Issuu on Google+

Le CLT de Stora Enso Brochure technique


Stora Enso Pour le bien des hommes et de la planète tout entière Fournisseur mondial de solutions renouvelables — papier, emballages, biomatériaux, constructions en bois  —, Stora Enso est leader dans son domaine. Notre but est de parvenir à remplacer les maté­ riaux fossiles. Nous nous attachons, par l’innova­ tion, à développer des produits et services centrés sur le bois et les matériaux renouvelables. Nous employons quelque 26 000 personnes dans plus de 35 pays et, en 2015, notre chiffre d’affaires s’éle­ vait à 10 milliards d’euros. Les actions du groupe Stora Enso sont cotées sur les places boursières d’Helsinki et de Stockholm. Grâce à sa gamme de produits bois, la division Wood Products fournit une large palette de solu­ tions pour l’habitat et les différentes applications constructives. Notre gamme de produits couvre l’ensemble des besoins en matière de construc­ tion et d’habitat urbains : éléments préfabriqués, modules en bois massif, composants en bois, granules pour le chauffage au bois, etc. Nous pro­ posons aussi un vaste choix de bois sciés. Notre clientèle se compose essentiellement d’entreprises de construction, de menuiserie, de grossistes et de détaillants. La division Wood Products opère à l’échelle mondiale, avec plus de 20 unités de pro­ duction en Europe. Rethink — Voilà qui résume parfaitement l’esprit de Stora Enso : une volonté de réévaluer et de repenser les acquis du passé, qui s’inscrit dans une ambition de tous les instants visant à la recherche de l’innovation et du mieux-vivre. Notre philosophie — Être constamment à la pointe de l’innovation tout en nous conformant aux obligations éthiques qui sont les nôtres. Les valeurs qui nous guident doivent à tout moment être en adéquation avec les lois et réglementa­ tions locales. Elles doivent néanmoins aussi nous aider à dépasser l’horizon du local et à œuvrer de manière générale pour le bien des hommes et de nos sociétés. Notre finalité — Agir pour le bien des hommes et de la planète tout entière, tel est le but de notre engagement. Toute notre activité est conditionnée et guidée par une stratégie réfléchie et respon­ sable. Une activité qui aspire à améliorer la vie de tous ceux que nous parvenons à toucher de par le monde à travers notre travail, nos produits et nos prestations.


Sommaire

1. CLT – Cross Laminated Timber .............................................. 4

Caractéristiques techniques ................................................................... 4 Structures standard du CLT .................................................................... 5 Structure des panneaux . ......................................................................... 6 Qualités des surfaces ............................................................................... 7 Dénomination des qualités ...................................................................... 8

2. Construction  ....................................................................................... 10 3. Physique des constructions .................................................... 12

Isolation thermique ................................................................................... 12 Étanchéité à l’air . ....................................................................................... 14 Humidité ...................................................................................................... 16 Qualités d’isolation phonique du CLT . .................................................. 18 CLT et protection incendie . ..................................................................... 21

La présente brochure est une version succincte du dossier technique sur les constructions en CLT. Pour davantage d’informations sur les références mentionnées dans cette brochure, veuillez vous reporter au dossier technique. Voir aussi : www.clt.info/media-downloads Stora Enso Wood Products GmbH ne peut garantir ni l’exactitude, ni l’exhaustivité des informations fournies dans cette brochure et ne saurait être tenue responsable d’éventuelles erreurs.

4. Statique des constructions ...................................................... 24 Généralités ................................................................................................. 24 Calculs statiques et dimensionnement du CLT ................................... 25 Dimensionnement du CLT au moyen du logiciel Stora Enso ............ 26 Tables de prédimensionnement ............................................................. 26

5. Gestion de projet ............................................................................. 28

2 3


1. CLT Cross Laminated Timber

Caractéristiques techniques Applications

Les panneaux CLT sont principalement utilisés pour la réalisation des murs, planchers et éléments de toiture des constructions d’habitation et des édifices commerciaux et publics.

