Les systèmes constructifs bois

L'ossature bois

Les structures verticales regroupent l’ossature bois, le colombage et le poteau-poutre. L’ossature bois est directement issue de la technique de construction à colombage : une structure constitue un squelette porteur, des éléments de parement et d’isolation viennent fermer les murs. Dans la technique du colombage, l’ossature était le plus souvent en chêne, entièrement assemblée à tenons et mortaises et par des chevilles en bois. Les murs étaient constitués de torchis, mélange de paille, de terre et de chaux ou de briques. Ces maisons étaient entièrement démontables pour pouvoir être transportées.

La technique de l’ossature bois a été mise au point aux États-Unis, il y a plus d’un siècle.
 La structure est généralement en résineux. Elle porte des panneaux dits « sandwich » comportant une succession de matériaux ayant chacun un rôle déterminant pour la stabilité, l’étanchéité à l’air et à l’eau, l’isolation et le parement extérieur et intérieur. On reconnaît l’ossature plate-forme (la plus répandue) à ce que les montants d’ossature ne font la hauteur que d’un étage. À chaque niveau, le solivage posé sur les murs qui viennent d’être montés est recouvert d’un plancher qui sert lui-même de plateforme pour monter l’étage suivant. 

La variante du poteau-poutre

Les bois employés sont de forte section et de plus en plus souvent lamellés-collés ou contre-collés. Les montants verticaux ont espacés de un à plusieurs mètres, ils portent des poutres également de forte section qui à leur tour portent les solivages des planchers. Les espaces sont remplis avec une ossature bois ou d’autres matériaux comme le verre, les brique de chanvre, la paille etc. Toutes les solutions de remplissage sont possibles. Les fortes sections des bois, bien souvent apparents à l’intérieur comme à l’extérieur, permettent de très grandes baies vitrées du sol au plafond, une architecture très aérée avec des mezzanines et des puits de lumière. Le prix de revient est plus élevé que celui de l’ossature bois plate-forme.

 Des murs « sandwichs »

Les murs d’une construction à ossature, quelle que soit la technique empruntée, sont constitués d’une succession de matériaux (sous forme de panneau ou de film) ayant chacun un rôle déterminant pour l’étanchéité à l’air et à l’eau et l’isolation. Le mur est composé en premier lieu d’une ossature avec un panneau de contreventement, ou « voile travaillant » (panneau de particules, de contreplaqué ou d’OSB) qui assure la rigidité de la structure. Derrière ce panneau, côté intérieur, on place un isolant entre les montants d’ossature (panneaux rigides, semi-rigides, rouleau ou vrac). Il sera recouvert d’un pare-vapeur (ou frein-vapeur), qui permettra un passage homogène de la vapeur d’eau de la maison vers l’extérieur. Agrafé, le pare-vapeur doit être parfaitement étanche à l’air : un adhésif permettra de souder les lés entre eux et de gérer les points singuliers des menuiseries, des prises électriques etc. Vient enfin, le parement intérieur, (plaque de plâtre, lambris...) posé sur une ossature bois secondaire.

De l’autre côté, on place un éventuel isolant par l’extérieur, puis un pare-pluie également étanchéifié à l’adhésif sauf si les panneaux isolants assurent déjà cette fonction. Enfin, le parement extérieur (enduit sur panneaux isolants, bardage posé sur ossature bois secondaire etc.).

Source : Fibra

La pré-fabrication

S’il est possible de monter tous les éléments sur un chantier, la majorité des constructeurs ont recours aux panneaux pré-fabriqués en atelier, prêts à être posés sur le chantier. Ces composants industriels concernent les murs, les charpentes, les planchers et les toitures. L’industrialisation des composants bois permet de garantir des bois secs, montés à l’abri des intempéries, dans le respect des normes de conception et de fabrication. Ils bénéficient de marquages de qualité (Acerbois, CTBOB, CTB CI, etc) supervisés par des organismes indépendants. Le dimensionnement des différentes pièces pour la construction d’une maison à ossature bois est calculé selon les règles CB 71 et Eurocode 5 et dans le respect des règles du DTU 31.2.

Murs et charpentes


Les panneaux de murs sont de plus en plus souvent fabriqués en atelier par des machines entièrement automatisées à commande numérique, d’une grande fiabilité. Ils peuvent être manuportables (moins de 80 kg, 120 cm maximum), ce qui permet de construire dans des zones non accessibles aux camions. Les grands panneaux sont manipulables avec une grue de camion ou avec une grue de chantier. La légèreté des composants permet des chantiers plus rapides avec moins de frais de transports et moins de nuisances liées au déchargement. Selon le degré de finition déjà réalisé en atelier (menuiseries, isolation, parements intérieurs et extérieurs, finitions...), les panneaux sont dits « ouverts », « semi-ouverts » ou « fermés ». Sur le chantier, la seule difficulté sera de soigner l’étanchéité entre les panneaux.

La charpente industrialisée met en œuvre des fermettes par opposition à la charpente traditionnelle qui met en œuvre des bois de sections beaucoup plus importantes. Aujourd’hui plus de 65 % des maisons individuelles construites en France le sont avec une charpente industrialisée. Ce succès tient à la rigueur et à la souplesse de conception et de fabrication de cette charpente, à sa simplicité de mise en œuvre et à son excellent rapport délai/qualité/prix. Toutefois, le développement de robots de taille de charpente a permis de rendre la charpente traditionnelle tout aussi compétitive aujourd’hui.

Vers la 3D ?


Plus un mur est préfabriqué en atelier, plus il est contrôlé et moins il y a de risque de désordre lors de la pose sur chantier. C’est pourquoi quelques fabricants se lancent aujourd’hui dans la fabrication de modèles en 3 dimensions. Cette construction modulaire permet de limiter les travaux sur le chantier à la dalle ou aux plots de béton et à la couverture. Il y a moins de liberté architecturale, les modules étant standardisés, mais bien d’autres avantages. Ils sont assemblés entre eux, les jonctions étant invisibles par la suite. Les canalisations et le câblage électrique sont conçus pour favoriser un branchement rapide sur les réseaux. La maison est montée en quelques heures par une grue. Seules la couverture et les finitions sont réalisées sur le chantier par les équipes de montage. L’absence de sous-traitance limite considérablement les risques de désordres et de retard et permet de proposer des maisons bois performantes à des prix très abordables pour les primo-accédants ou les petits budgets, à une vitesse surprenante.