférieure à 30 daN/m et supérieure à 2 000 daN/m.

Exemple

Une pièce de 90 × 360, de 6 000 mm de portée peut supporter une charge totale de 850 daN, soit une charge répartie de 850/6 = 141,7 daN/m de longueur.

TABLE 3 (SUITE)

Bois lamellé-collé

– sur deux appuis

– charge totale maximale en daN (G + Q)

TABLE 4

Bois lamellé-collé

– sur trois appuis

– charge totale maximale en daN (G + Q)

REMARQUE

Les chiffres ne sont pas affichés lorsque la charge de résistance est inférieure à 30 daN/m et supérieure à 2 000 daN/m.

Exemple

Une pièce de 90 × 360, de 6 000 mm de portée peut supporter une charge totale de 2 036 daN, soit une charge répartie de 2036/6 = 339 daN/m de longueur.

TABLE 4 (SUITE)

Bois lamellé-collé

– sur trois appuis

– charge...

Les coefficients de variation des hypothèses

Les coefficients doivent être appliqués à la charge précisée dans les tables lorsque le cas étudié est différent des hypothèses des tables.

Coefficient k1 : classement d’essence

Tableau 4.13

C18 | 0,75
C30 | 1,09
GL28h | 1,14

Coefficient k2 : proportion de chargement

Tableau 4.14

Proportion entre les charges de structure et d’exploitation
| Coefficient
0,1 Q ≤ G< 0,5 Q | 1
0,5 Q ≤ G < Q | 0,939
Q ≤ G < 2 Q | 0,792

REMARQUE

L’application de ces coefficients est pénalisante car ils correspondent aux coefficients les plus défavorables en fonction de l’élément dimensionnant : la contrainte de rupture en flexion, en cisaillement ou la déformation. Une étude complète de la pièce permettrait de définir une charge limite plus importante.

L’application des coefficients

Lorsque les hypothèses sont différentes des tables, la charge finale est égale à la charge de la table multipliée par l’ensemble des coefficients.

Charge finale = charge table × k1 × k2.

Exemple : une poutre de 75 × 225 avec 3,2 m repose sur deux appuis. Est classée C18 et avec une charge de structure de 90 daN/m² et une charge d’exploitation de 150 daN/m². La proportion de G/Q (90/150) est de 0,6. Elle pourra supporter une charge totale de :

515 × 0,75 × 0,939 = 362 daN.

La poutre en I

Chaque fabricant...

5

Les murs

Figure 5.1. La paroi : sommaire visuel.

Figure 5.2. La fixation des murs : sommaire visuel.

La structure de la paroi verticale est constituée d’une ossature en bois et d’un système de contreventement.

L’ossature est constituée de montants, compris entre une traverse basse et une traverse haute (figure 5.3). Ces montants peuvent être en bois massif brut de sciage ou rabotés, en bois abouté, en lamibois ou avec des poutres en I (figure 5.4). On n’utilise pas de poutres en I pour les traverses. L’assemblage entre les montants et les traverses est réalisé par clouage. Les montants sont généralement espacés de 600 mm, multiple des formats standards des panneaux OSB. On distingue les montants périphériques placés sur les bords des panneaux et les montants intermédiaires.

Le contreventement permet de reprendre les efforts horizontaux. Il est obtenu grâce à la fixation de panneaux dérivés du bois sur l’ossature. Le côté extérieur de la paroi reçoit un parement et une étanchéité à l’eau, le côté intérieur un parement de finition et une étanchéité à l’air (pare ou frein vapeur). L’isolation thermique est placée entre les montants de la structure avec la possibilité d’ajouter une isolation complémentaire à l’intérieur ou à l’extérieur.

Figure 5.3. Les pièces de l’ossature sont réalisées en bois massif brut de sciage ou rabotés, en bois abouté, etc.

Figure 5.4. Les traverses sont réalisées en lamibois, les montants avec des poutres en I.

Lorsqu’une paroi intérieure n’est pas porteuse et qu’elle ne reprend pas d’efforts horizontaux provoqués par le vent, elle est généralement moins épaisse et ne comporte pas de voile travaillant.

Le principal document normatif est le NF DTU 31.2 « Bâtiments à ossature bois ».

La composition de la paroi

Une paroi de maison à ossature bois comprend toujours a minima une structure (ossature et contreventement), un isolant, un pare-vapeur ou frein vapeur à l’intérieur, un pare-pluie à l’extérieur et un revêtement intérieur et extérieur.

La paroi avec frein vapeur ou pare-vapeur

Il est possible de remplacer le pare-vapeur par un frein vapeur. Toutefois cette technique n’est pas couverte par le NF DTU 31.2 « Bâtiments à ossature bois ». Le pare-vapeur présente une très forte résistance au passage de la vapeur d’eau (figure 5.6), tandis que le frein vapeur laisse passer une partie de la vapeur (figure 5.7)

Les pare-vapeur sont caractérisés par leur aptitude à résister à la diffusion de vapeur d’eau. La valeur Sd (exprimée en mètres) représente l’épaisseur de diffusion de vapeur d’eau d’une couche d’air équivalente. Par exemple, un pare-vapeur avec un Sd de 90 aura la même résistance à la diffusion de la vapeur d’eau qu’une lame d’air de 90 m. Plus la valeur Sd est élevée, moins le produit laisse passer de vapeur d’eau : il est résistant à la diffusion de la vapeur d’eau. Plus la valeur Sd est faible, plus le produit laisse passer de vapeur d’eau : il est perméable à sa diffusion. La valeur minimale du Sd du pare-vapeur exigé par le NF DTU 31.2 « Bâtiments à ossature bois » est de 18 m lorsque la paroi a une lame d’air ventilée et de 90 m lorsque la paroi n’a pas de lame d’air ventilée. Certains pare-vapeur présentent une très forte résistance au passage de la vapeur d’eau avec un Sd pouvant aller jusqu’à 300 (équivalent à une lame d’air de 300 m).

