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Dalle bois
La réalisation d’une dalle bois fait appel à plusieurs types de pièces de bois :
Les pièces massives sont en résineux (sapin, épicéa, douglas, pins) classées C24 ou C18 pour les pièces de forte section. Le bois massif est intéressant pour les portées inférieures à 5 m, au-delà on privilégiera les bois composites. La lisse d’implantation permet la liaison entre la maçonnerie et la dalle de bois. On s’assurera de l’absence de remonté d’eau en introduisant une bande d’arase entre le béton et les lisses. Le contour de la dalle sera pour des portées supérieures en bois lamellé-collé, ou en bois reconstitué.
De même que le pourtour, les poutres centrales seront constituées du même type de matériau.
Il faudra néanmoins respecter les données constructives pour les passages de gaines au travers des âmes. Dans certain cas, il pourra être procédé à des renforts d’âmes pour augmenter la résistance sur appui ou pour renforcer la membrure supérieure. Ces renforts ne sont pas utilisés pour des âmes métalliques. Le fond de la dalle sera réalisé en panneaux OSB3 de 10 mm. Ces panneaux très peu chargés supporteront le poids de l’isolant et de quelques gaines techniques. Attention, les fonds de dalle sont des pièces minces en contact pendant une longue période avec un air humide. Il faudra attacher une importance toute particulière au vide sanitaire qui devra être correctement ventilé. Il est conseillé de laisser une hauteur comprise entre 45 et 80 cm. Les bois devront présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe 3. Le plancher sera constitué de panneaux dérivés du bois de type OSB 3 ou 4, de particules, CTB-H ou de contreplaqués, CTB-X. On peut aussi utiliser des panneaux caissons dont les caractéristiques techniques et les précautions de mise en œuvre sont spécifiques à chaque fabricant.
Une dalle bois peut être posée : - sur des plots en béton avec des longrines en béton ou en bois lamellé collé, - sur des pieux ou pilotis en bois, - sur un mur de soubassement en maçonnerie, - sur un sous-sol ou un vide sanitaire.
C’est de loin la technique la plus utilisée actuellement. Un plot est un ouvrage de maçonnerie avec une semelle carrée ou rectangulaire en béton armé ou peu armé. Les plots s'utilisent sur des sols de bonnes qualités et/ou pour des ouvrages de faible poids comme les maisons à ossature bois. En outre, les constructions peuvent être légèrement surélevées du sol. Comme les pieux et les pilotis, les plots nécessitent peu de fouilles et ils préservent la topographie naturelle du terrain. Les plots sont reliés entre eux par des longrines. Ce sont des poutres qui portent les murs et servent aussi à supporter les planchers bas avec vide sanitaire ou à limiter le dallage sur les rives du bâtiment. Les longrines en bois lamellé collé sont généralement utilisées jusqu’à 8 m de portée. La jonction se fait par l’intermédiaire d’une ferrure métallique chevillée au plot. L’extrémité du plot est inclinée et le dessus de la poutre est protégé par une couvertine (bavette de protection) pour que la poutre ne soit pas en contact avec l’eau. La hauteur minimum à respecter entre le dessous de la dalle et le sol fini est de 30 cm. Cet espace permettra une ventilation totale et permanente du fond de dalle.
La majorité des ouvrages construits avant le XIX siècle étaient fondés sur des pieux en bois. Ils sont utilisés lorsque le bon sol est profond. Leur tête est arasée en dessous du niveau du sol afin qu’ils ne pourrissent pas (absence d’oxygène). Ils sont reliés par des semelles. L’usage des pilotis date de la préhistoire. Ils permettent de surélever la structure du bâtiment au-dessus du niveau du sol, nécessitent peu de fouilles et préservent la topographie naturelle du terrain. Les pilotis sont adaptés aux terrains en pente et aux zones humides ou susceptibles d’être inondées. Ils sont joints par des poutres. Des pilotis de grandes dimensions peuvent former les poteaux qui recevront murs et toiture. Cette structure est particulièrement résistante aux vents latéraux et aux séismes. Ces types de fondation sont adaptés aux constructions poteau poutre car leur trame est identique. Les pieux et les pilotis peuvent assurer le contreventement (ils sont encastrés) et reprendre les efforts verticaux par la pointe ou par frottement latéral. Les pieux et pilotis sont constamment humides. Ils peuvent être attaqués par les champignons lignivores (classe de risque 4 voir 5 en milieu marin). Les bois utilisés sont des essences naturellement durables (chêne, robinier, azobé…) ou traités par autoclave (pin sylvestre). Leur longueur varie de 5 à 15 m, le diamètre de 25 à 50 cm et la trame est de 3 à 6 m. Des poutres en bois sont boulonnées aux pilotis et servent à réaliser la structure de la plateforme du plancher Les pieux et pilotis profonds (supérieure à 5 m) sont enfoncés au marteau hydraulique et peuvent travailler par la tête ou par frottement latéral (pieux flottants). Les pieux et pilotis peu profonds (inférieure à 5 m) sont disposés dans un trou et renforcés par une semelle isolée ou un collier en béton pour augmentent la surface de contact du pieu avec le sol. Ce mode de fondation n’est pas décrit dans les DTU, mais les DTU 13.1 et 13.2 « Travaux de fondations profondes pour le bâtiment » contiennent des informations générales pouvant être adaptées.
