Autoconstruire en bois

Cet ouvrage propose le pas à pas détaillé de la construction d’un module de maison associant les trois grandes techniques du bois : ossature bois, chevrons porteurs, poteaux-poutres. Il décrit les techniques de réalisation des murs en OSB, fibres de bois, paille, bois cordé, laine de bois, la manière de les isoler et de les rendre étanches à l’air selon les critères de la maison basse consommation (BBC). Il montre enfin comment poser un bardage, un enduit terre, une toiture plate végétalisée. Ce manuel d’autoconstruction, réalisé sous la houlette de L’École nationale supérieure des technologies et industries du bois (Enstib, Vosges), et grâce au concours de Poirot Construction, des Compagnons Bâtisseurs, de Woodstone-Épaillard, de Kronospan et de bien d’autres acteurs de la filière bois, doit permettre à chacun de réaliser une construction simple en bois, qu’il s’agisse d’une annexe, d’un garage, d’une extension à sa maison, d’un lieu de vacances, d’une maisonnette pour ses enfants, voire d’une résidence principale.

Pierre-Gilles BELLIN dépose des permis de construire pour des particuliers et assure la maîtrise d’œuvre de leurs projets. Il est aussi auteur aux Éditions Eyrolles de L’habitat bio-économique, de L’auto-écoconstruction et de Se chauffer au bois.

Antoine MAZURIER, ingénieur de formation, est aujourd’hui artisan ébéniste et créateur de mobilier contemporain ; en parallèle de son activité, il développe une sensibilité très marquée pour les matériaux respectueux de l’environnement et les expérimentations liées à l’éco-habitat.

Les écoconstructeurs
Une collection de livres de pas à pas pour la construction écologique et l’équipement durable des maisons – Direction Pierre-Gilles Bellin

École nationale supérieure des technologies
et industries du bois...

Direction d’ouvrage : Pierre-Gilles Bellin
Préface : Pascal Triboulot

Merci à Émilie Morin pour sa contribution à la révision.
Sauf mention contraire, les photos et dessins sont des auteurs.

Éditions Eyrolles
61, boulevard Saint-Germain
75240 Paris Cedex 05

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 autorisation de l’éditeur ou du Centre français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris.

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.

© Groupe Eyrolles, 2013...

Préface

Deux cent mille nouveaux habitants chaque jour sur notre vieille terre, deux cent mille nouveaux habitants dont les aspirations légitimes sont de se nourrir, de vivre, de voyager, de se loger et… d’aimer. Deux cent mille habitants supplémentaires chaque jour sur l’espace fini qu’est notre planète, c’est un nouveau Québec toutes les cinq semaines…

Si j’évoque le Québec, et de manière générale le continent nord-américain, c’est tout d’abord parce que j’en reviens, mais c’est aussi parce qu’il a été ce nouveau monde espéré par notre vieille Europe. Nous nous sentions déjà à l’étroit sur notre propre continent. En 1607, trois navires...

Sommaire

Introduction
Première phase | 34
Les fondations
Deuxième phase | 44
Le montage de la structure
Troisième phase | 106
Les murs extérieurs
Quatrième phase | 134
Les murs intérieurs, le plafond et la ventilation
Cinquième phase | 152
Les ouvertures
Sixième phase | 160
Le toit végétal
Carnet d’adresses des sponsors | 172

Introduction

La construction bois

La maison de Christophe en Bretagne : poteaux-poutres et poutres en I pour le toit.