Largeur max. d’un panneau

2,95 m

Longueur max. d’un panneau

16,00 m

Épaisseur max. d’un panneau

320 mm

Structure des panneaux

Les panneaux CLT sont constitués d’au moins trois plaques monocouches collées les unes sur les autres et disposées à plis croisés, c’est-à-dire perpendiculairement les unes par rapport aux autres. Lorsqu’un panneau CLT est composé de cinq plis ou davantage, les plis intérieurs — en l’occurrence les plis transversaux — peuvent ne pas être encollés chant sur chant.

Essences

Épicéa (pin, mélèze et sapin blanc sur demande ; les plis intérieurs peuvent contenir du bois de pin).

Classe de résistance « lamelles brutes »

C24 (ainsi que le spécifie la certification, jusqu’à 10 % des lamelles utilisées peuvent être de classe C16 ; autres classes de résistance sur demande).

Humidité du bois

12 % ± 2 %

Adhésif

Colles sans formaldéhyde pour collage des chants, aboutage et collage des faces.

Qualité visuelle

Qualités non visible, visible industrie et visible habitat ; les surfaces des panneaux sont toujours entièrement poncées.

Poids propre

Utilisé pour déterminer le poids de transport : environ 470 kg/m³.

Classe de protection incendie

Selon la décision 2003/43/EC de la Commission : • éléments constructifs en bois (sauf planchers)  Euroclasse D-s2, d0 • planchers  Euroclasse Dfl-s1

Conductivité thermique λ

0,13 W/(mK)

Étanchéité à l’air

Les panneaux CLT étant fabriqués à partir de plaques monocouches, cela leur confère une excellente étanchéité à l’air. Conformément à la norme EN 12114, des tests ont été réalisés afin de déterminer le coefficient d’étanchéité à l’air d’un panneau CLT à trois plis. Les résultats ont montré que les flux volumiques se situent en deçà des valeurs mesurables.

Classes d’utilisation et domaine d’application

Emploi correspondant aux classes d’utilisation 1 et 2 telles que définies par la norme EN 1995-1-1.


Structures standard du CLT Panneaux C

Le fil du bois des plis de surface est toujours parallèle à la largeur de production. Épaisseur [mm]

Type de panneau [—]

Plis [—]

C ***

L

C ***

60

C3s

3

20

20

20

80

C3s

3

20

40

20

90

C3s

3

30

30

30

100

C3s

3

30

40

30

120

C3s

3

40

40

40

100

C5s

5

20

20

120

C5s

5

30

140

C5s

5

160

C5s

5

Structure des panneaux [mm] L

C ***

20

20

20

20

20

20

30

40

20

20

20

40

40

20

40

20

40

L

C ***

largeur de production

longueur de production

C3s

C5s

Panneaux L

Le fil du bois des plis de surface est toujours perpendiculaire à la largeur de production. Épaisseur [mm]

Type de panneau [—]

Plis [—]

Structure des panneaux [mm] L

C

L

60

L3s

3

20

20

20

80

L3s

3

20

40

20

90

L3s

3

30

30

30

100

L3s

3

30

40

30

120

L3s

3

40

40

40

100

L5s

5

20

20

120

L5s

5

30

140

L5s

5

160

L5s

180

C

L

C

L

20

20

20

20

20

20

30

40

20

20

20

40

5

40

20

40

20

40

L5s

5

40

30

40

30

40

200

L5s

5

40

40

40

40

40

160

L5s-2*

5

60

40

60

180

L7s

7

30

20

30

20

30

20

30

200

L7s

7

20

40

20

40

20

40

20

240

L7s

7

30

40

30

40

30

40

30

220

L7s-2*

7

60

30

40

30

60

240

L7s-2*

7

80

20

40

20

80

260

L7s-2*

7

80

30

40

30

80

280

L7s-2*

7

80

40

40

40

80

300

L8s-2**

8

80

30

80

30

80

320

L8s-2**

8

80

40

80

40

80

largeur de production

longueur de production

L3s

L5s

L5s-2*

L7s

L7s-2*

L8s-2**

* couches de surface constituées de deux couches longitudinales ** couches de surface et couche intérieure constituées de deux couches longitudinales *** panneaux C : ponçage perpendiculaire au fil du bois Largeurs de production : 245 cm, 275 cm, 295 cm Longueurs de production : à partir de 8,00 m minimum par largeur de facturation ; jusqu’à une longueur maximum de 16,00 m (avec progression par incréments de 10 cm)

4 5


Structure des panneaux Les panneaux CLT sont constitués d’au moins trois plaques monocouches collées les unes sur les autres et disposées à plis croisés, c’est-à-dire perpendiculairement les unes par rapport aux autres. Lorsqu’un panneau CLT est composé de cinq plis ou davantage, les plis intérieurs — en l’occurrence les plis transversaux — peuvent ne pas être encollés chant sur chant. À l’heure actuelle, les dimensions maximales des panneaux CLT produits sont de 2,95 m sur 16,00 m.