La lisse basse d’assise est généralement en résineux (épicéa, sapin, douglas, pin) avec un classement structure C18 ou C24. Elle permet de rattraper les imperfections de la maçonnerie avec des cales de même largeur en contreplaqué, CTB-X. Elle n’est pas nécessaire lorsque les tolérances de planéité sont inférieures aux tolérances du DTU 31.2. Attention, la lisse basse surélève les seuils des portes et portes-fenêtres. La lisse basse d’assise assure la liaison de l'ossature avec le béton. Elle est disposée sur les fondations et dessous le plancher lorsqu’il est en bois. Sa largeur doit être au moins identique à celle des montants. La lisse basse transmet l’ensemble des efforts provoqués par le vent (soulèvement et forces horizontales) à la maçonnerie et assure l’étanchéité entre la maçonnerie et l’ossature bois. Le principal document règlementaire à prendre en compte est le DTU 31.2 "Bâtiments à ossature bois". Dans une première approche on estimera les charges comme suit :
La lisse se situe au moins à une hauteur de 20 cm au-dessus du sol extérieur fini et un feutre bituminé de type 36S (ou autre système équivalent) doit être disposé entre la lisse et la maçonnerie pour éviter toutes remontées capillaires et toutes dégradations du bois. Il doit avoir une largeur supérieure à celle de la lisse d’au moins 5 cm pour être relevé le long de l’ossature, côté intérieur et il protège le mur de l’humidité de la chape ou de l'eau de nettoyage des sols. Côté extérieur, le pare-pluie doit passer sur le nez de dalle devant le feutre. D’autre part, le bardage doit descendre devant la lisse à un niveau inférieur d’environ 3 cm du niveau de celle-ci. L’ensemble de ces dispositions permet de limiter le risque d’attaque biologique à la classe 2 (insectes uniquement). Pour assurer une bonne étanchéité à l’air entre le mur et la maçonnerie, on peut disposer des joints pré-comprimés (type compriband), de section 10/20 mm, sur le feutre, par exemple.
La lisse basse d'assise transmet l’ensemble des forces (gravité et vent). Elle doit être solidement ancrée sur les fondations. Plusieurs types de fixation peuvent être employés, des chevilles métalliques à expansion ou à scellement chimique, des pattes à sceller et des tiges filetées scellées dans les fondations. Attention, les fixations par pistoscellement ne conviennent pas pour reprendre les charges et elles risquent de faire éclater le béton. Ils ne doivent pas être employés. Les organes métalliques doivent être protégés contre la corrosion. Ils sont placés à 50 mm du bord de la maçonnerie, tous les mètres, à chaque extrémité et au droit de chaque ouverture. Il faudra doubler les fixations au droit des ouvertures importantes (porte de garage par exemple). Les boulons utilisés auront un diamètre de 8 mm au minimum et seront scellés sur une profondeur de 100 mm au moins. Les têtes des fixations seront noyées dans les lisses et aucun élément ne dépassera de la lisse basse. Les chevilles métalliques à expansion conviennent pour les bétons. Dans le cas contraire, il faudra employer un mortier chimique (trois jours de séchage minimum).
Dimensionnement des panneaux constituant le plancher Le tableau ci dessous précise les épaisseurs minimales des panneaux OSB en fonction des éléments suivants (source : « Les panneaux à base de bois – Guide des applications dans le bâtiment – Edition FCBA ») : • Nature du panneau • Charge ponctuelle de 200 daN et flèche relative de L/400 • Module d’élasticité et contraintes selon NF EN 12369-1 (5000 MPa pour le contreplaqué)
G : Charge permanente en KN/m² Q : charge d’exploitation en KN/m² L : portée libre en mètres
Chaque fabricant fournit une note technique qui inclue notamment des tableaux permettant de dimensionner les poutres. Les charges de calcul ont été établies, pour chaque section de poutre et en fonction des portées, pour une pose sur deux appuis et un chargement uniforme.