Le frein vapeur est ainsi dénommé, car il...

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Le plancher

Le plancher d’étage répond aux mêmes exigences que le plancher d’une dalle en ce qui concerne les charges reprises, le dimensionnement, les renforts sous charge lourde, les porte-à-faux, les fermetures des abouts, les équipements techniques, le contreventement et les tolérances. Généralement, il ne comporte pas d’isolant destiné à l’isolation thermique (par contre, un isolant acoustique est fréquent), ni de pare-vapeur, excepté s’il sépare un local chauffé d’un local non chauffé (chambre au-dessus d’un garage, par exemple).

Le plancher est toujours à l’abri de l’humidité. Les bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe 2.

De nombreux systèmes d’assemblage sont similaires au plancher de la dalle (appuis sur la lisse et sur la poutre intermédiaire, entretoises…). Le mur est fixé de la même manière que sur la dalle.

Figure 6.1. Le plancher : sommaire visuel.

Les différents types de planchers

La structure du plancher est généralement composée de pièces en bois massif, en lamellécollé, en lamibois ou de poutres en I. La structure avec des pièces en bois massif ou en lamellé-collé peut rester apparente à condition d’employer un assemblage esthétique, comme la queue d’aronde par exemple (figure 6.2). Pour améliorer l’isolation phonique du plancher, il est possible d’employer un revêtement de sol désolidarisé du plancher (voir le chapitre « Le revêtement de sol »). La structure avec des poutres en I est plus économique que celles en bois massif ou en lamellé-collé mais elle nécessite un plafond car les poutres en I ne sont pas vraiment esthétiques (figure 6.3).

Par ailleurs, lorsque la surface des pièces du rez-de-chaussée est grande, on peut employer une porteuse pour diminuer la portée des solives. Si la longueur de cette porteuse est importante, il est possible de la renforcer avec un poteau ou un mur de refend (figure 6.4).

Figure 6.2. Structure du plancher en bois massif ou lamellé-collé.

Figure 6.3. Structure du plancher avec des poutres en I.

Figure 6.4. Exemple de structure d’un plancher.

La résistance des porteuses

La vérification des solives, des poutres en I et des porteuses est similaire aux éléments employés pour une dalle en bois (voir le chapitre « La dalle en bois »).

La méthode pour définir l’entraxe est plus simple lorsqu’il n’y a pas d’isolant phonique, la seule contrainte étant la longueur et l’épaisseur des panneaux afin que leurs extrémités reposent sur une solive et que l’entraxe soit compatible avec l’épaisseur du panneau. Le principe de calcul des charges est identique. En revanche, la charge que peut reprendre une pièce est légèrement supérieure lorsque le plancher sépare deux locaux chauffés. Elles sont définies dans les tables 1 à 4. Lorsque ce n’est pas le cas, il faut prendre les valeurs dans les tables du chapitre « La dalle en bois ».

Les tables définissent le chargement maximal que peut supporter la porteuse pour une section et une distance entre appuis données. Elles sont réalisées suivant deux critères : le matériau (bois massif ou lamellé-collé) et le nombre d’appuis (deux ou trois appuis). La charge totale maximale est calculée en fonction de la déformation totale en incluant le fluage (la déformation différée) avec un critère de déformation restrictif de L/600 (la longueur de la pièce divisée par 600). Ce critère permet d’obtenir une dalle rigide, confortable et permettant la pose du carrelage.

Les hypothèses des tables 1 à 4

Les calculs ont été réalisés sur la base des éléments suivants :

• la poutre horizontale repose sur deux ou trois appuis ; lorsque la poutre est sur trois appuis, la distance entre appuis est la longueur de la travée, soit la moitié de la longueur de la poutre ;

• les efforts indiqués dans les tables correspondent à la charge totale sur la poutre, soit la charge par mètre multipliée par la longueur ;

• G + Q correspond aux charges de structure + d’exploitation ;

• la poutre en bois massif résineux est classée C24 et la poutre en bois lamellé-collé GL24h ;

• la poutre est placée dans une zone chauffée, classe de service 1 au sens de l’Eurocode 5 ;

• la charge de structure est comprise entre 10 % et 50 % des charges d’exploitation (0,1 Q ≤ G < 0,5 Q) ;

• la section de calcul est à 12 % d’humidité ;

• le taux de travail est de 0,95 ;

• l’effet système n’est pas pris en compte (hypothèse plaçant en sécurité) ;

• le risque de déversement est pris en compte, toutefois, pour respecter le DTU 31.1, la pièce doit être maintenue par des entretoises avec un espacement maximal de 60 fois son épaisseur ;

• la déformation totale (Wnet,fin) correspond à L/600 (effet de l’effort tranchant non pris en compte) ;

• les chiffres ne sont pas affichés lorsque la charge répartie maximale est inférieure à 30 daN/m et supérieure à 2 000 daN.

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La toiture

8

Les menuiseries extérieures

9

Les revêtements extérieurs

10

Le bois,
complice de l’environnement et ami des pompiers