Exemple : Structure d’un panneau CLT en bois massif composé de cinq couches

encollage des chants (plis longitudinaux)

aboutage à plat sans épaulement collage des surfaces

encollage des chants * (plis transversaux)

max. 16,00 m

max. 2,95 m

* Lorsqu’un panneau CLT est composé de cinq plis ou davantage, les plis intérieurs (plis transversaux) peuvent alors ne pas être encollés chant sur chant.


Qualités des surfaces Qualité des surfaces des panneaux CLT

Classification selon les propriétés des panneaux et l’aspect des faces Caractéristiques

VI

IVI

NVI

Collage

admis de façon isolée : joints ouverts d’une largeur ne dépassant pas 1 mm

admis de façon isolée : joints ouverts d’une largeur ne dépassant pas 2 mm

admis de façon isolée : joints ouverts d’une largeur ne dépassant pas 3 mm

Bleuissement

non admis

admis : légère discoloration

admis

Discolorations (taches brunes…)

non admis

non admis

admis

Poches de résine

pas d’accumulation de poches de résine ; max. 5 × 50 mm

max. 10 × 90 mm

admis

Entre-écorce

admis si apparaissant de façon isolée

admis si apparaissant de façon isolée

admis

Gerces

admis : gerces superficielles apparaissant de façon isolée

admis

admis

Cœur – Moelles

admis de façon isolée pourvu que leur longueur ne dépasse pas 40 cm

admis

admis

Attaques d’insecte

non admis

non admis

admis : petites piqûres d’insecte ; pas plus de 2 mm

Nœuds sains

admis

admis

admis

Nœuds noirs

∅ max. 1,5 cm

∅ max. 3 cm

admis

Trous de nœud

∅ max. 1 cm

∅ max. 2 cm

admis

Flaches

non admis

non admis

max. 2 × 50 cm

Surface

entièrement poncée

entièrement poncée

surface rugueuse : max. 10 % de la surface totale

Qualité de la finition des surfaces

admis : petits défauts si apparaissant de façon isolée

admis : défauts si apparaissant de façon isolée

admis : défauts si apparaissant de façon isolée

Qualité des sections et de l’encollage des chants

admis : petits défauts si apparaissant de façon isolée

admis : défauts si apparaissant de façon isolée

admis : défauts si apparaissant de façon isolée

Chanfrein sur les panneaux L

oui

oui

non

Finition des arêtes de coupe au papier de verre

oui

non

non

Découpe – scie à chaîne

non admis

admis

admis

Largeur des lamelles

≤ 130 mm

max. 230 mm

max. 230 mm

Humidité du bois

max. 11 %

max. 15 %

max. 15 %

Mélange d’essences

non admis

non admis

pour les panneaux en épicéa, le pin et le sapin sont autorisés

Finition esthétique des surfaces (chevilles de bois, baguettes…)

admis

admis

admis

Panneaux C : ponçage perpendiculaire au fil du bois

admis

admis

admis

VI (qualité visible habitat)

IVI (qualité visible industrie)

NVI (qualité non visible)

6 7


Dénomination des qualités Stora Enso propose trois qualités de surface différentes NVI

Qualité non visible

IVI

Qualité visible industrie

VI

Qualité pour les surfaces visibles

Qualités de CLT proposées par Stora Enso à partir des des trois qualités de surface de base Qualité

NVI

VI

BVI

INV

IBI

IVI

Pli de surface

NVI

VI

VI

IVI

IVI

VI

Pli intérieur

NVI

NVI

NVI

NVI

NVI

NVI

Pli de surface

NVI

NVI

VI

NVI

IVI

IVI

Quatre nouvelles surfaces spéciales Afin d’élargir le choix d’essences de bois, les panneaux CLT Stora Enso sont désormais également disponibles en quatre surfaces spéciales : pin, mélèze, sapin blanc et pin cembro. Disposées sur les faces des panneaux, ces surfaces spéciales sont des couches supplémentaires de 20 mm d’épaisseur, en qualité visible habitat.

