Les différentes techniques de construction et les usages du bois

Grâce à sa légèreté et à sa résistance mécanique, le bois peut être utilisé de bien des manières pour un emploi structurel dans la construction.

Voici une liste non exhaustive de systèmes constructifs permettant l’utilisation du bois dans la construction.  

C’est le système constructif le plus répandu pour la construction bois. Des éléments verticaux porteurs (poteaux ou montants) de petite section, espacés de 40 à 60cm, sont compris entre des éléments horizontaux (lisse de chaînage et sablière), et sont maintenus ensemble par clouage. Le contreventement de cette structure sont assurés par des panneaux, souvent en bois de type OSB, qui joue aussi un rôle prépondérant dans l’étanchéité à l’air. L’ensemble montants + panneaux crée alors des caissons, dans lesquels il est facile d’insérer l’isolant choisi. Un des avantages du bois est la possibilité de le mettre en œuvre avec des isolants biosourcés, car ce sont des matériaux « vivants » qui régulent naturellement leur humidité.

Pour les différents montants, nous pouvons utiliser plusieurs types de bois : massifs, aboutés ou rabotés. La production est industrielle car les sections sont standardisées.

Ce système constructif est défini par le DTU 31.2. Il encadre ces constructions tant qu’elles restent dans son domaine d’application : R+5 maximum inférieur à 28m.

Quasiment l’intégralité des maisons individuelles avec un toit à 2 pans dispose de charpente traditionnelle pour la toiture. Sa mise en œuvre doit être conforme au DTU 31.1.

Une charpente traditionnelle se compose de plusieurs fermes, qui est l’élément structurel de cette charpente. Constitué d’arbalétriers, de poinçons, d’entraits et de contrefiches, ce motif se répète sur toute la longueur du bâtiment pour soutenir la toiture.

Charpente Bois

Source : Boisenergie.guidenr

Pour assurer la solidité et la rigidité entre chaque ferme, elles sont solidarisées par le biais de pannes. Ce sont de longues pièces, fixés sur les poinçons, les entraits et les échantignoles. On vient ensuite placer des chevrons, des liteaux et des contre-liteaux pour quadriller la pente de toiture, et avoir un support stable pour fixer les éléments de couverture.

Tous types de bois (massifs, abouté, reconstitué, lamellé-collé) peut être utilisé pour ce système constructif. Ce système constructif permet de gagner de l’espace, car la hauteur sous ferme dépend de la hauteur de positionnement des entraits. Si la hauteur sous faîtage est suffisante, aménager sous les entraits sera chose facile.

La charpente industrielle se différencie par la forme des fermes (que l’on appelle fermettes) et par l’absence de pannes qui solidarise l’ensemble. Les fermettes vont être beaucoup plus proches les unes des autres, et ce sont des fiches et des contrefiches qui en se reposant sur l’entrait vont soutenir l’arbalétrier.

Charpente Industrielle

Source : Boisconcept

Le plus souvent réalisé avec du bois de fermettes (section standardisé et caractéristiques mécaniques traditionnelles), elle peut aussi être faite en bois massif ou en bois abouté. Les liens entre les différentes fermettes peuvent quant à eux être en acier ou en bois.

De nombreuses habitations ont eu recours à ce système constructifs dans les années 70-80, car la production et la mise en œuvre sont un peu plus rapides que sur une charpente traditionnelle. Cependant, l’espace que prenait ces fermettes sous la toiture (les « combles perdus ») a eu raison de ce système constructif et aujourd’hui, c’est principalement la charpente traditionnelle qui est choisie. Tout comme elle, sa mise en œuvre est régie par le DTU 31.1.

C’est le système constructif le plus utilisé pour les projets nécessitants de grands espaces (tertiaire et industrie principalement). Les projets dépassant le R+5 sont tous réalisés de cette façon. Le dimensionnement et la mise en œuvre d’un tel système sont définies dans l’Eurocode 5 et e DTU 31.1.

Des poteaux verticaux de grosses sections reposent sur les fondations de l’ouvrage. Ces poteaux reprennent les charges que leur transmettent les poutres horizontales, et qui les transfère aux fondations ensuite. Ce système revient donc à créer un squelette en bois de l’ouvrage, que l’on peut ensuite aménager à sa guise. La structure peut être laissée apparente, pour apporter une architecture d’intérieure particulière.