En France, on construit quelque 450 000 logements par an, dont environ 150 000 maisons individuelles. Sur ce total, 11 % des maisons sont en bois… et 20 % sont des agrandissements réalisés dans ce matériau1. Cette part s’élève à 25 % en Grande-Bretagne et 30 % en Allemagne. Alors que 24 % des Français disent souhaiter construire en bois, la part minime de la construction bois dans l’Hexagone, paradoxe pour un pays forestier (30 % de la France sont boisées) et héritier d’une longue tradition de construction à pan de bois ou colombage, s’explique par la prédominance de la filière béton dans la construction. Cette filière utilise pourtant souvent des produits peu satisfaisants sur le plan sanitaire (isolants, peintures, etc.), malgré les efforts en cours, et l’on sait par ailleurs que le bois présente un certain nombre de qualités que ne possède pas le parpaing : il est isolant ; il stocke le carbone de l’air ; il présente de réelles facilités de mise en œuvre ; il s’accompagne de produits dont les dimensions écologiques et sanitaires ont été pensées (isolants, colles, etc.).

Aux États-Unis, sur le million de maisons qui se construisent chaque année, 75 % sont en bois. Pour la petite histoire, au Québec, les immigrants ont commencé par bâtir des maisons en pierre, avant de réaliser rapidement qu’en raison de la froidure ils seraient mieux dans des maisons en bois. En effet, la pierre conduisait aussitôt le froid dans la maison, les murs devenant de gigantesques « ponts thermiques » qu’une cheminée (à foyer ouvert !) ne parvenait pas à réchauffer. Or au Canada, le bois est disponible en très grandes quantités. Les pionniers s’en sont donc servis en l’empilant, à la manière des Européens du Nord ou des montagnards, et ils ont été imités dans toute l’Amérique du Nord. Comme souvent dans l’histoire des techniques, ce sont les progrès de l’automatisation qui conditionnent le développement de la filière, avec l’invention du sciage mécanique. Auparavant, on débitait les troncs avec de grandes scies à main tenues d’un côté et de l’autre des bois par deux hommes. Alors, pas question de raboter… d’où les coupes grossières des poutres dans les maisons à colombage, dont les « cages » sont construites avec de grosses poutres et de forts poteaux mal équarris. Autres inventions déterminantes : le clou, puis la vis, qui remplacent les assemblages en bois – lesquels seront cantonnés à l’ameublement. Grâce à tous ces progrès, on va pouvoir monter des maisons avec des planches et des clous, puis des vis, donc en utilisant beaucoup moins de matériau et en gagnant du temps : l’outillage suit, avec le cloueur pneumatique, la perceusevisseuse sans fil, la scie circulaire. C’est aux États-Unis que se développe, à partir de la moitié du XIXE siècle, la technique dite de l’ossature bois. Ce sont aussi des États-Unis que viennent les Oriented Strand Boards (OSB), panneaux de particules orientées, collées à la presse (hélas avec des colles toxiques, encore aujourd’hui… sauf exceptions), permettant de fermer à une vitesse record les constructions.

L’écart entre les poteaux est rempli par des bottes de paille : à ce stade, Christophe, sa compagne et ses amis reprennent la main.

L’innovation reprendra ensuite en Europe du Nord et en Europe centrale, avec le développement des dérivés du bois : produits structurels, produits d’isolation, laine de bois, ouate de cellulose, etc. C’est encore d’Europe du Nord que viendra le concept de la « maison passive », une maison si isolée et bénéficiant naturellement d’apports thermiques tels qu’il n’est plus besoin de la chauffer. Un concept parfaitement adapté aux climats montagnard et continental, moins au climat océanique, mais qui va être repris dans toute l’Europe.

La maison de Christophe aujourd’hui. Le toit plat a permis de beaucoup simplifier la mise en œuvre.

Eco-lodge du Centre for Alternative Technology, au pays de Galles. Dans les années 1970, une communauté autonome s’est installée au cœur des forêts, développant l’autonomie énergétique dans des maisons construites en bois.

En France, près de 2 500 entreprises du bois (construction, charpente,...