CLT Pin

CLT Mélèze

CLT Sapin blanc

CLT Pin cembro


8 9


2. Construction Les panneaux CLT ont des champs d’application très vastes. Du fait de leur structure particulière — le CLT est constitué de couches de bois assem­ blées et collées à plis croisés —, les panneaux CLT assurent dans les constructions deux fonctions essentielles : ils permettent d’une part de répartir les charges exercées vers le sol et d’autre part de

conférer à la structure un raidissement propre. Ces qualités présentent un incontestable avantage lorsque les panneaux CLT sont employés pour la réalisation de murs extérieurs et intérieurs, ou bien de cloisons séparatrices. Du fait de leur haut degré de préfabrication, les panneaux CLT permettent par ailleurs de bénéficier de temps de montage particuliè­ rement courts. Un avantage considérable, surtout lorsque

Exemples – structures d’éléments constructifs et détails d’assemblage et de montage Plancher Joint de plancher (planche-joint)

Plancher Joint de plancher (joint en nez-de-marche) dalle de plancher en CLT espace d’assemblage

dalle de plancher en CLT

dalle de plancher en CLT

espace d’assemblage

joint d’étanchéité

planche-joint

connecteurs vissés (selon les exigences statiques)

dalle de plancher en CLT

dalle de plancher en CLT espace d’assemblage dalle de plancher en CLT joint d’étanchéité joint d’étanchéité connecteurs vissés utilisés dans le cas d’une direction élevée des efforts tranchants (en fonction des exigences statiques)

Mur extérieur Isolation (laine minérale)

latte de bois (servant de struc­ ture intermédiaire dans la couche d’isolation)

Paroi de séparation (dans un appartement) Système à double paroi en CLT parement avec désolidarisation acoustique (posé sans fixation ou sur bride de ressort)

dalle de plancher en CLT bandes d’étanchéité

Structure: • panneau mural en CLT • isolation (laine minérale) • étanchement vertical (étanchéité au vent) • lattis • bardage horizontal panneau mural en CLT

bride de ressort (isolation phonique)

Structure: • plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé • lattis (fixé au moyen d’une bride de ressort), isolation (entre les lattes) • panneau mural en CLT • isolation aux bruits d’impact • panneau mural en CLT • lattis (fixé au moyen d’une bride de ressort), isolation (entre les lattes) • plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé


le CLT intervient dans la réalisation des toitures. Ceci per­ met en effet de mettre rapidement le bâtiment à l’abri des intempéries. Avec le CLT, tous les avantages sont réunis pour réaliser des constructions à des coûts tout à fait rai­ sonnables, en particulier dans le cas de planchers et de toi­ tures standard dont les distances entre appuis restent dans les normes courantes. Il est aisé également de satisfaire aux

différentes exigences en matière de physique du bâtiment dès lors que l’on opte pour des structures de construction adaptées. Par ailleurs, le CLT peut être combiné pratique­ ment à l’infini avec d’autres matériaux de construction.

Mur intérieur Parement (bride de ressort)

Structure de plancher Chape humide

bande d’isolation (entre lattes et panneaux en CLT)

Structure: • panneau mural en CLT • lattes (sur bride de ressort), isolation (entre les lattes) • plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé

Structure: • chape • couche de séparation • isolation aux bruits d’impact • couche de gravier • protection étanche à l’eau • dalle de plancher en CLT

panneau mural en CLT

ancrage des murs (en fonction des exigences statiques) bandes de rive pour chape bandes d’étanchéité

bandes d’étanchéité

dalle de plancher en CLT

Joint de fenêtre Pose de bandes d’étanchéité adhésives Compriband étanchement vertical (étanchéité à l’eau et au vent) ouvrant (avec vitrage)

raccord étanche aux pluies battantes

dormant (élargisse­ ment du châssis de la fenêtre) bande d’étanchéité Compriband

planche d’habil­ lage d’ébrasement (prévoir un espace suffisant entre la planche et l’appui extérieur de fenêtre)

bande d’étanchéité pour fenêtre

bardage horizontal

panneau mural en CLT

appui de fenêtre extérieur (avec inclinaison)

