Technologies de Construction Bois

Technologies de construction boisModule de formation n2

Coordination : Jean-Claude GUY CNDB Auteur : Jean-Claude BIGNON CRITT-CRAI Nancy Dessins : Damien HANSER CRITT-CRAI Nancy Ralisation : Jrme GRIVET CNDB

CNDB octobre 2003

SOMMAIRESOMMAIRE 1

1 - HISTORIQUE 2 - CONCEPTION GENERALE 3 - FONDATIONS3 - 1 - CONCEPTION 3 - 2 - SEMELLES FILANTES 3 - 3 - PLOTS ET LONGRINES 3 - 4 - FONDATIONS EN OSSATURE BOIS TRAIT 3 - 5 - PIEUX ET PILOTIS EN BOIS

2 17 2222 24 29 32 38

4 - MURS4 - 1 - CONCEPTION 4 - 2 - MURS OSSATURE LGRE EN BOIS 4 - 3 - SYSTME POTEAUX ET POUTRES EN BOIS 4 - 4 - MURS EN MADRIERS OU RONDINS EMPILS

4343 45 77 90

5 - PLANCHERS5 - 1 - CONCEPTION 5 - 2 - PLANCHERS EN BOIS MASSIF 5 - 3 - PLANCHERS PAR SOLIVAGE

9898 100 109

6 - CHARPENTES6 - 1 - CONCEPTION 6 - 2 - FERMES ET PANNES 6 - 3 - FERMES INDUSTRIALISES 6 - 4 - CHARPENTES CHEVRONS

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7 - REVETEMENTS MURAUX EXTERIEURS7 - 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

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CNDB Module de Formation n2 version 2

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1 - HISTORIQUELe bois nomadeLe bois est sans conteste le plus ancien des matriaux de construction. Les premires habitations construites voient le jour pendant la priode s'tendant du palolithique suprieur au dbut du nolithique, cest--dire de 35000 8000 ans avant J-C.. Ce sont des refuges constitus de branches et branchages accrochs en demi-cercle dans la fourche dun tronc. Le tout recouvert de peaux, de roseaux ou de feuillage offre alors une protection relative contre les animaux sauvages et les intempries.

Habitations en bois et paille au Mali

chaque poque, on retrouve le bois, le roseau, la peau et les os comme matriaux de construction, tant en Europe quen Extrme-Orient, en Afrique et dans les civilisations prcolombiennes dAmrique. Cette universalit sexplique largement par la disponibilit de la ressource, la lgret et la souplesse du bois mais aussi par son mode constructif qui repose sur des techniques simples (assemblages par liens) ne requrant pas d'outils sophistiqus. La rusticit technique de ces premiers modes constructifs nous permet de comprendre pourquoi ils perdurent aujourdhui chez certaines socits nomades ou en voie de dveloppement. La technique du tressage. Les savoir-faire, souvent vhiculs par les femmes, sappuient sur une habilet de gestes que l'on retrouve dans le tressage lors de la confection dobjets domestiques.


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Habitudes en bois

Habitat nomade en Afrique

Cit lacustre

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

Lvolution dcisive de lhomme, de ltat de chasseur nomade celui de fermier et d'leveur de btail sdentaire, a lieu au nolithique (de 9000 5000 ans avant notre re). Le dveloppement ultrieur de la construction dhabitations lui est troitement li. Les toitures de roseau couvrent dabord des huttes moiti souterraines, qui sont leur tour remplaces par des constructions sur pilotis, dans leau ou sur terre. Ce sont les prcurseurs des habitations colombages et des constructions ossature en bois actuelles. Vers 8000 ans avant J-c, alors que dpaisses forts recouvrent encore toute lEurope et le pourtour de la Mditerrane, naissent des villages qui comptent plusieurs dizaines de huttes. La forme circulaire domine. Elle sera partiellement remplace, vers 3000 ans avant notre re, par des huttes de forme rectangulaire, forme importe du Proche-Orient avec la construction sur pilotis. On conservera le plan circulaire principalement dans les campagnes, tandis que le plan rectangulaire se dveloppera dans les colonies plus importantes. Site de Catal Hyk En Anatolie, de 7000 5000 ans avant notre re fleurissent de vritables villes faites de maisons terrasses serres les unes contre les autres. Ces maisons sont constitues de parois en briques crues soutenant des poutres dune porte de 4 mtres revtues de branchages. La toiture est compose de lits de roseaux recouverts d'une couche dargile. En Syrie, au Liban, et en Palestine, on retrouve galement ce genre de vestiges. Plus prs de notre poque, aux premiers sicles de notre re, les pueblos dArizona ou du nouveau Mexique sont construits sur ce modle.

Reconstitution d'une habitation Catal Hyk (Asie Mineure)


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lorigine des templesDurant les derniers sicles avant J-c, le bois devient, avec la pierre, un matriau de construction privilgi dans l'architecture Grecque. Ainsi, Pline lAncien (23 79 ans aprs Jc) nous donne dans son Histoire naturelle une description prcise des essences forestires usuelles dans la construction, des outils utiliss pour le travail du bois (hache, scie, rabot), ainsi que de la prparation et de lemploi des colles connues l'poque.les grecs (Etude et Reconstitution J.P.Adam)

Entre 160 et 180 ans aprs J-c, Pausanias rdige une description de la Grce. On remarque que le premier temple de Delphes fut construit en bois de laurier et que les temples dApollon Thermes, dHra Lycnes et de Posidon Hippios Mantine taient btis en chne. Les colonnes du temple dHra Mtaponte, elles, auraient t ralises en bois de vigne. Vers le VIme sicle avant J-c, on constate une transposition en pierre des lments en bois ou en terre cuite des temples. Dans son trait darchitecture (environ 25 ans avant J-c), larchitecte-ingnieur Vitruve nous explique comment les structures des entablements doriques et ioniques sont nes de cette transposition. Bien que ntant pas tout fait exacte la description de Vitruve nous renseigne pourtant sur un vritable processus de ptrification de larchitecture de bois, dans laquelle larchitecture de pierre puisera son vocabulaire. Reconstitution archologique de lentablement des temples doriques. Lentablement est constitu par une double assise de sablires. Sur lassise la plus haute reposent les arbaltriers, qui, au dbut, ne sont pas solidaires des entraits; ils rpondent la proccupation constante des btisseurs grecs de rendre la charpente indpendante des murs, et de prendre pour appui les colonnes et les pilastres rappelant les btis primitifs entirement en bois. La premire sablire deviendra larchitrave; elle correspond en fait au plafond. La seconde sablire forme larmature de base de la charpente. La frise des entablements doriques et ioniques est un lment de protection form par des plaques (les mtopes) et des grilles (les triglyphes) correspondant des fentres ou de simples ouvertures daration, par de longues plaques de terre cuite dcores ou encore, par des planches peintes fixes contre les sablires pour fermer le vide laiss entre les deux assises.

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

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

Principe de charpente utilis par


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Opus craticiumCest encore Vitruve qui nous apporte des claircissements sur lart des charpentiers romains. Les colombages en bois taient un mode de construction courant pour les habitations et les btiments profanes, comme le montrent les fouilles de Pompe, Herculanum et Stabia. Le colombage consistait (comme le laisse voir la Casa a graticco dHerculanum, reste en bon tat) en un quadrillage de bois perpendiculaires rempli par de la maonnerie. La ville de Pompe fournit de nombreux exemples de cette technique de construction que Vitruve dsigne sous le nom dopus craticium, ou colombage. Le sciage en long des pices de bois se fait dj alors au moyen de scies actionnes par des moulins eau. Connaissant le rabot, les charpentiers romains disposent galement dun outil pour faonner avec soin les pices de bois.Casa a graticco d'Herculanum

Pagodes consolesUn lment caractristique de la construction chinoise en bois est la pagode. Les premiers exemples rappellent non seulement les tours de lpoque Han (206 ans avant 220 ans aprs J-C), mais aussi les tours retrouves en Inde, en particulier la tour en bois du roi Kanishka (IIme sicle).

Temple de Pusokusa (Japon)

Temple de Kyomizu Kyoto (Japon) Dtail de la console

Ces pagodes avaient un plan de base rectangulaire ; leurs toitures reposaient sur des colonnes en bois et des consoles. La structure consoles et la multiplication des assemblages qui lui sont lis jouent un rle structurel trs important dans un systme de charpente caractris par labsence dlments de stabilit trianguls. Cet lment de lossature a revtu au fil du temps des formes de plus en plus varies. Les bras des consoles sarc-bouteront toujours plus haut, dans une esthtique et une structure remarquables. Cette technique se diffusera dans tous les pays orientaux (Japon, Thalande)CNDB Module de Formation n2 version 2

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Les dugong : supports d'encorbellement Les dugong en tant qu'lments de structure sont des systmes constitus de multiples petites pices de bois, qui servent soutenir les saillies du toit ainsi qu' rduire la porte libre des poutres principales de l'intrieur de l'difice. Ils sont constitus de deux parties : des pices cubiques (dou) et des pices allonges et recourbes aux extrmits (gong). Ces dernires sont des sortes de corbeaux qui ont pour fonction d'quilibrer les charges s'exerant en porte--faux de part et d'autre des poteaux et d'assurer la liaison entre les traves en portant les madriers. A ces deux pices se rajoute une pice incline (ang), qui joue un rle de levier pour maintenir l'quilibre entre la partie intrieure et la partie extrieure de la toiture. Les ang exploitent le poids de la toiture elle-mme pour maintenir la stabilit de l'encorbellement.

glises deboutLes premiers sicles de notre re, avant lan mille, ont t relativement peu tudis en ce qui concerne le mode de construction. Nous savons cependant que les chteaux et les glises taient gnralement construits en bois; les rois mrovingiens habitaient des palais de bois et la plupart des glises construites sous Charlemagne taient galement en bois, ce qui leur confrait un caractre provisoire. La Foi enseignait en effet que lEglise, rocher du Christ, devait tre construite sur le roc et en pierre. Malgr cela, on construisit encore (en dehors des glises russes et scandinaves en rondins), jusque dans la seconde moiti du XVIIme sicle, de grandes glises en colombage, notamment en Silsie. C'est en Norvge 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 l'Ouest et au Sud de l'Europe, certaines techniques; Tout au long des XIme et XIIme sicles, ils difieront des glises l'expression architecturale remarquable: les stavkirke. Ces glises se composent dune partie haute -la nef proprement dite- reposant sur des poteaux intrieurs et entoure de bas cots qui sappuient sur la construction interne. Chaque paroi de la nef est constitue de plusieurs cadres tandis que chacune des parois des bas cots est forme dun seul cadre. Lintrt structurel de ces difices rside dans leur stabilit assure par des croix de Saint Andr et par des chevrons formant fermes dans les combles.