Première phase

Les fondations

La problématique des fondations

Les fondations doivent supporter la charge d’une maison : les maisons en béton ou en pierre sont lourdes, les maisons à ossature bois, légères, les maisons à ossature bois avec un toit végétal (notre cas), plus lourdes. Des calculs de charge permettent de prévoir, en fonction de la répartition du poids de la maison, quelles fondations sont nécessaires. Dans notre cas, le bureau d’études de Poirot Construction a vérifié le dimensionnement des fondations par rapport à la conception détaillée de l’habitat. De manière générale, une maison peut être supportée de différentes manières : par une dalle posée sur le sol, par un vide sanitaire, par des plots, cette technique étant de loin la plus simple.

Maison sur dalle.

Une dalle est coulée sur le sol. Il faut éviter les...

Deuxième phase

Le montage de la structure

Les étapes

L’habitat se compose donc de 3 structures différentes : un module (4,6 m × 3,4 m × 2,6 m – hauteur –, soit 18 m2 de surface habitable) en ossature bois, 3 poteaux-poutres à l’arrière, le tout coiffé par un toit que supportent des chevrons porteurs. Ces 3 parties sont montées successivement :

• étape 1 : mise en place de la dalle de bois sur les plots (voir pages 49 à 60) ;

• étape 2 : mise en place de la partie habitable en ossature bois (séjour-chambre – cuisinette/salle de bains) ;

• étape 3 : montage et levage des 3 poteauxpoutres au nord et des 2 poutres horizontales audessus du module bois (4 m de hauteur), le tout étant destiné à recevoir les chevrons porteurs ;

• étape 4 : mise en place des chevrons porteurs (6,2 × 7,7 m, soit un toit de 48 m2), portés par les 3 poteaux-poutres à l’arrière et le module à l’avant.

Le vissage

Les tailles de vis à utiliser sont très précisément données par les plans de montage de Poirot Construction. Reportez-vous-y.

Le principe qui détermine la taille des vis est simple : tout élément à fixer doit, en plus de son épaisseur, être solidarisé à la pièce qui le porte par 4 cm de vis.

Pour notre part, nous n’avons utilisé que des vis en étoile, à tête Torx. Les embouts correspondants doivent être pris en nombre et de bonne qualité pour ne jamais manquer.

Si vous choisissez de travailler avec pointes et cloueur pneumatique, utilisez des pointes crantées de diamètre 3,1 mm et de longueur 90 mm pour assembler l’ossature (montants de 45 mm de large).

Descriptif technique

Ossature bois

Pose de la dalle bois sur les plots.

Pose de la semelle.

Montage des murs à plat sur le plancher, levage et fixation.

Pose des solives et des plaques d’OSB du plafond.

Poteaux-poutres

Mise en place des 2 pannes sur la cage en ossature bois.

Assemblage des poteaux et des poutres à plat sur le sol.

Levage du portique à la tractopelle.

Positionnement et fixation sur plots.

Chevrons porteurs et toit

Montage et assemblage des 2 pannes sur le module en ossature bois.

Hissage des chevrons.

Vissage des chevrons avec leurs entretoises.

Pose des plaques d’OSB.

Déroulage du feutre géotextile.

Déroulage du liner d’étanchéité.

Pose du bardage sur les 4 rives.

pas à pas

Ossature bois

1. Dalle de plancher

Déroulement des opérations : commencez par placer les 4 grosses poutres de la ceinture (100 × 220 mm), à fixer aux 6 plots. Fixez les solives (45 × 220 mm) à la ceinture par des sabots métalliques. Fermez en bas par des panneaux de fibre de bois DFP (qui laisse passer la vapeur) reposant sur les tasseaux que vous aurez fixés, mettez l’isolant dans les caissons, fermez avec des plaques d’OSB.

Le plancher sur ses plots, vue de dessus. (voir légende page suivante.)
© Poirot Construction

Le plancher sur ses plots, vue axonomique.
© Poirot Construction

Repérez les entretoises sur ces vues du plancher. Ces petites pièces de bois coincées entre 2 poutres servent à solidariser les éléments entre eux et sont placées de manière décalée pour qu’on puisse les visser les unes après les autres. Les numéros que l’on voit ici sont repris sur les pièces, de manière à suivre correctement le plan de montage.