Ce système offre une liberté architecturale, car il est complètement modulable et adaptable en trois dimensions. L’ajout d’une extension est d’ailleurs très simple sur ce système constructif. Il est important de noter que les extensions et les surélévations sont dans la plupart des cas réalisés en poteaux-poutres car la structure est légère mais robuste, et l’aménagement intérieur n’est pas gêné par des éléments porteurs.

Ce système constructif est préconisé pour les ouvrages de grande hauteur. Une structure en bois, le plus souvent par système de poteaux-poutres, est relié à un noyau central en béton (le plus souvent une cage d’ascenseur ou d’escalier).

Ce noyau a plusieurs fonctions. Il permet de :

  • Reprendre des efforts en un point central

  • Servir de contreventement horizontal

  • Répondre à une problématique sismique

Une façade non porteuse en ossature bois peut venir se fixer sur tous types de structures (bois, béton, acier). Des bois massifs ou aboutés peuvent être utilisés par réaliser la structure non porteuse de cette façade.

La façade est basée sur le mur à ossature bois, sauf que ce sera la structure qui jouera le rôle de contreventement. L’ensemble des façades formera donc l’enveloppe du bâtiment. Cette technique est très appréciée car elle offre la possibilité de la préfabrication presque complète de l’enveloppe, qui n’a besoin que d’être fixée sur la structure. Elle permet aussi d’améliorer les performances thermiques de l’ouvrage car l’enveloppe, qui est donc extérieure à la structure, va pouvoir aider à la réduction des ponts thermiques.

Le fait d’intégrer une enveloppe en bois sur une structure béton permet aussi d’utiliser des matériaux biosourcés comme isolant, car il ne sera pas directement en contact avec le béton, qui le perturberait dans sa régulation.

Cette technique, qui devient de plus en plus courante, va se doter de son propre DTU, qui sera le 31.4. En attendant la sortie de ce dernier, il existe des règles professionnelles expliquant sa mise en œuvre et les points de vigilance à prendre en considération lors de la conception et de la réalisation.

Sachant que le marché de la réhabilitation va grossir de plus en plus dans le monde de la construction, cette technique se développe et va se développer davantage. Le bois est donc un excellent matériau pour améliorer la performance thermique des bâtiments déjà existants, tout en baissant l’impact carbone de ces réhabilitations, particulièrement s’il est combiné à des isolants biosourcés.

Le CLT est la dernière grosse innovation d’utilisation du bois structurel dans la construction. Comme ce système constructif est récent, et même s’il est de plus en plus utilisé, il est encore considéré comme non traditionnel : il est donc impératif d’avoir un avis technique pour s’assurer de la possibilité de mise en œuvre. Il faut faire attention de ne pas le confondre avec les panneaux massifs cloués : ce sont deux choses différentes d’après la norme NF-EN-16351.

Le CLT peut être utilisé en structure verticale porteuse, éléments de murs extérieurs servant de contreventement, en structure horizontale type planchers, mais aussi en support de couverture. Sa modularité de conception fait du CLT un matériau pouvant répondre à toutes les problématiques.

Le principe de fabrication est simple : on reconstitue des éléments plans à la forme souhaitée en collant des lames de bois massif épaisses, en croisant les plis pour augmenter la rigidité du panneau une fois collés. Ces pièces sont fabriquées en atelier, et peuvent atteindre une vingtaine de mètres de longueur, et plusieurs mètres de largeur. De par la possibilité de créer des pièces beaucoup plus grandes, ainsi que par le croisement des plis du panneau qui améliore ses caractéristiques mécaniques, le CLT est principalement utilisé dans les grands bâtiments (commercial, industriel, tertiaire, agricole, …)

Type de construction faisant désormais partie du patrimoine architectural normand, la construction à pans de bois reprend le système de poteaux poutres, avec un assemblage par tenons mortaises et à chevilles.

La structure en bois d’une maison à pans de bois est semblable à une structure poteaux-poutres. En Normandie, on retrouve deux techniques : celle dite des bois longs, la plus ancienne, qui ne permettait pas de faire des constructions très hautes, et celle des bois courts, qui permettait d’élever des constructions, et de protéger le torchis grâce à des encorbellements.

La structure bois, qui peut être apparente ou non, est ensuite remplie avec du torchis (mélange d’argile, de fibre végétale ou animale et d’eau). Pour maintenir le torchis en place, un lattage (ensemble de petites pièces de bois, comme des branches) est installé entre les montants.

Le nombre de constructions neuves de maisons à pans de bois est bas aujourd’hui, car la RT2012 impose une enveloppe étanche à l’air et à l’eau, alors que le bois et le torchis sont des matériaux naturels qu’il faut laisser « respirer ». Cependant, d’autres matériaux de remplissage ont vu le jour, comme le béton de chanvre, qui permettent de construire et de rénover ce type de construction.

