En une : Réalisation Léonard Charpente (Habitat Naturel n°65)
On distingue deux grands types de systèmes constructifs bois : les constructions en ossature bois (squelette porteur), les plus répandues en France, et les constructions en bois massif (bois empilé et panneaux massifs) et pour chaque type, se distinguent encore les constructions industrialisées (éléments calibrés en usine) des constructions artisanales (travail du bois sur le chantier).
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.
Ossature plateforme
Photo : Soprofen (Tradi Véo)
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 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 : Fibois-Aura
La pré-fabrication des systèmes constructifs bois
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.
Le bois massif
C’est l’une des plus anciennes techniques de construction. Le terme évoque les chalets de nos alpages, mais recouvre en réalité une multitude de techniques dont le seul point commun est l’empilage de bois. Les techniques anciennes subsistent encore. Les artisans écorcent et taillent leurs fûts sur le chantier avec des outils simples : tronçonneuse, compas, plane… Il en résulte un style rustique, où la marque de l’outil donne un cachet unique. Mais la majorité des constructions en bois massif est industrialisée.
Les maisons en bois massif peuvent être construites par empilage de rondin (bois rond) ou, plus fréquemment, par empilage de madriers (plans sur 4 faces). Quelle que soit la technique, il est possible de réaliser tous les styles d’architecture avec le bois massif, y compris des maisons ultra contemporaines en rondin, comme on en voit beaucoup aux États-Unis, où le bois massif est associé à une image de réussite sociale. L’essentiel de la fabrication de ces maisons ou chalets est assuré par des industriels en résineux. Les bois sont séchés dans des fours, traités par trempage ou par autoclave contre les champignons, les insectes et les moisissures. Rondins et madriers sont usinés et calibrés par des machines à commande numérique de très haute précision. Les passages de gaines électriques sont percés en atelier à l’intérieur des murs en bois. La taille des madriers ou rondins varie selon les constructeurs et selon le climat.
Les limites de portée et de résistance ont été repoussées par les nouveaux matériaux (bois contre-collés, bois lamellés-collés…) qui permettent également de limiter les problèmes de tassement et de retrait du bois des premières années. Le séchage produira des fentes (le retrait tangentiel est le double du retrait radial ce qui produit des tensions), qui ne mettront pas en cause la bonne isolation des murs ni leur résistance mécanique. Des entailles bien placées permettront de guider ces fentes aux endroits les moins visibles. Les joints permettent d’améliorer l’étanchéité à l’air des maisons en bois massif empilé.
Il est toujours possible d’ajouter une isolation intérieure ou extérieure, pour la renforcer et respecter ainsi la réglementation en vigueur, ce qui malheureusement en augmente le coût.
Les panneaux autoportants massifs : le CLT
Les murs sont composés de panneaux lamellé-croisés, auto-portants épais (jusqu’à 30 cm), constitués de plusieurs couches de bois croisées et collées (3, 5, 7 voire plus). Ces panneaux ne nécessitent pas d’ossature porteuse. Ils s’assemblent entre eux par rainures et languettes et sont glissés entre deux sablières rainurées au moyen d’une grue. Une isolation par l’extérieur est ensuite posée avant le parement de façade, ce qui garantit une excellente performance thermique et l’étanchéité à l’air. On les utilise pour les murs, les planchers ou en sous-toiture. Ils restent visibles de l’intérieur, des cavités permettent de passer tous les câbles et gaines techniques. Le système de fabrication en “plis croisés” évite l’apparition de fentes, que certains trouvent inesthétiques, et garantit une stabilité dimensionnelle dans le temps. L’intérêt de ce système, c’est que l’épaisseur d’isolant n’est plus dictée par l’épaisseur des montants d’ossature portant les murs. Comme le bois se trouve du côté chauffé du mur et que sa teneur en humidité est de 9 %, un traitement chimique n’est plus nécessaire. En outre, les colles utilisées sont non émissives. Ces voiles de bois sont naturellement isolants et ils procurent une bonne isolation phonique de la construction par leur masse.
Ils permettent de réaliser des constructions antisismiques. Les panneaux sont usinés sur mesure par commande numérique avec la plus grande précision. De l’accroche des panneaux CLT pour la grue jusqu’au rainurage des murs pour un assemblage parfait, en passant par des perforations pour les boulons et vis d’assemblage, tout est prévu pour que le montage soit le plus rapide possible. Les pièces sont numérotées et un contrôle qualité est effectué à différentes étapes de la fabrication. Les dimensions maximales sont limitées par le transport. Ce système constructif est rapide et le montage d’une maison hors d’eau peut se faire en une journée à 3 personnes et une grue.
Source : Lignotrend
Pour en savoir plus sur le CLT, lire notre article dédié ici.