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Stavkirke de Borgund (Norvge)

Stavkirke de Borgund Coupe transversale

Technique du cadre Elle consiste en une structure compose de sablires hautes et basses et de poteaux dont le remplissage est assur par des madriers fendus, faonns la hache et assembls par de fortes rainures et languettes.

Trave d'une Stavkirke


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Le mur en bois massif empilLes constructions en rondins ont t largement pratiques jusqu nos jours dans tous les pays dEurope du Nord (Sude, Finlande, Russie, Pologne), rgions fortement boises en rsineux. Les capacits disolation du bois en font un mode de construction bien adapte au climat de ces zones. On retrouve aussi ces murs en bois empil dans les rgions montagneuses du Sud de lEurope comme dans les Balkans. Des dcouvertes archologiques nous indiquent que la technique du rondin tait galement utilise, avant notre re, dans lEurope mridionale couverte cette poque par de grandes forts (en Italie par exemple).

Loft norvgien (13me sicle)

Maison en Pologne construite vers 700 avant J-c La construction de tels difices requiert des outils de qualit suprieure ceux qui sont en pierre polie ou en bronze. Ce nest que vers le VIIIme sicle avant J-c, lorsque les outils en fer se gnralisent en Europe, que lon vit se dveloppent des structures soigneusement assembles.Maisons Biskupin (Pologne) Reprsentation schmatique

Pices quarries assembles par queues d'aronde

Le principe consiste empiler de grands rondins souvent en pin pouvant atteindre 8 9 mtres. Les rondins sencastrent leur entrecroisement grce des entailles. Gnralement la tte du rondin conserve la section dorigine tandis que le cou peut prsenter des sections trs varies. On trouve galement des assemblages sans tte emprunts la menuiserie et renforcs par des chevilles. Contrle des fentes du bois : Pour prvenir les fentes de retrait du bois, on provoque des fentes en enfonant une srie de fiches sur les partie suprieures des rondins.


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Le schma de base d'un btiment en bois couch est le carr ou le rectangle, mais lutilisation dun plan polygonal permettra daugmenter les surfaces sans changer les dimensions des cts. Cette configuration se retrouve dans les glises en rondin construites dans le Nord de la Russie jusqu' la fin du XVIIIme sicle.

Eglise en bois Vologda (Russie)

Aux origines de la prfabrication. Depuis le Moyen ge, il existait en Europe du Nord (Norvge, Russie) des marchs aux bois o lon pouvait acheter les lments prfabriqus dune maison, dun moulin, dun grenier ou dune chapelle. Pour conduire ses premires recherche sur lindustrialisation du btiment, Walter Gropius va utiliser le madrier empil pour la ralisation de la maison Sommerfeld Berlin en 1921. Cette qualit de prfabriqu et de transportable continue aujourdhui donner leur valeur ce type de construction.Maison Sommerfeld Berlin (Allemagne)

Colombages vernaculairesLa construction en colombage se dveloppe au dbut du Moyen ge s'inspirant de la construction en bois ronds, dont les montants taient enfoncs 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 systmes rgionaux dassemblage se dvelopperont.Eglise Sainte-Marie


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Le pan de bois Cruck. Cest une des techniques de colombage les plus anciennes. La forme caractristique de V invers, visible sur les deux pignons de la maison, est la rsultante de deux arbaltriers allant jusquau sol et qui sont les deux moitis dune mme pice de bois do la symtrie.

Gousset de stabilit

Maison Odense (Danemark)

Du point de vue statique, la charpente en bois dune construction colombage se prsente comme un squelette articul; cest uniquement lexprience professionnelle du charpentier et du matre duvre qui dsigne les entretoises ncessaires la reprise des charges et des efforts. Aussi les diffrentes pices de bois sontelles gnreusement surdimensionnes. La prparation et lajustage des pices de bois coupes lavance se fait alors plat sur le lieu mme de construction. Lossature colombage est dresse au printemps, la toiture se place lt, ainsi que les remplissages. lautomne, la maison se trouve sous toit, de sorte que lamnagement intrieur peut se prolonger tranquillement au cours de l'hiver. Un dimensionnement empirique. Bien que le brugeois Simon Stevin (15481620) et dj dcouvert le paralllogramme des forces, permettant de calculer les entretoises dans les colombages et les autres constructions simples, il faut attendre la fin du XIXme sicle pour que le calcul des colombages se gnralise et que les dimensions soient ramenes celles statiquement ncessaires.


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Construction Troyes

En rgle gnrale, on utilise le bois trouv sur place. Mais les matres duvre dcouvriront assez vite que les qualits particulires de rsistance aux insectes et champignons du bois de chne. En Russie et ailleurs, des btiments d'importance furent construits dans cette essence, mme en pleine rgion de conifres. En France, on construira, du XIVme au XVIme sicle et jusquau XVIIIme sicle en Alsace, des maisons colombage qui demeurent, encore aujourd'hui, en bon tat.

Le "Stick style"Les constructions colombage apparaissent en Amrique du Nord vers 1600 avec les premiers colons. Ceux-ci construisent leurs maisons en grande partie en sinspirant des lments stylistiques mdivaux de leur pays dorigine. Les techniques utilises rappellent maints gards la construction navale. La structure consiste en un squelette chevill - l'origine de l'appellation Stick style- habill de bois lextrieur. lintrieur, les panneaux sont revtus de crpis ou lambrisss. Jusqu la guerre de Scession, le style colonial fait figure de style national. Le matriau utilis est essentiellement du bois peint en blanc. Mais c'est la technique du colombage, capable dpouser tous les contours culturels, qui servira de support la renaissance des styles anciens en Amrique du Nord. Le milieu du XIXme sicle se caractrise par des courants parallles fort diffrents: larchitecte A.-J. Downing affirme dans son Pattern Book que le bois doit paratre tel et non vouloir imiter la pierre. Les maisons romantiques de style Tudor des architectes Richard Upjohn et Andrew Jackson Gardening veulent tre comprises comme des beauts architectoniques en harmonie avec la beaut du paysage et se nourrissent de la nostalgie des colombages de la vieille Angleterre.

Maison San Fransisco (Etats-Unis)

Maison San Fransisco (Etats-Unis)


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Le style Queen Ann (1875-1900) revendique le titre de style amricain. Il se caractrise par une utilisation emphatique des lments de structure mis en valeur par des parements extrieurs interrompus. Le style bric brac A propos du style Queen Ann, on parlera de style bric brac pour caractriser la multiplication des formes et des masses qui composent les maisons ainsi que la varit des effets dcoratifs, rendus possibles par la diversit des parements en bois qui remplissent lossature.

Le "Shingle style "Entre 1870 et 1880 se dveloppe au Canada et aux tats-Unis le Shingle style (style bardeaux) dont Henry Hobson Richardson (1838-1886), considr comme le premier architecte amricain moderne, fut le protagoniste. Ce courant architectural ne se fonde pas sur une rvolution technique mais plutt sur une volont de trouver une criture architecturale adapte une technique courante, celle du bardeau.Maison San Fransisco (Etats-Unis)

Moins prisonnier des figures stylistiques imposes par lexpression pittoresque de la structure, le Shingle style se caractrise par des btiments aux formes simples, bnficiant dune grande fluidit intrieure, souvent couverts par des toits forte pente ou un comble la Mansart et dont les murs et la toiture sont totalement et uniquement revtus de bardeaux en bois. Lextrmit des bardeaux est parfois dcoupe selon des modles gomtriques (triangle, demi-cercle) des fins dcoratives, mais globalement le Shingle style apparat comme une premire tentative de retrouver la vrit du matriau.Maison San Fransisco (Etats-Unis)


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Une origine pour l'architecture moderne La maison Van Buren de Bruce Price New York (1886) se caractrise par un plan carr, un espace ouvert et une composition de la faade qui deviendront une des rfrences favorites de larchitecte Frank Loyd Wright.Maison Van Buren New York (Etats-Unis)

La charpente composeTandis que lEurope poursuit la construction en colombage, elle se trouve confronte pour la ralisation des grandes charpentes la rarfaction des bois longs rservs la marine. Ds le XVIme sicle, Philibert Delorme invente la charpente recompose. Face aux contraintes spcifiques des bois courts, il rompt avec lusage de la ferme latine et met au point une charpente qui prend modle la fois sur les arcs en pierre et les couples de bateaux. Cette dmarche reprsente sans doute la premire tentative moderne de repenser lusage du bois dans un dispositif structurel et formel nouveau. La charpente du chteau de la Muette (vers 1550) est ainsi le premier exemple dutilisation dune recomposition dun arc en bois par le clavetage de pices courtes. Ce principe sera repris et amlior au XIXme sicle par le colonel Emy qui associe un arc en planches boulonnes un cadre droit pour raliser par exemple le mange de Libourne (1821).Principe de la charpente recompose

Charpente de la Caserne Rochambeau Mont-Dauphin, Hautes Alpes (1823) CNDB Module de Formation n2 version 2

Dtail

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Les charpentes ballon et plate-formeLa diffusion des scies actionnes mcaniquement, linvention de la scie multi-lames et la mise au point dune machine fabriquer les clous, ds la fin du XVIIIme sicle vont bouleverser les pratiques constructives aux Etats-unis. La planche cloue marque une vritable rvolution, non seulement en rendant la construction dune maison moins onreuse, mais aussi en permettant un ouvrier driger sa maison tout seul, au moyen de bois de moindres dimensions. Le systme consiste en une ossature lgre en bois, avec parois en charpente montant sur deux tages, habilles de planches faisant office de raidisseurs. Les premires maisons de ce type (balloon frame house) furent construites Chicago entre 1830 et 1840, do ce systme de construction se rpandit dune manire gnrale. La construction "Chicago" Cest George Washington Snow (17971870), un quaker de la NouvelleAngleterre, entrepreneur, marchand de bois et agent immobilier, que lon doit linvention de la charpente ballon. Le terme fut donn ironiquement cette technique en allusion sa fragilit apparente. Dailleurs jusquen 1870, la charpente ballon fut nomme Chicago construction.Pose des panneaux

Immeuble en ossature lgre (Etats-unis)

Immeuble en ossature lgre (Etats-unis)

Charpente en plate-forme Un systme analogue dit "plateform frame" en est trs vite driv. La diffrence avec le type balloon rside dans les parois en charpente qui ne font quun tage, tandis que le plancher du premier tage sert de plate-forme pour la construction de ltage suivant.Le "balloon frame" est encore en usage de nos jours. Mais cest lossature plate-forme qui sest gnralise dans le monde. Les panneaux en contre-plaqu sont venus complter le systme partir du dbut du XXme sicle. La technique constructive a paralllement connu diffrentes formes de prfabrication.