L’assemblage de la dalle bois avec la lisse basse ou la maçonnerie doit transmettre l’ensemble des efforts verticaux (poids de la structure, charges d’exploitation et de la neige) et les efforts horizontaux liés au vent. Par ailleurs, la face supérieure des solives doit constituer un plan horizontal compatible avec les tolérances admises pour la pose du parquet ou du support de revêtement de sol. Si les solives ne sont pas dans le même plan (Mise en œuvre défectueuse ou retrait provoqué par la mise en œuvre d’un bois trop humide), des grincements peuvent se produire.
Les solives ou poutres industrielles sont fixées sur la lisse basse par clouage ou vissage. Afin de prendre en compte les contraintes d’écrasement (compression transversale), la surface d'appuis des solives sur la lisse basse est au moins de 50 mm. Cette valeur pourra être diminuée éventuellement sous réserve de vérification de la contrainte de compression transversale et de la prise en compte des tolérances d'exécution.
Les solutions les plus courantes sont l’appui simple et l’appui sur lambourde. Les appuis sur poutre entaillée sont réservés aux poutres de fortes sections (réhabilitation) ou aux solutions taillées sur centre d’usinage. Cette solution appliquée, en particulier, aux solives et poutres en bois lamellé-collé apparent permet la réalisation de queues d’aronde de grande précision.
Des poutres horizontales formant le contour de la dalle sont fixées par l’intermédiaire de ferrures sur les plots. Les poutres supportant le plancher sont fixées avec les mêmes techniques que les assemblages avec une poutre intermédiaire.
Pour éviter le dévers, les poutres doivent être maintenues aux extrémités et à intervalle régulier. Cet intervalle est défini par les fabricants pour les poutres industrielles. Il est de 60 fois l’épaisseur (pour des pièces massives ou lamellé collées). Le risque de dévers devient important dès que la hauteur de la solive est supérieure à 4 fois son épaisseur. Aux extrémités, les solives sont maintenues par clouage sur une solive de rive. En partie courante, elles sont contreventées par des étrésillons massifs ou des entretoises massives. Par ailleurs, les entretoises permettent de répartir des charges ponctuelles sur les solives adjacentes. Section des entretoises massives : Avec des solives massives : hauteur > 1/4 x hauteur des solives, largeur = largeur des solives. Avec des poutres en I : hauteur = hauteur des solives, largeur = largeur des solives
Ils permettent de maintenir l’isolant lorsqu’il n’est pas rigide et de limiter les éventuelles remontées d’humidité. Ils sont agrafés sur les poutres. Un jeu de 5 mm facilitera la mise en œuvre et permettra la variation dimensionnelle des panneaux. Les fonds sont agrafés, ils maintiennent l’isolant. Entretoises croisées d’un plancher (Application similaire pour les dalles bois) Étrésillons massifs d’un plancher (Application similaire pour les dalles bois)
Le solivage doit comporter les renforts au droit des charges lourdes (cloison, murs de refend, poteau intérieur, baignoire…). De nombreuses solutions existent, renforts sous cloisons, reprise de charges sous mur de refend ou sous poteau…
La périphérie de la paroi horizontale est fermée par des poutres ou des entretoises pleines. Afin de limiter les risques d’écrasement aux extrémités des solives, il est préférable d’utiliser des éléments avec de meilleures performances que les solives massives, LVL, bois lamellés collés, kerto (Finnforest) etc.
Les supports les plus employés sont les panneaux dérivés du bois travaillants en milieu humide de type EN 300/OSB 3 ou 4, panneaux de particules EN 312/P5 (CTB H), les panneaux de contreplaqué EN 636/3 Les panneaux assurent le contreventement horizontal des constructions. Ils sont orientés de telle sorte que leur plus grande longueur soit perpendiculaire aux poutres. Ils doivent reposer au moins sur trois appuis. Les chants des panneaux sont de type rainure et languette, sinon ils doivent être en appui sur leur 4 cotés.
Pour éviter les reprises d’humidité de la dalle pendant le chantier, on placera un cordon de mastic polyuréthane au droit des joints des panneaux. La mise en œuvre des panneaux de revêtement de sol doit être conforme au DTU 51,3. Rappel des règles du DTU 51.3 concernant la mise en œuvre de panneaux supports et les fixations :
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