ProfessionsBois, en partenariat avec le Groupe d’Action Locale Pays d’Auge et la DREAL Normandie, veut établir un annuaire des entreprises normandes pratiquant encore ce type de constructions. Si votre entreprise pratique encore la construction à pans de bois, nous vous invitons à vous manifester en nous contactant à l’adresse suivante : prescriptionconstructionbois@professionsbois.com

Mais le bois n’est pas obligé d’avoir un rôle structurel dans la construction : très esthétique, il peut être utilisé pour de l’aménagement intérieur et extérieur par exemple. Voici donc une liste non exhaustive des usages du bois hors structure dans la construction :

Le bois peut être utilisé en revêtement extérieur, notamment en bardage. Il en existe plusieurs types (à claire-voies, traditionnels, etc.) utilisant différentes essences (à minima une classe 3 pour un bardage extérieur pour la résistance à l’humidité) qui n’ont pas nécessairement besoin de traitement.

Aujourd’hui, les entreprises proposant des bardages ont réussi à diversifier leurs offres pour laisser un grand choix de possibilités à la maitrise d’œuvre, que ce soit sur la forme, la couleur, le pré-grisage, ou les différents traitements.

Une de nos entreprises adhérentes, Façadebois, recense sur son site internet un certain nombre d’industriels du bardage et de l’enveloppe en général. Si cela vous intéresse, vous trouverez tous les produits et documents nécessaires à l’adresse suivante : https://facadebois.com/

Le DTU 41.2 définit la conception et la mise en œuvre du bois en revêtement extérieur. Il dépend de la structure sur laquelle vient s’accrocher ce bardage (et donc du DTU 31.2) et des menuiseries extérieures installées (DTU 36.5).

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le bois est un matériau pérenne dans le temps. Utiliser un bois de classe 3 ou 4, qu’elle soit naturelle ou obtenue par traitement, permettra de durer plusieurs décennies en l’entretenant un petit peu (comme il faut entretenir une façade extérieure, peu importe le matériau utilisé.) Pour un bois naturel, si la conception est réalisée correctement, le bois grisera uniformément et le rendu ne sera que plus esthétique.

De par sa facilité à être travaillé et son potentiel innovant et par le grand choix d’essences dont les professionnels disposent, il est facile de trouver un revêtement intérieur au gout de chacun. Que ce soit en lame entières, en lames taillées, pour le plafond, un mur, ou en parquet, tous les types de revêtements intérieurs sont réalisables en bois.

Le DTU 51.1 détaille les supports possibles pour la mise en œuvre des parquets (que ce soit cloués, collés ou flottants), tandis que le DTU 36.2 concerne les revêtements pour cloisons et plafonds.

Tout comme les bardages extérieurs, les industrielles ont su diversifier leur gamme de produits pour répondre à chaque besoin de l’acheteur. Il existe aujourd’hui une gamme de produits très diversifiée, permettant de personnaliser son intérieur.

Etant donné que le revêtement ne sera pas exposé, de nombreuses essences peuvent être utilisées en intérieur. Les industriels se sont adaptés en utilisant les essences les plus robustes pour le parquet par exemple.

Un platelage est souvent très apprécié en extérieur : il permet de créer un chemin, le plus souvent piéton, qui s’intègre parfaitement dans le paysage. En Normandie, l’exemple le plus connu est le chemin d’accès au Mont-Saint-Michel : réalisé en chêne français et traité pour assurer sa résistance aux conditions climatiques (zone très humide), il se régule aussi lui-même, ce qui lui a permis d’acquérir avec le temps des propriétés anti-dérapantes pour la sécurité des usagers.

Mais une fois de plus, le bois peut servir de matériau de base pour tous types de réalisations : traverses paysagères, platelages, ganivelles, abris, palissades, passerelles, etc.

De plus, utiliser le bois dans des travaux d’aménagement extérieur permet de favoriser l’emploi et les ressources locales, et c’est faire le choix d’utiliser une ressource écologique et renouvelable, qui sera apprécié par tous les usagers.

Seul le platelage dispose de son propre DTU (DTU 51.4) qui explique les différentes mises en œuvre en fonction du support, du lieu d’installation, de son exposition. Pour les autres usages, des avis ou des fiches techniques sont requises, mais chaque fabricant les a développés pour utiliser son produit.

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