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Le pittoresque industrielHabitations Arcachon

Cest probablement sous linfluence de la Suisse que la technique du bois dcoup apparat en France au milieu du XIXme sicle. Il ne sagit pas, comme en Amrique, dune rvolution qui affecte les structures constructives, mais dune nouvelle approche de lornementation qui acquiert son autonomie dans une production industrielle. Alors que le XIXme sicle voit natre une industrie peinant trouver un langage pour les objets quelle produit, et que lhistoricisme apparat comme un systme formel de recours, tout un courant architectural tente de renouer avec les approches vernaculaires de lart de btir. Probablement marqu par linfluence du courant Art and Craft et des architectes comme Richard Norman Shaw (1831-1912), John Ruskin (18191900) ou William Mooris (1834-1896) ), se dveloppent des thories qui prennent pour terrain dapplication de nouveaux types de construction. Les villas en bord de mer (larchitecture balnaire), les chalets de montagne, les kiosques et abris urbains, et mme les btiments des expositions universelles, deviennent les supports privilgis dune ornementation parfois exubrante. Les lambrequins en bois courant le long des rives de toit, les frises dcoupant leur dentelle sur les saillies des marquises ou venant dissimuler sous les linteaux les jalousies et autres stores que lon remonte, tmoignent de la vitalit du bois pittoresque. Lentreprise Waaser et Bougleux est une des premires appliquer en France le dessin au bois dcoup mcaniquement. En fabricant industriellement des planches en bois dcoup, elle ne rpond pas seulement une demande, elle cre une offre de composants qui, indpendamment de projets prcis, ouvrent une voie royale lindustrialisation des produits du btiment. Le triomphe du bois dcoup L'anne 1867 marque le triomphe du bois dcoup. Tandis que Krantz et Eiffel construisent en mtal la galerie des machines pour lexposition universelle, Kaeffer et Cie reoit une mdaille pour ses produits en bois dcoup.Halle des machines l'exposition Nationale Zurich, (Suisse) 1883, d'aprs les plans de A.Pfister.


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Le bois lamell-collLide dassembler des lamelles en bois par collage remonte au dbut du XIXme sicle. Cest en effet vers 1830 quun fabricant de siges, Michael Thonet ralise ses premiers essais de moulage de lamell coll pour former des structures de sige. Il fait bouillir des lamelles de bois dans de la colle avant de les fixer dans des moules en fer. Thonet prsente son premier sige en bois lamellcoll en 1836 et le commercialise rapidement. La faible rsistance en milieu humide des colles utilises alors le conduira pourtant abandonner cette technique au profit de celle du bois massif tuv cintr. Il faudra attendre le dbut du sicle suivant pour voir rapparatre la technique du lamell-coll cette fois dans le domaine de la charpente. Otto Hetzer, matre charpentier allemand, dpose en 1900 un brevet de fabrication pour des poutres composes de lamelles de pin sylvestre assembles par de la colle casine et destines servir de solives de plancher. Par la suite, ayant eu probablement connaissance des travaux du colonel Emy, il pense raliser des lments courbes dont la forme serait aussi proche que possible de la ligne de pression. Il dpose donc un nouveau brevet en 1906 pour la ralisation dlments de construction en bois cintr. Cette technique du bois lamell-coll cintr va trs vite se dvelopper dans tous les pays dEurope sauf en France o il faudra attendre les annes 1950. On va, en particulier, lutiliser pour raliser des hangars, tels ceux qui abriteront les fameux gonflables Zeppelins, et des halls dexposition, comme le btiment construit en 1910 Bruxelles et dont la porte atteignait dj 43 mtres.

Garage construit avec le systme Hetzer Paris 1937

Maison Nantes Architecte E. Boucher

Au-del du bouleversement technique induit par la lamellation et la colle, cest bien linscription du matriau dans un systme conceptuel renouvel comme la structure-arc et ldifice-tunnel qui va donner au Bois lamell-coll sa pleine capacit dinnovation. Le Lamll-coll simmigre La technique du bois lamell-coll sera importe aux Etats-Unis dans les annes 1930 par des immigrs allemands et en particulier larchitecteingnieur Max Hanish qui avait travaill avec Otto Hetzer. L'architecte amricain Victor Lundy sera un des premiers lui trouver une expression architecturale de qualit.

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


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2 - CONCEPTION GENERALELa ralisation dun ouvrage en bois fait appel des pratiques spcifiques. La nature et les caractristiques du matriau, ses technologies au niveau de sa transformation, de son faonnage et de sa mise en uvre induisent des procdures de construction particulires. Tous les acteurs de la filire construction sont concerns et doivent intgrer dans leur travail des mthodes adaptes qui garantiront la qualit de leur prestation et plus globalement la qualit de louvrage ralis. lamont du processus de construction, le travail de conception doit lui aussi prendre en compte ces spcificits. Du point de vue de lorganisation, deux aspects1 sont aujourdhui fondamentaux : - Une ingnierie fortement concourante. Larchitecte, le bureau dtudes bois et lconomiste doivent travailler de concert ds lesquisse pour assurer une conception globale qui prenne en compte larchitecture, la technique et le cot. - Une ingnierie fortement spcifiante. Lquipe de conception doit pouvoir produire des plans dexcution, des devis descriptifs et quantitatifs trs prcis et dtaills. Du point de vue du travail mme de projet, il importe que tous les problmes lis la dfinition des espaces et des lments physiques du bti soient abords. Nous proposons une mthode danalyse en quatre thmes dont lobjectif est daider le concepteur dans ses choix. - Comparaison des diffrents systmes constructifs. Nous identifions les principales caractristiques des grandes familles de systmes structuraux - Comparaison des diffrentes logiques de production. Nous voquons les grands traits des systmes de fabrication et de mise en uvre. - Facteurs de choix dun systme constructif. Nous dfinissons une check-list des points qui doivent tre envisags. Lordre des points, leur importance et les rponses apportes relvent bien videmment des particularits propres chaque projet. - Incidence du choix dun systme constructif sur le projet. Nous rpertorions les principales consquences des choix constructifs en matire de dfinition du projet.

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Les aspects organisationnels sont dvelopps dans les modules 3 et 4 17===========


Comparaison des diffrents principes constructifs courants pour lhabitat ou les petits btiments

Ossature lgre Systme le plus rpandu Bonne adaptation tout milieu et toute typologie douvrage Grande flexibilit constructive Fabrication sur site ou industrialise Haute performance en isolation thermique Modes dexpression architecturale trs diffrencis Cots comptitifs Poteaux et poutres Systme haut de gamme Grande importance des dtails constructifs Ingnierie et production trs qualifies Grandes potentialits formelles et lumineuses Expression architecturale type (rationalisme structurel) Prix plus levs Madriers empils Systme essentiellement limit lhabitat diffus non urbain Prfabrication des composants puis montage sur site Bon optimum dambiances thermiques (isolation, inertie), acoustiques et phoniques Potentialits formelles limites Expression architecturale type (rgionalisme du froid ) Cots plus levs Colombage Systme essentiellement limit la rhabilitation Bonne flexibilit constructive Expression architecturale type (rgionalisme)


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Comparaison des diffrentes logiques de production

Artisanale Fabrication et pose des ouvrages la demande Grand savoir faire Grande adaptation la demande architecturale Cots parfois levs Besoin daccompagnement en ingnierie Industrielle Fabrication industrielle de composants standards ou non Matrise de la qualit des produits Pose sur chantier par monteurs Bonne adaptation la demande architecturale Cots comptitifs


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Facteurs de choix dun principe constructifCapacit de la matrise duvre Comptence des architectes (Bonne connaissance des concepts constructifs) Comptence des bureaux dtudes et de contrle (Bonne connaissance des modles de comportement du matriau et de ses technologies constructives) Capacits constructives de lentreprise Comptence de lingnierie dentreprise Qualification de la main duvre, outillage, transport Cot Part de la structure dans le cot global de construction Incidences sur les autres constituants de ldifice (Fondations, parements, remplissages, fluides) Maintenance (Concerne les parements et finitions et peu la structure) Performances spatiales Inscription dans le site Volumtrie gnrale extrieure Rapports pleins-vides dans les parois Fluidit de lespace intrieur Performances fonctionnelles Confort acoustique et phonique : Isolation des bruits ariens Isolation des bruits dimpacts Ambiance acoustique (absorption, rflexion des sons) Isolation Inertie Visuel Utilisation du comble Expression de la structure Evolutivit

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Confort thermique : Confort dambiance :

Comportement en situation de risque Feu Sismes Site Nature du sol Topographie Accessibilit du chantier Eloignement de la zone de fabrication Chronologie du chantier Dure totale Dcoupage squentiel : Valorisation en fin de vie Dconstruction slective Dmontage et rutilisation Destruction (nergie) phase humide et phase sche


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Incidences du choix constructif sur la conception du projetDtermination dune trame dimensionnelle Trame de construction Trame de conception Composition de lespace 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 faades Volumtrie gnrale Expression architecturale (lments de structure, de parements) Matrialisation des structures, parois et enveloppes Dimensionnement des composants Forme et gomtrie Matires, couleurs Jonctions (mode dassemblage) Position des lments porteurs Composition des enveloppes (isolations, parements) Distribution des fluides Installation intgre Installation apparente Dtails rglant les interfaces entre corps dtats Charpente/Maonnerie (Tolrances dimensionnelles, contacts bois/maonnerie) Charpente/Couverture (Pente de toiture, ventilation) Charpente/Menuiserie (tanchit lair, leau) Charpente/Pltrerie Isolation (tanchit lair, pare-vapeur, joints) Charpente/Plomberie- Electricit (Engravures et percements dans la structure, respect de lisolation, du pare vapeur) Charpente/finitions (Compatibilit) Organisation du processus de construction Dcoupage du projet par corps dtat (Dfinition des lots, limites des prestations, exigences dexcution et de mise en uvre) Dcoupage chronologique du projet. (Calendrier des travaux, ordre des interventions, dure prvisionnelle)


