Bois de construction

Quel matériau choisir pour la réalisation d’une toiture, par exemple ? La plupart des concepteurs et des entrepreneurs optent pour le bois depuis la nuit des temps. A juste titre ! Le bois de construction a évolué et s’est diversifié, ces dernières décennies, de manière à offrir des perspectives d’avenir plus que prometteuses.


© Hout Info Bois

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Bois résineux pour le bois de construction

En structure, les espèces de bois utilisées dans la construction sont essentiellement résineuses.

Il s’agit principalement:

  • du douglas d’Europe, en provenance de France, d’Allemagne et de Belgique ou de l’Oregon pine, en provenance d’Amérique du Nord (Pseudotsuga menziesii) ;
  • de l’épicéa de Belgique et des pays limitrophes et l’épicéa du Nord, en provenance de l’Europe du Nord (Picea abies) ;
  • du pin de Belgique et/ou des pays limitrophes et du pin du Nord, en provenance de l’Europe du Nord (Pinus sylvestris).

d’épicéa,de pin sylvestre ou de Douglas. Le mélèze est utilisé dans une moindre mesure.

Les essences résineuses ont l’avantage de présenter un excellent rapport qualité / prix.  Ces mêmes espèces peuvent être considérées comme ayant un poids léger par rapport à leur résistance mécanique.  En outre, elles sont abondantes dans nos forêts.  Leur provenance est le plus souvent européenne et leur exploitation ne présente, à ce jour, aucun danger pour leur pérennité.

La totalité des bois ronds résineux transformés en Belgique est consommée.  Néanmoins, notre consommation est encore supérieure et il est indispensable d’importer des bois.  L’origine de ceux-ci est principalement scandinave ou russe.

Les quantités importées sont largement supérieures aux quantités locales.  Ceci explique, entre autres, les raisons pour lesquelles ont parle encore trop souvent de ‘Sapin Rouge du Nord’ ou ‘SRN’ à la place de pin sylvestre, voire de ‘Sapin Blanc du Nord’ ou ‘SBN’ au lieu d’épicéa.  Ces appellations sont abusives et interdites dans un cahier de charge public car elles désignent une provenance. A l’origine, l’utilisation de ces noms permettait de prescrire des bois séchés car les scandinaves séchaient tous leurs bois à l’inverse des producteurs belges.

Afin d’éviter toutes confusions, il est préférable de se référer à la NBN 199 « Nomenclature des principaux bois utilisés en Belgique » et d’utiliser en lieu et place des noms vernaculaires, le nom latin de l’espèce de bois.
A savoir :

  • Pin sylvestre = Pinus sylvestris (code 107)
  • Epicéa = Picea abies (code 104)
  • Douglas = Pseudotsuga menziesii (code 108)
  • Mélèze = Larix spp (code 102 pour Larix decidua et 103 pour Larix kaempferi)

Les bois scandinaves sont réputés pour avoir des cernes d’accroissement plus fins et donc une meilleure résistance mécanique car les conditions dans lesquelles ils ont crû sont plus rigoureuses.  Il a toutefois été maintes fois prouvé que la qualité des bois belge n’a rien à envier à la qualité scandinave lorsqu’on parle de qualité nécessaire et suffisante pour un emploi classique dans la construction.  L’obligation de marquage des bois de structure à section rectangulaire au 1er septembre 2012 (marquage CE des bois de structure à section rectangulaire), permet de définir de manière rigoureuse une classe de résistance mécanique à chaque bois et homogénéisera les produits vendus sur le marché et destinés à de la structure.

Hormis ces espèces utilisées en structure, un très grand nombre d’espèces tant résineuses que feuillues peut être employé dans une construction en bois tant en plancher, en escalier, en bardage, en lambris et bien entendu dans le mobilier.

Le choix de l’espèce dépend de différents paramètres :

Solidité
À partir du 01/01/2012, la norme NBN EN 14081 est la référence pour le marquage CE du bois de construction. Les bois feuillus doivent présenter un module d’élasticité d’au moins 9000 N/mm² et une stabilité dimensionnelle suffisante.

Durabilité
Le bois de toiture n’entre pas en contact avec le sol, n’est pas exposé aux intempéries ni au délavage et n’est humidifié qu’accidentellement et temporairement (classe d’emploi 2 selon la norme NBN EN 335). Les insectes et l’humidité constituent les principales menaces. Les résineux doivent donc être préservés suivant le procédé A2.1. Cette préservation n’est pas nécessaire pour les bois feuillus à condition que les sections soient exemptes d’aubier et que l’espèce soit de classe de durabilité naturelle III ou mieux.  Si les bois de charpenterie sont mis en œuvre et qu’ils restent visibles, la classe d’emploi des bois est alors 1 et les bois doivent être traités selon le procédé A1.

Résistance au feu
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Planches, madriers et poutres pour la charpenterie

Les types STS 31 Charpenterie (édition 2008) (télécharger STS 31)  et STS 04 Bois de structure (édition 2008)  (télécharger STS 04.1) précisent les spécifications techniques.