Immeuble d’habitation Paroi étage inférieur – plancher – paroi étage supérieur panneau mural en CLT plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé

bande élastique intermédiaire (en élastomère par exemple)

structure du plan­ cher (en fonction des exigences) plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé ancrage des murs (selon les exi­ gences statiques ; avec désolidarisa­ tion acoustique) dalle de plancher en CLT lattis (suspendu au moyen d’une bride de ressort)

isolation

10 11


3. Physique des constructions Isolation thermique

Introduction Le terme d’isolation thermique recouvre l’ensemble des mesures mises en place afin de réduire les besoins en chauffage ¹ pendant la saison froide et les besoins en refroi­ dissement ² pendant la saison chaude. L’isolation thermique a donc pour but de maintenir la consommation énergétique

aussi basse que possible, en tenant compte de la fonction­ nalité des différents éléments de construction et de leurs propriétés thermo-isolantes, mais tout en satisfaisant aux impératifs de confort et en assurant une atmosphère inté­ rieure à la fois saine et agréable.

¹) Quantité de chaleur qui doit être fournie au cours de l’année afin de pouvoir maintenir à l’intérieur du bâtiment une température interne minimum. ²) Quantité de chaleur qui doit être évacuée au cours de l’année afin de ne pas dépasser à l’intérieur du bâtiment une température interne maximum.


Principes et facteurs intervenant dans l’isolation thermique en période hivernale • préférence pour les emplacements naturellement protégés • préférence donnée aux constructions compactes • orientation optimale du bâtiment (en l’occurrence des fenêtres) afin de profiter au mieux de l’ensoleillement • bonne isolation de l’enveloppe extérieure du bâtiment (revêtement du bâtiment) • mise en place de toutes les mesures nécessaires afin d’éviter la formation de ponts thermiques • bonne étanchéité à l’air de l’enveloppe extérieure du bâtiment (revêtement du bâtiment) • degré de perméabilité énergétique et protection des vitrages contre l’ensoleillement

• surface totale, orientation et inclinaison des vitrages du bâtiment • propriétés des éléments opaques de la construction en matière d’isolation thermique • charge calorifique interne (personnes, appareils électriques, etc.) • plan et agencement de l’espace habitable • ventilation de l’espace d’habitation • propriétés des éléments constructifs de l’espace d’habitation en termes d’accumulation thermique

Les qualités d’isolation thermique du CLT La capacité de protection thermique d’un élément de construction est déterminée par sa valeur U, autrement dit par son coefficient de transmission thermique. Pour calcu­ ler cette valeur, il est nécessaire de connaître les paramètres suivants : la structure de l’élément constructif en question, sa position dans le bâtiment ainsi que les dimensions et la conductivité thermique des matériaux dont il est composé. La conductivité thermique du bois est essentiellement fonc­

tion de sa masse volumique et de son humidité. Pour le CLT, elle correspond à la valeur suivante : λ = 0,13 W/mK. Le diagramme ci-dessous représente la courbe des valeurs  U pour des panneaux CLT d’une épaisseur de 100 mm et dotés d’une isolation. Les valeurs U ont été calcu­ lées en fonction de l’épaisseur du matériau isolant employé (classe de conductivité thermique WLG 040).

Valeur U : CLT de 100 mm d’épaisseur En fonction des épaisseurs d’isolation 0,50 0,45

Valeur U (W/m²K)