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3 - FONDATIONS3 - 1 - CONCEPTIONComparaison des diffrents systmes de fondationsSemelles filantes Charges rparties linairement, Murs de fondation continus formant un volume habitable ou sanitaire en dessous du rez-de-chausse, Pressions latrales du sol sur les murs enterrs, tanchit des murs prvoir dans les zones humides, Vides sanitaires (ventuels) ventiler. Plots et longrines Descente de charges concentres, Superstructure du btiment ventuellement surleve par rapport au sol, Minimum de transformation du sol naturel, Plancher bas obligatoirement isol. Ossature en bois trait Principe constructif proche de celui des murs en ossature lgre, Bois et panneaux traits (risques environnementaux), Solution sche et prfabricable, Stabilit latrale des murs assure : a/ par le plancher du rez-de-chausse en partie haute, b/ par le sol ou un dallage en bton en partie basse. Pieux et pilotis en bois Descentes de charges concentres, Superstructure ventuellement surleve par rapport au sol, Bien adapt aux terrains en pente, Ncessaire pour les sols profonds ou en bordure de plan deau.


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Facteurs de conception des systmes de fondationsCots Choix du systme de fondation, Qualits des composants et de la mise en uvre. Nature des sols. Rsistance la compression du sol, Adhrence du sol, Profondeur du bon sol, Prsence deau. Zone climatique Profondeur hors-gel, Temps douverture du chantier (rgions froides). Topographie du site Degr de modification du site, Incidence des fondations les unes sur les autres (terrain faible ou forte pente) Somme des charges rapportes au sol Charges propres du btiment, Surcharges climatiques (eau, neige, vent), Surcharges d'usage. Compatibilit avec la superstructure Construction par murs ossature lgre, par madriers ou rondins empils, Construction par poteaux et poutres. Contrle des ambiances Transmission thermique (isolation, inertie), Migrations deau et de vapeur deau, Ventilation du vide sanitaire. Protection et rcupration des eaux d'infiltration tanchit, protection d'tanchit, drains Intgration visuelle de l'difice dans le site Btiment pos ou flottant, Btiment dcoll ou surlev, Btiment enterr. Qualit environnementale Toxicit des traitements (protection, prservation) et colles, Dconstruction slective (dmontage).


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3 - 2 - SEMELLES FILANTESPrincipesUne semelle est un ouvrage linaire en bton arm gnralement rserv aux sols dont la "portance" est au moins gale 0,1 MPa. Les semelles supportent gnralement un mur dinfrastructure maonn dlimitant un soussol ou un vide sanitaire. Cest le systme le plus couramment utilis dans la construction. Il convient que la largeur des semelles ne soit pas infrieure 0,40 m mme pour des charges de faible importance. Les fouilles ncessaires la ralisation de ces semelles doivent tre aussi troites que possible. Il est recommand, quelle que soit la nature du sol, d'y couler immdiatement l'avancement un bton de propret et de protection.

Semelles filantes

MatriauxBton Les semelles peuvent tre coules en gros bton peu ou pas arm, si leur dbord par rapport au nu du mur est infrieur la moiti de la hauteur. Afin de prvenir les tassements diffrentiels, on place en partie basse une armature filante qui sert de chanage lorsque le sol est htrogne ou si les semelles sont assez longues (>10 m). Si la contrainte admissible du sol entrane une largeur trop importante, on devra raliser des semelles en bton arm. Le dosage des btons en fonction du type de fondation est donn par le tableau ci-dessous : 3 Bton de propret paisseur 4 cm : 150 kg de ciment/m Semelle filante non arme : 200 kg (300 kg dans leau) Semelle arme d'un chanage : 250 kg (350 kg dans leau) Fondation en B.A : 300 kg (400 kg dans leau)


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Armatures Les sections minimales de chanage sont essentiellement lies la rsistance des aciers. 3 cm2 2 cm2 1,6 cm2 Attention : Si le sol est trs htrogne, les fondations doivent se comporter comme des poutres. Leur calcul doit tre effectu avec prcision. Ronds lisses Fe E 215 Barres HA Fe E 400 Treillis souds ou barres Fe E 500

Pr-dimentionnementLes dimensions des semelles filantes dpendent des facteurs suivants : la distribution du systme structurel (nombre, longueur des murs porteurs), les charges transmises par les murs, la position de la semelle ( laxe, en mitoyennet), la nature du sol. PROPORTIONNEMENT : Pour des difices de type R+1 en maonnerie ou de type R+3 en ossature bois, les charges au niveau des fondations sont relativement faibles (environ 5 tonnes au mtre linaire). La largeur des semelles est gnralement comprise entre 40 et 60 cm. Semelle de faible largeur (environ deux fois l'paisseur du mur) : Elle est ralise en bton non arm. Le dbord de la semelle part rapport au mur ne doit pas excder la moiti de l'paisseur de la semelle. Semelle de grande largeur (suprieure deux fois l'paisseur du mur) : Elle est ralise en bton arm. Son dimensionnement et celui du ferraillage prennent en compte les efforts de traction transversaux dans le bton.

Semelle en bton

Semelle en bton arm


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RACTION DU SOL La raction du sol est le plus souvent caractrise par une valeur de calcul ultime dtermine par une analyse des sols ou dduite de lexprience. Contraintes de calcul (q - taux de travail du sol) dduite de lexprience. Nature du sol Roches peu fissures saines, non dsagrges et de stratification favorable Terrains non cohrents bonne compacit Terrains non cohrents compacit moyenne Argiles q (MPa) 0,75 4,5 0,35 0, 75 0,2 0,4 0,1 0,3

Fondation sur sol en penteSur les sols en pente (>10 %) des prcautions particulires doivent tre prises. Cas des fondations parallles aux courbes de niveau. Pour viter l'influence d'une fondation sur l'autre, les changements de niveaux entre deux semelles successives ne doivent pas dpasser une pente de 2/3. Attention : On veille toujours assurer une position hors-gel des semelles.

Cas des fondations perpendiculaires aux courbes de niveau.

Pour viter le glissement des fondations sur le sol, on ralise des gradins ou redans sur le sol et les fondations.

Semelles des profondeurs diffrentes

Semelles en gradin


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Semelles excentresLorsqu'on construit en mitoyennet, les semelles de rives peuvent tres coupes de moiti. Il en rsulte une dissymtrie et une excentricit des forces provoquant une rpartition triangulaire des contraintes sur la semelle. On rtablit la situation de contraintes uniformes en introduisant des aciers de renfort dans la semelle ou en reliant les semelles excentres par des longrines perpendiculaires au mur, dites longrines de redressement, qui annulent le couple la base du mur.

Semelle dissymtrique

Semelle excentre avec longrines de redressement

Mise hors-gel des fondationsDans les rgions tempres et froides, le gel peut provoquer des mouvements de pression ou des tassements irrguliers sous les fondations. Pour viter ces dsordres, il convient de placer les fondations une profondeur suffisante qui les rende insensibles aux effets du gel. T > 0 0 > T > -5 -5 > T > -10 -10 > T > -15 -15 > T P > 0,50 m. P > 0,60 m. P > 0,80 m. P > 1 m. P > 1 m.

Murs d'infrastructureUn mur dinfrastructure en bton banch ou en maonnerie de blocs vient prendre appui sur les semelles et former lenveloppe de linfrastructure. Il doit tre solidaire de la semelle pour viter tous risques de pousse horizontale due aux remblais.


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Mur dinfrastructure

Protection des fondationsPour limiter les effets de l'eau sur les parties d'ouvrage enterres et viter toute remonte capillaire prjudiciable la construction bois, on peut procder des protections particulires. tanchit de la face externe des ouvrages souterrains : - mortier hydrofuge, - enduit pelliculaire base de rsines, de goudron, de caoutchouc..., - feutre bitumeux.

Cette tanchit peut tre protge par des parois rigides : - blocs de ciments, - tles ondules, - crans plastiques structurs. Pose d'un drain proche des fondations : drains en bton, terre cuite, cramique, PVC ( = 10 cm), la longvit du drain est accrue par interposition d'une membrane filtrante.

Drainage du site priphrique selon la nature des sols : - La distance entre drains peut tre titre indicatif la suivante : Terrains compacts argileux 8 12 m Terrains ordinaires limoneux 12 16 m Terres sablonneuses 16 20 m. De plus il est bon de respecter une distance de15 20 m entre les drains et les arbres existants ou planter.

Normes et DTUDTU 13.11 DTU 13.12 Fondations superficielles Rgles pour le calcul des fondations superficielles


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3 - 3 - PLOTS ET LONGRINESPrincipesUn plot est un ouvrage de maonnerie qui s'apparente une semelle carre ou rectangulaire massive en gros bton non arm ou peu arm. Les plots s'utilisent sur des sols de bonnes qualits ou/et pour des ouvrages de faible poids. Ils sont bien adapts la construction en bois et permettent la ralisation douvrages lgers lgrement surlevs du sol. Comme les pieux et les pilotis, les plots ncessitent peu de fouilles. Ils prservent la topographie naturelle du terrain de mme que le systme de drainage du sol. Les plots sont relis entre eux par des longrines. Les longrines sont des poutres qui portent les murs et servent aussi supporter les planchers bas avec vide sanitaire ou limiter le dallage sur les rives du btiment.

Plots

MatriauxLes plots travaillent uniquement en compression. Ils ne sont gnralement pas arms et sont raliss avec des btons doss 250 kg/m3 Les longrines peuvent tre ralises par : des lments fabriqus sur site ou prfabriqus en bton arm. Le dosage des btons est de 350 kg/m3. Le ratio moyen dacier pour les longrines est de 80 kg/m3 ; des poutres en bois massif ou en lamell coll. Compte tenu de la proximit du sol, les bois devront correspondre la classe de risque biologique4.