Préservation du bois 
Avant sa mise en œuvre sur chantier, le bois de charpente doit recevoir un traitement préventif contre les attaques d’insectes et de champignons (procédé A2.1). Cette préservation doit être réalisée dans une station disposant d’un agrément technique. La station doit attester le traitement par un certificat joint à la facture ou au bon de livraison. Si le bois entre en contact avec une toiture métallique par exemple, il est conseillé de suivre les règles de prévention.
En savoir plus sur la préservation du bois
En savoir plus sur la corrosion des métaux par le bois (pdf)


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Marquage CE

En savoir plus sur le marquage CE

Nomenclature du bois de charpenterie
La norme STS 04 Bois détermine également une nomenclature pour les résineux européens et non européens. Elle attribue aux espèces un code à quatre lettres selon la norme EN 13556 (2003).
Consultez les codes à quatre lettres du bois de charpenterie (pdf)

Dimension du bois de charpenterie
En savoir plus sur les dimensions courantes des résineux (pdf)

Toiture traditionnelle


© Hout Info Bois

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La charpente traditionnelle, comme son nom l’indique, est le système que les charpentiers utilisaient dans le temps pour réaliser une toiture.

Actuellement, elle est encore utilisée en restauration mais aussi en construction neuve lorsque le maître d’œuvre désire laisser des fermes apparentes.

D’autre part, le choix d’une charpente traditionnelle est parfois obligatoire pour des raisons techniques d’optimalisation de la surface habitable.

Il n’est dès lors pas étonnant que l’architecte utilise ce système mais celui-ci est tenu de prévenir son client à temps, à cause du surcoût éventuel que ce choix peut engendrer.

charpente

Avantages

  • charme de la charpente apparente
  • Liberté de modifier le cloisonnement intérieur
  • Surface totale du grenier habitable
  • Système toujours réalisable à condition d’avoir des points d’appui résistants pour la reprise de charge ponctuelle

Désavantages

  • Si la charpente est construite sur chantier, sa réalisation est longue (mais actuellement, de plus en plus de charpentes traditionnelles sont aussi préfabriquées en atelier)
  • Utilisation de sections importantes

Une charpente en bois traditionnelle se compose de :

Fermes


La ferme est un ensemble de pièces de bois qui constitue un élément de charpente supportant le poids de la couverture. Elle est en général de forme triangulaire. Les fermes sont reliées entre-elles par des pannes.

Tant pour les combles aménageables que non aménageables, les espèces (résineuses) courantes disponibles dans le commerce conviennent pour les charpentes. Tenez compte de la poussée latérale sur les points d’appui, des contreventements, de la transmission des efforts au gros œuvre et des assemblages utilisés. Un calcul sur mesure n’est pas superflu.

A l’heure actuelle, les charpentes « légères » ou charpentes industrialisées sont particulièrement populaires. Elles se composent de fermes dont les éléments de bois sont rabotés avec une section réduite et assemblés au moyen de connecteurs métalliques.

Pannes


Dans le cas d’une toiture inclinée, l’orientation, l’inclinaison et les matériaux utilisés déterminent la section de bois qui se prête le mieux aux pannes. Pour connaître la distance maximale à maintenir entre les pannes, utilisez le logiciel de calcul pour le dimensionnement des toitures inclinées établit sur la base de l’Eurocode 5 et ENV 1995-1-1 et tenez compte des conditions secondaires suivantes :

  • résineux de qualité S8 suivant STS 04 ou C24 ;
  • maximum 18 % d’humidité du bois à la pose ;
  • inclinaison de 40° ;
  • charges : avec la neige = 0,5 kN/m² ; avec le vent = 0,8 kN/m² ;
  • poids propre 0,65 kN/m² (avec des tuiles normales, isolation, plafonds en panneaux) ;
  • pannes rigides uniquement sur la face perpendiculaire à la face de la toiture ;
  • les charges sur la face de la toiture doivent être transmises de façon appropriée vers une sablière dûment ancrée ;
  • les pannes reposent sur deux points (pas d’encorbellement, travaillant en flexion simple).

Chevrons, contre-lattes et liteaux


Les chevrons, la sous-toiture, les contre-lattes et les liteaux assurent le soutien de la toiture. Quelles sont les dimensions requises pour les chevrons en fonction de la distance maximale entre les pannes ? Le logiciel de calcul vous permettra de pré-dimensionner ceux-ci.

Contre-lattes


Sur la sous-toiture, des contre-lattes sont appliquées parallèlement aux chevrons. Étant donné qu’elles sont en principe supportées sur toute la longueur par les chevrons, leur section n’est pas définie en fonction de leur force portante, mais de la hauteur nécessaire pour assurer une bonne ventilation, une évacuation efficace de l’eau et de la poussière dans la sous-toiture. Suivant les Notes d’Information technique du CSTC, la hauteur des contre-lattes doit se situer entre 15 et 26 mm. Elles auront de préférence 30 mm de largeur ou plus, de façon à éviter que le bois ne se fende au clouage.