0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280

Épaisseur de l’isolation (mm) 12 13


Étanchéité à l’air L’étanchéité à l’air et au vent est l’une des exi­ gences essentielles auxquelles doit satisfaire un bâtiment. Disposée sur les faces intérieures de la construction, une couche imperméable à l’air empêche l’humidité extérieure de pénétrer dans l’espace d’habitation. Ceci permet d’éviter la for­ mation d’eau de condensation à l’intérieur des élé­ ments constructifs. L’étanchéité à l’air a par consé­ quent une influence non négligeable sur l’économie thermique et le taux d’humidité d’un bâtiment, et elle se révèle être un facteur déterminant pour la qualité et la durabilité de la construction. Une étanchéité insuffisante du bâtiment peut entraîner l’apparition de flux d’air vers l’extérieur, lesquels provoqueront notamment des déperdi­ tions d’énergie. Pour le revêtement d’un bâtiment, l’étanchéité au vent est tout aussi importante que l’étanchéité à l’air. La couche étanche au vent se trouve sur les faces extérieures du bâtiment. Elle a pour fonction d’empêcher l’air extérieur de s’infiltrer dans les élé­ ments de construction. Ceci permet de protéger la couche isolante (couche calorifuge) et de préserver les qualités isolantes des éléments constructifs. En règle générale, l’étanchéité au vent n’est pas assu­ rée par les panneaux CLT, mais soit par l’enduit extérieur — dans le cas des façades enduites  —, soit par une membrane d’étanchéité perméable à la diffusion et placée derrière l’espace ventilé — dans le cas des façades en bois.

À partir de trois plis, le CLT assure une parfaite étanchéité à l’air L’étanchéité à l’air des panneaux CLT de Stora Enso a été testée et contrôlée par la Holz­forschung Austria. Ces tests d’étanchéité à l’air ont été effec­ tués sur la base de la norme autrichienne ÖNORM EN 12114:2000. Ils ont porté sur le panneau de construction à proprement parler, sur un assem­ blage en nez-de-marche ainsi que sur un joint réa­ lisé avec une planche de jointure.

Résultat des tests « Les essais effectués sur les joints d’éléments et sur le panneau CLT lui-même attestent une excellente étanchéité à l’air. L’étanchéité constatée est telle que les flux volumiques fil­

trant à travers cet élément et ces deux types de joint se situent en deçà des valeurs mesu­ rables. »


Le CLT assure une parfaite étanchéité à l’air étanchéité à l’air

étanchéité au vent

Le CLT conserve son étanchéité à l’air au-delà de sa durée de vie utile Tout au long de sa durée de vie utile, le CLT est exposé à de constantes variations d’humidité. Lors de sa fabrication en usine, le CLT présente une humidité relative de 12 % (± 2 %), laquelle est fonc­ tion de la qualité des surfaces des panneaux. Pendant la phase de construction, le CLT absorbe une certaine humidité supplémentaire provenant par exemple du mortier d’égalisation, des chapes ou des enduits. Les changements de saison entraînent également des variations d’humidité du bois. Pendant les mois d’hiver, la ventilation des espaces d’habitation peut aussi participer au des­ sèchement du CLT. Les variations du taux d’humi­ dité du CLT s’accompagnent de variations de forme et de volume (dilatation et contraction du bois) qui, dans certains cas, peuvent provoquer l’apparition soit de fissures de surface — lorsque le bois est trop sec —, soit d’ondulations — lorsque le bois est trop humide. Les études et tests réalisés au laboratoire de phy­ sique du bâtiment de l’université technique de Graz ont montré que le CLT conservait son étanchéité à l’air sur le long terme. Les variations habituelles d’humidité du bois ont fait l’objet de simulations en armoire climatique et la perméabilité à l’air du CLT a été testée à quatre niveaux d’humidité différents. Le CLT soumis à ces tests était un panneau de 2 m × 2 m, à trois plis, de 100 mm d’épaisseur et de qualité non visible (CLT 100 3s NVI), abouté vertica­ lement par un joint en nez-de-marche et horizonta­ lement par une planche-joint.

14 15


Humidité Introduction La protection contre l’humidité vise à limiter les différents effets qu’elle peut avoir sur la structure des constructions afin de prévenir l’apparition de moisissures, de pourritures, voire de dégradations telles qu’une perte d’efficacité de l’isolation thermique ou une diminution de la résistance mécanique des matériaux. Les principales sources d’humi­ dité néfastes pour la substance des bâtiments sont la condensation, l’hygrométrie extérieure et l’humidité ascen­ sionnelle (remontées capillaires). Le taux d’humidité des matériaux employés est par ailleurs susceptible d’augmen­ ter pendant la phase de construction, en raison par exemple de la pose des chapes ou des enduits.