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Pr-dimentionnementPlots La section des plots dpend de plusieurs facteurs : La nature du sol, La distribution du systme 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 tre de section circulaire avec coffrage perdu en carton. Lespacement des plots se situe gnralement entre 4 et 8 m, mais peut aller jusqu 12 m.. Longrines en bton On utilise le plus souvent des longrines prfabriques prcontraintes. Ce qui permet dobtenir des rsistances amliores et une plus grande prcision dans les cotes. On les trouve dans les dimensions suivantes : 20 x 20 cm, 20 x 40 cm, 20 X 60cm. Exemple de portes admissibles : Section (cm) 20 x 20 20 x 40 20 x 60 Poutres en bois Des poutres en bois lamell coll formant longrines peuvent tre utilises jusqu 8 m de porte. H= 1/12 1/15 P Charges 2500 kg/ml 6,00 m 9,80 13,50 4000 kg/ml 4,90 7,70 11,50 6000 kg/ml 4,00 6,50 9,50

Jonction des plots et des longrines

Longrines en bton

Des aciers en attente sont insrs dans le plot. Ils sont lis aux aciers des longrines et couls dans un bton de clavetage pour les longrines prfabriques ou directement dans le bton des longrines lorsquelles sont fabriques sur place.

Longrines de rives et courantes


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Poutres en bois La jonction se fait par lintermdiaire dun trier mtallique fix mcaniquement au plot. Afin dviter la stagnation deau en partie suprieur des plots, il est conseiller de faonner ces derniers avec une pente.

Longrines en bois sur plot

Attention : La face suprieure de la poutre doit tre si possible protge par une couvertine ou tout dispositif formant larmier.

Mise hors-gel des fondationsLa sous-face du plot devra toujours tre situe sur un sol hors gel (cf. profondeur selon rgions)

Normes et DTUDTU 13.11 DTU 13.12 Fondations superficielles Rgles pour le calcul des fondations superficielles


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3 - 4 - FONDATIONS EN OSSATURE BOIS TRAITPrincipesLes fondations en bois trait sous pression sont relativement rcentes. Depuis les premires expriences effectues au dbut des annes soixante, lintrt pour ce mode de construction sest accru tel point quil est reconnu aujourdhui au Canada et aux Etats-Unis, sous lappellation de PWF (Permanent Wood Foundation). Cest une technique bien adapte aux rgions de grand froid ou les temps douverture de chantier sont extrmement rduits. Les fondations en bois trait remplissent les mmes fonctions essentielles que les autres fondations. Les murs de fondation en bois trait se construisent comme les murs extrieurs en superstructure. Ils se composent dune lisse basse et dune sablire entre lesquelles se placent les poteaux et sont revtus dun panneau en contreplaqu. Les recherches effectues prouvent toutefois quil faut tenir compte de certains facteurs lors de la conception dun mur de fondation en bois trait. Ainsi, les facteurs comme les contraintes latrales imposes au mur par le remblayage, la mise en place du plancher du sous-sol et le raccordement des solives du rez-de-chausse au mur de fondation doivent tre particulirement tudis. Un bon drainage du sol est galement indispensable.

Matriaux QualitLessence de bois la plus utilise pour son bon rapport rsistance-poids, mais surtout pour son aptitude limprgnation en autoclave est le pin. La faible paisseur des montants et des lisses et les charges reues conduisent utiliser des bois prsentant de bonnes caractristiques mcaniques (Classement structure : C22).

HumiditLorsque le sol et le remblai sont correctement drains, le taux dhumidit des bois se situe entre 20 % et 22%

Risques biologiquesLes fondations en bois trait se trouvant dans des conditions taux dhumidit pouvant tre lev, il convient de considrer que les lments de structure et le contreplaqu sont en classe de risque biologique 4. Tous les matriaux devront donc tre choisis avec soin si lon veut construire une fondation en bois trait de qualit. En gnral, les bois et les contreplaqus utiliss sont imprgns sous pression avec des sels de type CCA ou CCB.

Pr-dimentionnement lments d'ossatureLes dimensions des ossatures de fondations dpendent : - de lessence utilise et du classement des bois, - des charges transmises par les murs, les planchers et la charpente, - de la profondeur du remblai (pression latrale).CNDB Module de Formation n2 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 contreplaquLpaisseur du contreplaqu est fonction : - de lespacement des poteaux muraux, - de la disposition des panneaux, - de la hauteur du remblai. paisseur courante : 12 mm et 15 mm

Semelle des fondations Couche drainanteAvant la pose de la semelle, on ralise sur le sol non modifi du fond de lexcavation une couche drainante de gravier ou de pierre concasse dune paisseur minimale de 125 mm. Le lit de gravier doit se prolonger sous la semelle et stendre sur une distance de 300 mm lextrieur de lenceinte.

Semelles en bois traitLes semelles des fondations peuvent tre ralises en bois trait sous pression ou en bton. 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 capacit porteuse dau moins 0,75 MPa. La masse totale des fondations sen trouve rduite de beaucoup puisque le bois est plus lger que le bton. En reposant sur le lit de gravier, la semelle de bois nentrave pas lvacuation normale des eaux. Les dimensions de la semelle doivent tre soigneusement calcules. 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 lexcavation. Dans les deux cas, il faut sassurer que les joints de la semelle sont dcals dau moins 600 mm par rapport ceux de la lisse basse du mur. Attention : Les bouts et les chants des pices coupes ne doivent jamais tre mis en contact avec le sol ni exposs lhumidit. Plutt que de couper les pices la longueur exacte, on peut les faire dborder aux angles.

Semelles en bois


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Ossature des fondationsLes murs de fondation en bois trait se construisent de la mme manire que les murs de superstructure en ossature bois. Ils se composent dune lisse basse et dune sablire (simple ou jumele) entre lesquels se placent les poteaux entraxes de 300 400 mm. La structure reoit sur sa face extrieure un revtement en panneau de contreplaqu. Le nombre et la taille des clous servant fixer les lments en bois trait sont dtermins par le calcul. On utilise des clous en acier inoxydable. Si lon choisit dutiliser des agrafes, elles devront galement tre en acier inoxydable. Tout autre organe de fixation mtallique devra tre fait dun matriau rsistant la corrosion (acier galvanis chaud ou mieux acier inoxydable). Le mur peut tre fabriqu en grandes dimensions en usine pour tre ensuite transport sur le chantier, ou tre construit sur site. Angles La ralisation des angles rentrants et saillants est voisine de celle des murs en superstructure. Cependant les angles rentrants peuvent ncessiter des renforts par des feuillards mtalliques pour ne pas souvrir sous la pression du remblai. Tous les joints doivent tre calfeutrs avec un mastic tanche.

Angles renforcs

Baies Les ouvertures des portes et des fentres mnages dans le mur ncessitent une attention toute particulire. Les ouvertures doivent tre solidement cloues et renforces par des triers pour transmettre les charges appliques aux poteaux. Tous les joints doivent tre calfeutrs lors de la pose du revtement mural.


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Revtements des fondationsLossature des murs de fondation reoit sur sa face extrieure des panneaux en contreplaqu. Ceux-ci forment une enveloppe tanche leau. Les panneaux peuvent tre poss verticalement ou horizontalement sur lossature de la fondation. Ils sont fixs par des clous en acier inoxydable. Toutes les rives des panneaux doivent tre en appui sur un lment dossature. On place un renfort de clouage de 40 ou 50 mm dpaisseur derrire tous les joints qui ne donnent pas sur un lment dossature. La longueur, lespacement et le type des clous doivent tre dtermins par le calcul. Lcartement ne pourra en aucun cas tre suprieur 150 mm en rive et 300 mm en partie courante. Il faut assurer une tanchit entre les panneaux de contreplaqu, pour viter que lhumidit ne pntre dans le mur. Tous les joints doivent tre calfeutrs au moyen dune mastic prsentant une bonne durabilit. Les mastics tanches au butylne ou les joints base de silicone conviennent bien au bois trait et permettent dobtenir des joints lastiques et durables.

Planchers basOn ralise gnralement un plancher bas pour faciliter lusage du sous-sol mais aussi pour reprendre la pression latrale exerce par le matriau de remblai la base du mur. Le plancher bas est le plus souvent en bton, mais il peut tre galement fabriqu en bois sur lambourdes traites. Le plancher bas dinfrastructure comme le plancher haut doit tre ralis avant le remblayage pour viter que le mur ne se dplace. Une coupure de capillarit doit tre pose sur le gravier avant coulage du dallage Afin de transmettre les contraintes exerces par le sol au dallage en bton, celui-ci doit tre plus haut que lextrmit infrieure des poteaux muraux. Une planche en bois trait (paisseur mini 19 mm) est fixe tout autour du mur. Elle tient lieu de coffrage et de guide de nivellement. Le dallage doit tre lgrement inclin pour faciliter lvacuation des eaux vers un puisard ou un siphon de sol do elles seront vacues par gravit ou laide dune pompe vers l'gout.

Attention : En labsence de plancher bas, il est ncessaire de prvoir des dispositifs dtayage pour viter la pousse du remblai.Dallage


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Planchers hautTout comme la base du mur, le sommet du mur de fondation doit tre fix solidement aux solives du plancher haut pour rsister la pression latrale exerce par le sol.

Solives reposant sur larase du murLa solive de rive et les solives de plancher sont cloues la sablire et renforces par une attache en acier galvanis. Lattache doit tre fixe sur la partie haute du poteau, sur la sablire et sur la solive de rive. Pour reprendre la pression des murs parallles aux solives, on intercale des entretoises en bois massif perpendiculairement aux solives et en face des poteaux.

Fixation des solives sur sablire

Solives lintrieur du mur de fondation

La solive de rive est fixe contre les poteaux et reoit par lintermdiaire dtriers les solives de plancher. Comme prcdemment, on intercale des entretoises entre les solives parallles aux murs.

Fixation des solives sur poteaux

Attention : En cas de ralisation de trmies de plancher pratiques moins de 1,20 m du mur de fondation, il convient dapporter des renforts autour de la trmie de manire pouvoir rsister la pousse latrale du sol.