Liteaux


Les liteaux sont calculés en fonction du poids des tuiles et de l’entre-axe des chevrons de support.

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Applications de haute technologie

Les toitures traditionnelles sont bien sûr toujours d’actualité. Mais elles ont leurs limites. Les assemblages par exemple (clouage, boulonnage…) déterminent souvent la section de bois nécessaire. Les dimensions maximales disponibles dans les négoces de bois ou les scieries sont en outre généralement limitées à sept mètres. La construction d’une toiture classique requiert aussi de nombreuses heures de travail sur chantier et dépend des conditions météorologiques. Le secteur du bois a donc contourné les inconvénients avec une série de développements dans le domaine du bois de construction :

Bois lamellé-collé


La technique qui consiste à assembler des lamelles de bois et à les coller existe depuis plusieurs siècles déjà. Elle permet des portées jusqu’à 150 mètres et des structures géométriques complexes. Le bois lamellé-collé présente de nombreux avantages :

  • qualité uniforme : les défauts et les imperfections sont éliminés en réassemblant les éléments de bois ;
  • haute résistance au feu des éléments de section massive ;
  • rapport favorable entre solidité et poids propre ;
  • transport aisé ;
  • bonne résistance aux matières agressives (substances chimiques).

Convient aussi pour l’extérieur
Le bois lamellé-collé peut également être utilisé à l’extérieur. Il doit toutefois être protégé au préalable architecturalement, par un débordement de part et d’autre de la poutre par exemple. L’espèce de bois utilisée doit aussi être suffisamment durable (classe de durabilité I à III). Si ce n’est pas le cas, il est conseillé d’appliquer un traitement de préservation selon le procédé A3. Les applications extérieures avec du bois lamellé-collé exigent une bonne finition et un entretien régulier.
En savoir plus sur le bois lamellé-collé (pdf)

Bois reconstitué


La technique de fabrication du bois reconstitué est assez proche de celle du LVL (Laminated Veneer Lumber) et de l’OSB (Oriented Strand Board).
En savoir plus sur le bois reconstitué (pdf)

Charpentes industrialisées


Les charpentes industrialisées en bois sont des éléments structurels composés d’un ensemble de fermettes.  La charpente réalisée au moyen de fermettes industrialisées est basée sur la pose de ces éléments de manière répétitive sur la sablière du bâtiment à construire. Les fermettes remplacent les pannes et les chevrons traditionnels. La liaison des fermettes entre elles est assurée par des dispositifs de contreventement.  Les fermettes sont constituées d’éléments en bois préservé, assemblés au moyen de connecteurs métalliques. Ces connecteurs, produits en perforant une plaque métallique de façon à obtenir des extrémités pointues qui se dressent et qui s’ancrent solidement dans le bois lors de l’assemblage, sont appliqués de façon parfaitement symétrique des deux côtés de l’assemblage à réaliser. Le certificat ATG garantit non seulement la qualité et le respect des normes de production et d’installation, mais également la résistance à l’arrachement et au cisaillement des connecteurs. Les charpentes industrialisées présentent de nombreux avantages :

  • préfabrication contrôlée (assemblage, préservation, tolérances admises, entreposage, transport) ;
  • montage rapide ;
  • convient pour divers types de toitures, avec combles aménageables ou non ;
  • convient pour des toitures très complexes ;
  • placement répétitif de sections relativement réduites possible avec une distance d’axe en axe de 40 à 60 cm.

Structure wood-one

Avantages

  • Préfabrication
  • Plans de poses précis et complets
  • Pas de déchets sur le chantier
  • Liberté de modifier le cloisonnement intérieur
  • Coût exact connu dès le devis
  • Durée de pose sur chantier très courte
  • Economie de matières premières car les éléments sont de section faible et le découpage est informatisé et optimalisé par calcul en atelier

Désavantages

  • Invisible
  • Nécessité d’utiliser du matériel lourd (grue) lors du montage sur chantier
  • Perte d’espace induite par les nombreux éléments de triangulation
  • Pas toujours réalisable en Belgique et ce, à cause des règlements d’urbanisme qui définissent la hauteur maximale sous corniche à mi-niveau du premier étage

Panneaux de toiture préfabriqués


Dans le cas de panneaux de toiture préfabriqués, les chevrons, l’isolation entre les chevrons et le voligeage de la face inférieure et supérieure sont assemblés en un ensemble. Il existe différentes techniques d’assemblage : le pistolage à froid au moyen de mousse isolante avec, comme finition, un profil appliqué sur la face inférieure ou le profilage des chevrons de rive, combiné ou non avec l’insertion d’un tasseau.

L’offre de panneaux de toiture préfabriqués est vaste. Tant les panneaux de la face inférieure que supérieure permettent l’intégration de divers matériaux et degrés de finition. Des solutions acoustiques ou ignifuges sont également possibles.

Les panneaux de toiture préfabriqués représentent un gain de temps considérable, car vous pouvez poser simultanément la structure, l’isolation et la finition, ce qui réduit aussi au minimum les erreurs de mise en œuvre.

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