Principes généraux de la protection contre l’humidité Pour le bois, et a fortiori donc pour le CLT, on distingue de manière générale trois modes de circulation de l’humidité : • la diffusion de la vapeur d’eau • la sorption • la capillarité Il convient par ailleurs, dans le cadre de la protection du bois, de prendre en compte d’éventuels phénomènes convectifs. Du fait de sa structure qui est constituée de couches de bois assemblées et collées à plis croisés, le CLT empêche en soi l’apparition de phénomènes de convection. Il convient néanmoins d’accorder une attention et un soin tout particuliers à l’étanchéité des raccords, des installa­ tions techniques et des équipements divers.

Comportement de diffusion du CLT Si la proportion d’adhésifs contenus dans le CLT varie selon le mode de disposition des lamelles, elle demeure néan­ moins toujours inférieure à 1 %. Toutefois, les joints collés des chants présentent un coefficient de résistance à la diffu­ sion de la vapeur d’eau qui est différent de celui des lamelles de bois adjacentes. Ces joints collés doivent donc être pris en compte dans le calcul de la valeur sd. Il faudra par ailleurs également tenir compte du fait que tout au long de sa durée de vie utile, le CLT est exposé à de constantes variations d’humidité. Ces fluctuations sont dues à différents facteurs : les humidités résiduelles (celle résultant de la production des panneaux CLT et celle pro­ venant de la construction du bâtiment), l’humidité estivale ainsi que l’humidité susceptible de s’accumuler pendant la période de chauffage. Ces différentes influences peuvent provoquer au niveau du bois des variations d’humidité pou­ vant aller de 8 % à 14 %, ce qui a pour effet de modifier le comportement de diffusion du CLT.

Les essais réalisés afin de déterminer le coefficient de résis­ tance à la diffusion de la vapeur d’eau (coefficient μ) pour les joints collés des panneaux CLT ont permis d’aboutir aux conclusions suivantes : • Le coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau est en corrélation directe avec le taux d’humidité. On constate notamment, dans des conditions de climat d’essai humide, une baisse sensible du coefficient µ des joints collés. • Lorsque les joints collés sont soumis à des conditions de climat d’essai sec (en l’occurrence 23 °C et 26,5 % d’humi­ dité moyenne relative de l’air), on constate qu’ils présentent une épaisseur de couche d’air dont la diffusibilité équiva­ lente est la même que pour des panneaux massifs en épicéa d’une épaisseur de 6 mm ± 4 mm. Lorsque les joints collés sont soumis à des conditions de climat d’essai humide (en l’occurrence 23 °C et 71,5 % d’humidité moyenne relative de l’air), on constate qu’ils présentent une épaisseur de couche d’air dont la diffusibilité équivalente est la même que pour des panneaux massifs en épicéa d’une épaisseur de 13 mm ± 6 mm. • En d’autres termes, un panneau CLT à trois plis (avec deux joints collés plans) présente en moyenne une épaisseur de couche d’air de diffusibilité équivalente qui est la même que celle d’un panneau massif en épicéa d’une épaisseur supérieure de 12 mm en conditions sèches et de 26 mm en conditions humides. Par ailleurs, des essais ont été réalisés sur des échantillons de CLT au Thünen-Institut für Holzforschung de Hambourg, dans le cadre d’un diplôme de mastère. Ces essais ont per­ mis de déterminer le coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau en corrélation avec le taux d’humidité : • On a constaté que le coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau croît de manière quasi linéaire par rap­ port au nombre de joints collés, lequel nombre augmente en fonction de l’épaisseur du panneau CLT. Ces résultats ont permis de définir un nombre moyen de joints collés par centimètre d’épaisseur de CLT. • Sur la base de ce nombre moyen, il a ensuite été possible de calculer le coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau pour différents taux d’humidité : ϜϜ humidité du bois de 11,3 %  µ = 52 ± 10 ϜϜ humidité du bois de 14,7 %  µ = 33 ± 7 ϜϜ humidité du bois de 8,0 %  µ = ~105 (valeur obtenue par interpolation)