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Protection des fondationsLes panneaux de contreplaqu doivent tre protgs contre leau de ruissellement en surface. La ralisation dun dispositif dtanchit : - limite le taux dhumidit du bois sous le seuil de 20 %, - rduit le risque de corrosion des lments mtalliques, - aide dvier les eaux de surface vers le lit de gravier. On ralise la coupure hydrofuge en appliquant une membrane, gnralement une feuille de polythylne de 150 m, sur la paroi extrieure du mur depuis la semelle jusquau niveau du sol fini. Les feuilles de polythylne se posent recouvrement (chevauchement minimal de 150 mm). Tous les joints entre les feuilles doivent tre calfeutrs avec soin. On calfeutre galement le bord suprieur de la membrane, puis on place une planche en bois trait de 200 mm de largeur ou une bande de contreplaqu trait de 300 mm de largeur de telle sorte que sa rive suprieure se situe au-dessus du niveau du sol et sa rive infrieures sous le niveau du sol fini. Ce procd permet de fixer et de protger le bord suprieur de la membrane de polythylne. Il faut galement calfeutrer la rive suprieure de la bande de contreplaqu. Attention :

Il faut prendre garde de ne pas trouer ni dchirer la membrane de polythylne. Il importe de protger la surface de polythylne au moment du remblayage. Dans ce but, on recouvre le polythylne dun panneau de fibres ou de plastique nervur avant le remblayage. La membrane de polythylne ne doit pas se prolonger sur le lit de gravier ni sous la semelle. Ainsi dans le cas ou de lhumidit se dposerait entre le polythylne et le contreplaqu, lhumidit pourrait scouler vers le lit de gravier.

DrainagePour limiter les effets de l'eau sur les parties d'ouvrage enterres, il est conseill de prvoir des dispositifs dvacuation des eaux. Pose d'un drain proche des semelles de fondation - Drains en bton, terre cuite, cramique, P.V.C ( =10 cm) - La longvit du drain est accrue par interposition d'une membrane filtrante.

Mise en uvre dun remblai drainant jusqu 20 30 cm du sol fini (sable, tout venant de rivire) Ralisation de la couche suprieure du remblai par une terre argileuse afin dloigner les eaux superficielles. Pente lgre du terrain aux alentours du btiment afin dvacuer au mieux les eaux de pluie.

Normes et DTUIl nexiste pas en France de normes relatives aux fondations en bois trait. Toute ralisation devra donc faire lobjet dun avis technique.


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3 - 5 - PIEUX ET PILOTIS EN BOISPrincipesCest le plus vieux dispositif connu puisquil tait dj utilis la prhistoire. La plupart des difices construits avant le XIX sicle taient fonds sur des pieux en bois. De fabrication et de manipulation simple, les pieux en bois sont bien rsistants en milieu humide condition de rester toujours immergs. Les pieux sont un dispositif ponctuel utilis lorsque la profondeur du bon sol est importante. Leur tte est gnralement arase en dessous du niveau du sol. Les pilotis sont particulirement utiliss lorsque les constructions sont situes sur des terrains en pente, dans des zones humides ou susceptibles dtre inondes, ou des rgions de forts vents. Les pilotis permettent de surlever la structure du btiment au-dessus du niveau du sol. Ils ncessitent peu de fouilles. Ils prservent la topographie naturelle du terrain de mme que le systme de drainage du sol. Les pieux et les pilotis transmettent les efforts verticaux par la pointe ou par frottement latral. Ils transmettent galement les moments dencastrement. Les pieux sont habituellement relis par des semelles tandis que les pilotis sont relis par des poutres. Les pilotis en bois peuvent tre prolongs pour recevoir la toiture et former une structure particulirement rsistante aux vents latraux et aux sismes. Les pieux et les pilotis sont gnralement raliss selon une trame dfinie par le systme poteau et poutre du btiment. Leur cartement dtermine la porte des poutres et des solives et donc les charges verticales quils peuvent recevoir.


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Matriaux QualitLes essences indignes qui taient couramment utilises en Europe taient le chne, le chtaignier, le robinier, le htre, laulne et les rsineux dun diamtre moyen de 25 40 cm et dune longueur de 10 12 m. Dans dautres rgions, des essences comme le squoia, le cyprs, lazob, le teck taient galement employs dans un diamtre allant jusqu 50 cm et une longueur pouvant atteindre 25 m. Actuellement, lessence de bois rsineux la plus utilise surtout pour son aptitude limprgnation en autoclave est le pin. En feuillu, on utilise le chne et le robinier ou encore certains bois tropicaux (azob)

HumiditEn puits drainants, les pilotis et les pieux sont mis en uvre avec un taux dhumidit situ entre 20 % et 22 %. En milieu aqueux, le taux dhumidit pourra tre de 30 % et plus.

Risques biologiquesLes pieux et pilotis de fondation en bois se trouvant dans des conditions dhumidit permanente sont en classe de risque biologique 4. Pour les pilotis utiliss en milieu marin, la classe de risque retenue est de 5. En gnral, les bois utiliss sils ne sont dessence naturellement durable, sont imprgns sous pression avec des sels de type CCA ou CCB.

Pr-dimensionnement

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

Jonctions pilotis - poutres

Des poutres en bois sont boulonnes aux pilotis et servent raliser la structure de la plate-forme du plancher. Les pilotis peuvent tre arass au niveau de la plate-forme ou se prolonger pour former la superstructure.

Systme pilotis et poutres


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Afin de diminuer le cisaillement au niveau de lassemblage, on peut raliser des entailles sur les pilotis ou fixer des blocs de repos. noter : Les poutres peuvent se prolonger en porte--faux dans la limite dun quart de la porte courante.

Jonction par entaille sur bois rond

Bloc dappui sur section carre

Appui avec gousset


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PiedsLa profondeur denfoncement des pieux et des pilotis dpend : - du type de sol, - de la pente du terrain, - des charges transmettre, - de la zone sismique. Les pieux et pilotis profonds (>5 m) sont enfoncs au marteau hydraulique et peuvent travailler par la tte ou par frottement latral (pieux flottants). Les pieux et pilotis peu profonds (50 kg/m2) des prcautions doivent tre prises. Pour les cloisons perpendiculaires aux solives, on vrifiera que la surcharge ne provoque pas une flche excessive. Pour les cloisons parallles aux solives, on disposera des trsillons de rpartition des charges sur deux solives ou lon doublera la solive au droit de la cloison. Dans les deux cas, il pourra tre ncessaire daugmenter la section des solives ou de diminuer leur cartement.

Cloisons lourdes parallles aux solives


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Porte--faux et trmies Porte--fauxLes planchers par solivage permettent de raliser simplement des porte--faux pour la confection de balcons ou de murs en encorbellement jusqu' une longueur de 4 fois la hauteur des solives (60 80 cm). Au-del de cette porte tout porte--faux devra tre soigneusement calcul. Si le plancher en porte--faux est parallle aux solives, il convient de crer une zone dquilibrage. Des consoles viennent se fixer une solive jumele situe l'intrieur du mur une distance gale deux fois le porte--faux.

Porte--faux parallles aux solives Trmies

Porte--faux perpendiculaires aux solives

Une trmie pratique dans la charpente d'un plancher est ralise grce une disposition approprie de chevtres, de solives d'enchevtrures et de solives boiteuses. Les solives d'enchevtrures de faible paisseur (50 ou 75 mm) et les chevtres doivent tre doubls lorsque leur porte dpasse 1,20 m. Les chevtres de plus de 1,80 m de longueur doivent tre supports aux extrmits par des triers dont on vrifiera en particulier les contraintes de cisaillement aux fixations. Les chevtres de plus de 3,60 m doivent trouver appui sur des murs ou des poutres. Attention : Les trmies de grandes dimensions peuvent modifier la rigidit horizontale du plancher et donc son rle de contreventement pour les murs.

Trmie d'escalier

Trmie de chemine


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Plancher sur vide sanitaireDans le cas de vide sanitaire, la hauteur minimale sous le solivage doit tre de 0,30 m. Les solives seront traites en classe 4. Le sol devra tre dbarrass de toute matire organique. Les orifices de ventilation devront tre en place et judicieusement rpartis. La surface totale des orifices de ventilation doit tre au moins gale au 1/500me de la surface au sol du vide sanitaire.

Isolation Isolation thermiqueL'isolation thermique se rgle ordinairement par la mise en place d'un isolant en fibres ou en flocons entre les solives. Lpaisseur dpend de la performance recherche. Pour les planchers sur vide sanitaire, lisolant devra tre non hydrophile. Lorsque le plancher est sparatif 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 plac entre les solives et le plancher quand ce dernier supporte directement le revtement de sol. Il est plac sur le panneau si celui-ci est destin recevoir un plancher flottant.Isolation des planchers

Isolation acoustiqueLaffaiblissement acoustique aux bruits ariens des planchers par solivage est fond sur le principe masse-ressort-masse. Un isolant en fibres est gnralement plac entre les solives ou droul en continu sur une plaque de pltre formant plafond. La masse est apporte par les panneaux supports de revtement de sol et par un plafond suspendu. Lexprience montre quon peut amliorer lisolation acoustique des plafonds suspendus : en utilisant des fourrures mtalliques maintenues par des suspentes rsilientes (caoutchouc, noprne), en fixant le plafond sur des ossatures longues portant de mur mur. Il peut tre ncessaire dapporter un complment de masse par des matriaux lourds disposs sur le plancher. Les solutions sches sont privilgier pour faciliter la mise en uvre. Les matriaux dalourdissement les plus employs sont : les pavs et dalles en bton, les briques en terre crue ou cuite, les chapes en bton. Les formes en sable sont dconseiller (fuites en cas de percement ultrieur, risques de ripage sous charges ponctuelles).


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Lisolement aux bruits dimpact est assur par la ralisation de planchers flottants. On interpose entre le support de revtement de sol et laire suprieure du plancher un matriau amortisseur. Les matriaux rsilients les plus employs sont : des panneaux en fibres de bois, de lin ou de chanvre, des dalles en lige, des isolants minraux rsistant la compression (fibres de verre, fibres de roche), des feutres et panneaux rsilients en mousses ou fibres de synthse, des formes en vermiculite bitume.

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 exposs, et la section rsiduelle des lments qui le composent (solives et platelage).