A. Ceinture

1A-a Pour mettre en place la ceinture, positionnez les pièces de bois. Vérifiez l’équerrage en égalisant les diagonales (voir ci-dessous). Attention : ne fixez les éléments aux plots de fondations qu’après avoir fixé les sabots des solives aux pièces de ceinture.

Le +

Quand vous construisez un rectangle avec 4 poutres, il n’y a qu’une façon de savoir si elles sont d’équerre : il faut prendre la mesure des diagonales. Ici, elles sont différentes… … il faut donc les ajuster avec 2 personnes à chaque bout jusqu’à ce que les diagonales soient égales. Alors votre construction est d’équerre.

Le +

Le cœur du bois

En séchant, petit à petit, toutes les pièces de bois vont subir des déformations qui dépendent de la structure de l’arbre et, plus particulièrement, de...

Troisième phase

Les murs extérieurs

Composition des murs

Les murs extérieurs du module associent 3 compositions :

des éléments industrialisés (panneaux de fibre de bois DFP), qui seront recouverts par des lames de bardage ;

des bottes de paille, à l’angle nord-est, qui seront enduites. Les bottes font 90 × 45 × 30 cm (hauteur). Elles sont posées « sur chant », c’est-à-dire sur leur plus petit côté. Côté est, l’écart entre les 2 montants verticaux est de 900 mm, soit la taille des bottes (qu’il faudra cependant rentrer en force) ; côté nord, nous n’avons pas touché à l’écart entre poteaux (à la demande de l’ingénieur de Poirot, qui s’inquiétait du contreventement de cet angle). Les bottes ont donc été retaillées de 90 à 60 cm. Un enduit terre a été posé côté extérieur, et à l’intérieur un simple pré-enduit à la barbotine a été passé ;

du bois cordé, à l’angle sud-ouest, associant bûches de bois de 30 cm (celles dont on se sert pour se chauffer), du mortier chaux-sable pour les lier et, au centre, des copeaux de bois pour l’isolation. D’un point de vue thermique, un mur en bois cordé est faiblement isolant.

Ces techniques sont simples, mais il faut être très méticuleux pendant l’exécution, qu’il s’agisse du nombre de vis, de leurs têtes qui doivent être bien enfoncées dans la fibre de bois, de la pose du pare-pluie, des tasseaux verticaux qui doivent venir prendre en sandwich pare-pluie, panneaux de fibre de bois et montants verticaux.

L’étanchéité à l’air

Comme cette construction est BBC (Bâtiment basse consommation), dont l’une des caractéristiques est d’être étanche à l’air, on doit veiller à donner à l’enveloppe extérieure la meilleure étanchéité possible, en déroulant une bande de type Compriband® sur les montants verticaux et horizontaux avant de plaquer les panneaux. En mettant le pare-pluie, on pourra aussi en assurer l’étanchéité, grâce à un adhésif double face fourni par le constructeur, ou à de grandes bandes linéaires et sans interruption de mastic-colle. De plus, comme le pare-pluie recevra la lumière...

Quatrième phase

Cinquième phase

Les ouvertures

La problématique de l’isolation

Dans une maison isolée et étanche à l’air et à la vapeur, les ouvertures sont essentielles.

En effet, la meilleure fenêtre reste un gouffre à chaleur, une fois que le soleil est couché. Dans notre exemple, faute de budget, nous avons récupéré des vitres simples, de 14 mm d’épaisseur, avec des largeur et hauteur non homogènes (à 2 ou 3 cm). Les plans de montage ont donc été cotés selon ces vitres (à l’inverse de ce qui se fait normalement). L’hiver et la nuit, ces simples vitrages laissent sortir la chaleur : pour les colmater de...

Sixième phase

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