Plancher apparent stable au feu 1/2h

Plancher avec cranSi lon interpose entre le plancher et les locaux un cran formant bouclier thermique, les solives sont calcules hors contraintes dues au feu. Les principaux crans admis pour faire face au feu sont : les plaques de pltre et de gypse-cellulose, les plaques de fibres-ciment, les panneaux bois-ciment. Ils sont souvent associs de la laine minrale.Plancher stable au feu 1/2h avec cran 1/2h


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Plancher avec cran insuffisant

Lorsque lcran nassure quune fraction de la stabilit au feu requise, le complment est assur par la structure elle-mme calcule selon le principe de la structure bois apparente pour la dure restante.

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

Autres planchers par solivageLes fabricants proposent aujourdhui des composants solivage formant caissons de plancher et permettant de franchir des portes plus importantes.

Panneaux porteurs en VCes panneaux sont constitus de nervures en caisson triangulaire avec me en lamell-coll (42 ou 52 mm) et semelles droites massives. Ces nervures supportent un plancher double peau contrecolle avec lames longitudinales en sous-faces (13 mm) et lames transversales en surface (28 mm). Les rives sont rainures permettant lassemblage des tables par fausses languettes avec lgis. paisseur : 220 336 mm Longueur (porte) : 6 m 13,50 m Largeur : 1,20 m Proportions : E = L/35

Plancher type Colladello structure


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Panneaux caissonsRaliss partir de planches aboutes et colles en caisson, ces panneaux sont assembls par doubles rainures et languettes. Ils peuvent incorporer une isolation par mousse thermodurcissable ou par fibres vgtales ou minrales. paisseur : mm Longueur (porte) : 5m7m Largeur : Proportions : E = L/35

Panneaux caissons type Lignatur

Normes et DTUDTU 31.1 DTU 31.2 DTU 51.1 DTU 51.2 DTU 51.3 DTU 51.11 DTU 58.1 DTU rgles CB 71 DTU BF 88 Charpente et escaliers en bois Construction des maisons et btiments ossature en bois Parquets massifs contrecolls Parquets colls Planchers en bois ou en panneaux drivs du bois Pose flottante des parquets et revtements de sol contrecolls parements bois Travaux de plafonds suspendus Rgles de calcul et de conception des charpentes en bois Rgles bois feu 88


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6 - CHARPENTES6 - 1 - CONCEPTIONComparaison des diffrents systmes dossature de toitureFermes et pannes Systme massif hirarchis Bien adapt aux toitures complexes Possibilit de surcharges importantes Expression architecturale de la charpente Utilisation du comble possible Fermes industrialises Systme lger non hirarchis Densit de lossature du toit (faible cartement des fermes) Produits industriels Facilit de passages de gaines de ventilation Utilisation du comble possible Faible rsistance au feu Prix comptitif Chevrons-fermes Systme lger sur appuis Porte limite Simplicit de mise en uvre Facilit de jonction avec lisolation, le plafond et le support de couverture Difficult de passage des gaines de ventilation Panneaux-caissons Produits industriels Intgration de lisolation, du plafond et du support de couverture Difficult de passage des gaines de ventilation Rapidit de mise en uvre Mal adapt aux toitures complexes Prix plus lev


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Facteurs de conception des systmes de charpenteCot Choix du systme de charpente Complexit de la toiture Rsistance mcanique (contraintes verticales) Poids propre (charpente, couverture, isolation, plafond) Poids des quipements (ventilation) Charges d'exploitation (passage, entretien, montage) Surcharges climatiques (eau, neige, Stabilit (contraintes horizontales) Contraintes du vent Contraintes sismiques Rsistance au feu Stabilit au feu Jonction avec les murs et planchers Appuis et fixation des charpentes Contraintes exerces sur les murs et planchers (traction, dversement) Accidents de toiture Fatages, artiers, noues et tous changements de pente Rives, acrotres Pntrations (chssis, chemines, ventilations ...) Intersections entre toitures et surfaces verticales. Type de couverture Support du systme de couverture (sens de porte, continuit-discontinuit) Pente du systme de couverture (feuille tanche, tuiles, ardoises, bardeaux, tles) Position et type des systmes dvacuation deau (gouttires, chneaux encaisss) Contrle des ambiances Isolation thermique Migrations de vapeur d'eau Ventilations (comble, charpente, couverture). Qualit environnementale Toxicit des traitements (protection, prservation) et colles Dconstruction slective (dmontage)


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Traitement architectural intrieur du toit Forme de lespace intrieur (hauteur constante, plafond rampant, plafond courbe) Utilisation autonome de l'espace des combles Densit des porteurs verticaux (continuit de lespace) Expression de la charpente Type et forme de plafond (suspendu, intgr, rampant) Traitement architectural extrieur du toit Toiture plate, pente ou courbe Forme simple ou multiple Rapport de la toiture avec le systme porteur vertical Expression de la charpente Traitement des limites (saillies de toiture, rives) Matires, couleurs de la couverture


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6 - 2 - FERMES ET PANNESPrincipesLa charpente dite traditionnelle est constitue de fermes, de pannes et de chevrons. Une ferme est compose par l'assemblage de plusieurs pices de bois massif. Les arbaltriers, lentrait et le poinon forment le rseau principal tandis que les contre-fiches, les jambes de force, les diagonales et les potelets forment le rseau secondaire d'une ferme. Les assemblages des parties constitutives de la ferme se font par embrvement, par boulon ou par clouage. Chaque ferme reporte une charge concentre importante sur les infrastructures qu'il est ncessaire de prvoir. La ferme traditionnelle est une solution apprciable lorsque la charpente comporte d'importantes pntrations (chemines, cages d'escalier au niveau du plancher, lucarnes) ou des raccords (noues, artiers...). Du fait de l'utilisation de fortes sections, la ferme offre une bonne tenue au feu. Elle peut donc s'exposer et participer la qualification de l'espace. On cherche carter les fermes au maximum sans le faire au dtriment des pannes et des solives (en cas de plancher) qu'elles supportent. La ferme traditionnelle tant place dans un plan vertical, elle doit tre contrevente lors de sa mise en uvre. On utilise pour cela des liens disposs dans le plan du fatage.

Ferme traditionnelle


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Matriaux QualitLes fermes et les pannes sont le plus souvent fabriques partir des rsineux suivants : pica, sapin, douglas, pin maritime, pin sylvestre. Leur forte paisseur noblige pas utiliser des bois prsentant de trs grandes caractristiques mcaniques sauf pour les trs grandes portes. Lorsquils sont cachs, les bois noffrent pas de contraintes visuelles. Par contre les charpentes apparentes doivent faire lobjet dun plus grand soin daspect (Classement structure : C18 ou C22 - Classement daspect : choix 2).

HumiditMis en uvre dans une ambiance non chauffe, les bois doivent avoir un taux dhumidit voisin de 15% sans excder 22%. Si les fermes doivent tre apparentes dans un local chauff, le taux dhumidit ne devra pas dpasser 12%.

Risques biologiquesAbrites et ventiles, les fermes ne prsentent pas dautres risques biologiques que ceux qui sont lis aux insectes. Les bois doivent prsenter une durabilit naturelle ou confre correspondant la classe de risque 2, le transport, le stockage ou le chantier pouvant prsenter un risque dhumidification. Attention :

Les pannes mises en uvre avec une sous-toiture mal ventile peuvent tre exposes des risques de condensation (classe de risque biologique 3) ; Les bois noys en maonnerie et destins recevoir les fixations de fermes ou les extrmits dentraits encastres dans des murs maonns sont beaucoup plus sujets dgradation. Le choix de lessence ou du traitement doit correspondre la classe de risque biologique 4 si les dispositions constructives ne suffisent pas viter une humidit trop importante.

Diffrents types de fermesIl existe plusieurs types de fermes caractrises par leur triangulation. Les critres intervenant dans le choix sont les suivants : utilisation du comble, porte, dbord de toiture, pente de toit, poids de la couverture, poids des plafonds


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Ferme latineComme son nom lindique, la ferme latine a t invente par les romains. Elle est forme de triangles qui ont pour but dviter les moments de flexion. Le systme le plus simple est constitu darbaltriers et de contre-fiches massives, dun entrait pouvant tre mois et dun poinon souvent de section carre pour recevoir les contre-fiches dans une direction et les liens de contreventement dans une direction perpendiculaire. La ferme constitue dun poinon avec contre-fiche ne permet gure de dpasser 8 m de porte. On peut augmenter la porte en renforant le rseau secondaire par ajout de montants et de diagonales moises qui soulagent lentrait.

Ferme latine

Ferme entrait retroussCe type de ferme sutilise pour les combles habitables. Lentrait est retrouss la hauteur des volumes que lon veut utiliser. Elle comporte des jambes de force destines soulager la partie infrieure des arbaltriers. Elle peut comporter des liens en partie suprieure situs au droit des pannes. Fortement hyperstatique(1), ce type de fermes ne ncessite pas de pices de bois de sections importantes. La porte des fermes entrait retrouss se situe entre 10 et 12 m.Ferme entrait retrouss

Attention : La raction en pied de la jambe de force est variable selon linclinaison. Elle peut conduire des pousses horizontales. Le maintien des pieds darbaltriers doit alors tre assur par un tirant en acier pos au niveau du plancher.1) Hyperstatique : (adj.) Se dit d'un systme qui n'est pas isostatique, et dont les dformations doivent tre prises en compte dans la dfinition des efforts; d'o la ncessit de le dimensionner au pralable. Isostatique : (adj.) Se dit d'un systme dont on peut dfinir les efforts l'aide des quations de la mcanique, ce qui permet de calculer les ractions d'appui et, par suite, les contraintes et les flches.CNDB Module de Formation n2 version 2

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Ferme sur blochetLes fermes sur blochet sapparentent aux fermes entrait retrouss la diffrence que le pied de larbaltrier nexerce aucune pousse sur les murs. Il sagit dune ferme deux articulations qui fonctionne la manire dune ferme sur poteau dont la flexion de larbaltrier est reprise par les blochets. La porte de ce type de ferme ne dpasse que rarement 12 m. On notera que le pied de larbaltrier peut ne pas tre en appui sur le mur.Ferme sur blochet

Ferme la PalladioFerme dont lappellation provient du nom de larchitecte italien Andra Di Pietro, dit Palladio (1508-1580). Cest une ferme pour comble utilisable ne venant pas prendre appui sur un plancher. Lentrait fait fonction dlment porteur de plancher. Les suspentes latrales ne servent qu soulager lentrait afin quil ne se dforme pas sous son poids propre et reprendre les contre-fiches qui soulagent les arbaltriers. La porte peut atteindre 16 18 m.Ferme la Palladio

Ferme la MansartCest Franois Mansart (1598-1666), architecte, que lon a attribu tort cette ferme. Elle fut utilise par Pierre Lescot (1515-1578) au Louvre. Elle offre un maximum de volume pour la ralisation dun comble habitable. Elle fonctionne la manire dun portique. La principale difficult consiste assurer la stabilit des fermes dans leurs plans sans rduire le dgagement intrieur. Une premire solution consiste utiliser des contre-fiches qui reoivent en outre la raction dappui des arbaltriers. Cette solution ncessite de fortes sections et les diffrentes pices sont situes dans un mme plan.

Ferme la Mansart


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Les portes courantes ne dpassent pas 8 m. Une autre solution consiste utiliser une ferme triangule et des poteaux moiss. La stabilit est assure dans le plan des entraits par un contreventement qui reporte les efforts au droit des pignons. La porte peut alors atteindre 12 m.

Pr-dimensionnementEn plus des charges propres de la toiture (ventuellement du plafond et du plancher des combles), des surcharges climatiques et des caractristiques mcaniques des bois de construction utiliss, le dimensionnement d'une charpente dpend essentiellement du type de ferme, de la porte des fermes et de la trave.

Les fermesL'entraxe des fermes varie entre 3,00 et 5,00 m. La porte des fermes se situe gnralement entre 7 et 12 m, mais peut aller jusqu' 18 m. Dimensions minimum des diffrentes pices de bois (rsineux) pour une ferme latine :Porte (en m) Distance entre fermes (en m) 3 3,5 4 3 3,5 4 3 3,5 4 3 3,5 4 3 3,5 4 Arbaltrier 65 x 125 65 x 150 65 x 150 65 x 150 65 x 175 65 x 175 75 x 150 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 200 75 x 200 75 x 200 75 x 200 75 x 200 Entrait 65 x 125 65 x 125 65 x 125 65 x 150 65 x 175 65 x 175 75 x 150 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 200 75 x 200 75 x 200 75 x 200 75 x 200 Contre-fiche 65 x 125 65 x 125 65 x 125 65 x 125 65 x 150 65 x 150 75 x 125 75 x 125 75 x 150 75 x 150 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 175 Poinon 65 x 125 65 x 125 65 x 125 65 x 150 65 x 150 65 x 150 75 x 125 75 x 150 75 x 150 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 175 75 x 200

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Les pannesLe nombre de pannes dpend de la porte des fermes.Porte (P, en m) 58 8 12 12 15 15 18 Nb de pannes 5 7 9 11

La porte des pannes dpasse rarement 4,50 m L'espacement entre deux pannes conscutives varie entre 1,20 et 1,80 m. Il est dtermin par le type de couverture et la pente de toiture.


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Distances admissibles entre pannes : Toiture en tuile : Pente Distance Toiture en bardeaux bitumeux : Pente Distance Toiture en bac-acier et fibre-ciment : La distance entre pannes dpend du profil de la plaque Fibre-ciment : 1,35 m Bac acier : 1,80 m La section des pannes dpend : de leur porte, de leur cartement, de la couverture. Sections admissibles des pannes (hypothse d'cartement : 1,30 m)Portes 3,00 m 4,00 m 5,00 m Ch. 80 daN/m2 50 x 150 mm 65 x 175 mm 75 x 225 mm Ch.150 daN/m2 50 x 175 mm 75 x 225 mm 105 x 225 mm

30 1,10 m

45 1,30 m

60 1,60 m

14 1,10 m

30 1,30 m

Assemblages Tenons et mortaisesCe sont les assemblages les plus utiliss en charpente traditionnelle. Ils permettent le bon positionnement de deux pices lune par rapport lautre, mais ont de faibles performances mcaniques. Le tenon gnralement une paisseur de 3 cm et une longueur de 7 cm, quant la mortaise, elle a une profondeur de 8 cm. On utilise gnralement ce type dassemblage pour les liens, les contrefiches, les ttes darbaltriers Une cheville en bois dur assure un bon contact entre les lments.Assemblage par tenon et mortaise


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EmbrvementCe sont des assemblages permettant de reprendre des efforts importants qui viennent souvent renforcer un assemblage par tenons et mortaises. Ils prsentent cependant linconvnient de ne reprendre que des efforts de compression et de rduire les sections, l ou leffort tranchant est souvent important. Le maintien de lembrvement se fait gnralement par lintermdiaire dun boulon.

Assemblage par embrvement simple

Assemblage par embrvement et tenon

ClousLes clous sont rservs lassemblage des pices de bois dont lpaisseur ne dpasse pas 75 mm. Les clous sont sollicits soit larrachement soit au cisaillement. La rsistance larrachement ne dpasse jamais 50 % de la rsistance au cisaillement. Le double cisaillement reprsente la condition idale dutilisation des clous. Il se rapporte lassemblage de 3 lments entre eux. On utilise de prfrence des clous torsads. Attention l'oxydation des clous en atmosphre corrosive. La galvanisation chaud est recommande pour assurer une bonne protection des lments en acier. Le nombre et la section des clous dpendent des efforts reprendre. Mais on notera que laugmentation de la densit du clouage conduit des rductions des charges admissibles (10 % partir de 10 clous, 20 % partir de 20 clous) pour tenir compte du fait que tous les clous ne travaillent pas pleine charge. On peut utiliser comme pices complmentaires des goussets en contre-plaqu ou des tles minces. Les diamtres courants des clous vont de 2 6 mm et la longueur jusqu 200 mm.Assemblage par clous


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BoulonsLes boulons sont gnralement sollicits en flexion alors que le bois lest la compression et au cisaillement. Les boulons et les tiges filetes sont monts avec des rondelles ou des plaquettes pour diminuer lcrasement du bois. Comme les clous, ils doivent tre protgs contre la corrosion. Il est recommand dutiliser au moins 2 boulons par assemblages afin de diminuer la concentration des efforts au voisinage du boulon. Le diamtre frquent des boulons est de 18 mm. La longueur va jusqu 40 cm pour les boulons et plus pour les tiges filetes. La mise en uvre de crampons entre les pices de bois assembles par boulon permet daugmenter la rigidit de lassemblage.Assemblage simple par boulons

MoisementsLes moisements sont des usinages destins maintenir des lments dans une position prdfinie ou renforcer des assemblages boulonns ou clous. Ils peuvent tre simples ou doubles selon quun seul lment ou tous les lments sont moiss. Pour quils soient considrs comme tant travaillant (accroissement de la rigidit) leur profondeur minimale doit tre de 1,2 cm.

Assemblage avec moisement

Goussets et brochesCes assemblages utilisent le principe des goussets mtalliques de formes varies insrs en me pleine. Les goussets sont maintenus par des broches ou chevilles en acier dun diamtre suprieur 6 mm. Lusinage des parties se fait gnralement sur machine commandes numriques. La mise en uvre doit seffectuer de manire ajuste et suppose une grande prcision.Assemblage par gousset et broches


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Fixation des fermes aux appuisIl faut porter une attention particulire aux appuis car il se produit cet endroit une concentration defforts importants.

Appui sur mur maonnLa surface dappui doit tre suffisante pour viter les risques de compression transversale du bois. De plus, laxe de lappui doit tre situ dans le 1/3 intrieur de lpaisseur du mur pour limiter les risques de chargement excentr du mur (augmentation du flambement du mur). On prvoit en gnral un calage qui isole le bois de la maonnerie et assure la surface dappui ncessaire. Il est galement recommand dinterposer une coupure de capillarit (feutre bitumeux).Attention :

Appui sur mur maonn

Lorsque lappui se fait dans une cavit du mur, il faut prvoir un jeu de rglage latral autour de lassemblage quil ne faut pas combler au mortier.

Appui sur chanage ou voile bton

Lorsque le mur maonn se termine par un chanage en bton arm, larbaltrier trouve un bon repos en termes dhorizontalit et de surface dappui. Afin dviter tous risques de soulvement, il est ncessaire de prvoir une ferrure boulonne.Appui sur voile en bton

Appui sur mur ossature lgre en boisLa fixation de lentrait se fait par des querres ou une ferrure en U boulonne sur la sablire du panneau. Il est indispensable de renforcer lossature du mur au droit de lappui par linsertion dun poteau en bois ou de montants complmentaires dimensionns pour reprendre les contraintes de flambement.

Appui sur mur ossature lgre en bois


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Appui sur poteau en btonLe poteau est gnralement de faible section. Lassemblage courant se fait par une ferrure scelle au milieu du poteau. Ltrier en fer plat est cal au mortier et raidi par un fer dancrage en U ou en I dune largeur voisine de ltrier afin dviter toute dformation des fers plats. Si le poteau en bton est encastr en pied il peut admettre des pousses horizontales lgres de la charpente.

Appui sur poteau en bton

Appui sur poteau en boisOn fait gnralement appel un systme moisant. Lentrait moisant vient enserrer la tte du poteau et la fixation se fait par boulon. On peut prvoir sur la tte du poteau des paulements afin de diminuer le cisaillement dans les assemblages. Dans le cas dune ferme entrait simple, lassemblage de tte est assur par deux fers plats boulonns.

Appui sur poteau en bois

Fixation des pannes Appui des pannesLes pannes sont fixes sur les arbaltriers au moyen dchantignolles. Pour les toitures faible pente ( 600 g/m2 Maille = 10 x 25 mm P > 1 200 g/m2 Maille = 50 x 50 mm Agrafes Nb mini / m2 20 15

Comme pour les bardages, on dispose un pare-pluie sous les liteaux.CNDB Module de Formation n2 version 2

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ArmatureLarmature la plus courante est un treillis soud avec carton incorpor (Stucanet). La fixation des panneaux darmature est assure par des agrafes sur les liteaux qui ne doivent pas tre trop enfonces pour que les panneaux puissent bouger. La couture des panneaux darmature entre eux se fait par des agrafes spciales (type grillage de clture) sur leurs 4 cts. Le chevauchement des panneaux se fait au moins sur une trame (5 cm) sur leurs 4 cts. Afin de prendre en compte les zones de fragilit de lenduit, on dispose de renforts : - en bas de mur par des profils stop enduit, - dans les angles par des profils dangle, - autour des ouvertures par des lments darmature poss 45. La dcoupe des panneaux est obligatoire ch

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