Le CLT et sa fonction de freinvapeur hygrovariable À partir de trois plis, les panneaux CLT sont certes étanches à l’air. En revanche, ils ne sont pas étanches à la vapeur. Les panneaux CLT sont perméables à la diffusion et les joints collés jouent pour ainsi dire un rôle de freins-vapeur pour la couche d’isolation extérieure. On peut donc dire que le CLT remplit une fonction de frein-vapeur hygrovariable. Pendant la période de chauffage où l’on enregistre dans l’espace d’habitation une baisse du taux d’humidité de l’air, le CLT perd de sa capacité à faire circuler l’humidité et son étan­ chéité à la diffusion augmente. En revanche, en période esti­ vale, lorsque le taux d’humidité de l’air augmente à l’intérieur du bâtiment, le CLT devient plus perméable à la diffusion. Cette propriété naturelle, propre au bois, se révèle être un atout dans le domaine de la construction, car elle permet de concevoir et de réaliser des structures qui restent dura­ blement fonctionnelles, tout en tenant compte du principe de la physique des constructions selon lequel plus on va vers l’exté­rieur, plus une structure doit être perméable à la diffusion. Le CLT remplit donc également une fonction de régulation de la qualité de l’air intérieur. Lorsque l’humidité ambiante augmente, celle-ci est absorbée par le CLT. Elle est ensuite libér��e dès que l’humidité de l’air baisse à nouveau.

Calcul du degré de protection contre l’humidité Auparavant, la résistance à la condensation des éléments de construction était calculée essentiellement au moyen de la méthode Glaser, laquelle présente cependant l’incon­ vénient de ne livrer que des résultats par trop approxima­

tifs. L’apparition de logiciels de simulation hygrothermique a ouvert de nouvelles perspectives. Il est en effet désor­ mais possible de calculer de manière pertinente, réaliste et détaillée les processus de circulation et de stockage hygro­ thermiques tels qu’ils se déroulent en conditions réelles à l’intérieur des éléments de construction. Pour pouvoir effectuer des simulations aussi proches de la réalité, il faut néanmoins disposer d’informations toujours plus nombreuses et complexes relatives aux caractéris­ tiques des matériaux employés. Les caractéristiques spé­ cifiques requises pour le CLT ont été déterminées dans le cadre de travaux réalisés par l’université de Hambourg, pour le logiciel de simulation WUFI conçu et développé par le Fraunhofer-Institut für Bauphysik  (IBP). Une étude a par ailleurs été réalisée pour la première fois afin de valider de manière expérimentale la simulation hygrothermique d’un élément constructif en bois lamellé-croisé. Elle a permis de constater qu’il y avait une concordance assez précise entre les résultats obtenus par simulation numérique et ceux obtenus précédemment dans le cadre d’essais grandeur nature effectués sur le terrain. Un contrôle de plausibilité a également été réalisé par le Fraunhofer Institut sur le CLT de Stora Enso. Les résultats livrés étant positifs, le CLT Stora Enso a été intégré à la base de données des matériaux du logiciel WUFI. Ceci nous per­ met de mettre à la disposition de nos clients et des respon­ sables de projets un nouvel outil extrêmement précieux pour la conception de constructions en CLT. Déjà très pro­ metteur, ce nouvel outil devrait bientôt se révéler indispen­ sable, en particulier pour les constructions soumises à une importante humidité intérieure ou dans le cadre de l’utilisa­ tion d’éléments constructifs en bois dans des régions qui connaissent des conditions climatiques extrêmes.

pluies

vapeur d’eau pluies battantes projections d’eau eaux de ruissellement accumulations d’eau

condensation

humidité résiduelle de construction

eau de capillarité nappe phréatique

vapeur d’eau

eaux d’infiltration

eaux d’infiltration

eau sanitaire

condensation à l’intérieur des éléments de construction

16 17


Les qualités d’isolation phonique du CLT Introduction

Mesure du degré d’isolation phonique

Une bonne isolation phonique constitue l’une des conditions essentielles au confort d’un bâtiment. Il convient donc d’y accorder la plus grande importance lors de la conception des constructions. Les exigences normatives rela­ tives à l’isolation phonique garantissent à tous ceux qui possèdent une acuité auditive nor­ male une protection suffisante contre le bruit, qu’il provienne de l’extérieur, d’autres parties du bâtiment ou de bâtiments contigus.

Pour mesurer la qualité de l’isolation phonique, un élément construc­ tif est placé dans le local d’émission (banc d’essai ou bâtiment réel) et exposé à une source sonore, tandis que le niveau sonore est mesuré dans le local de réception.

Le son correspond à l’énergie mécanique qui se propage dans un milieu matériel élastique par le mouvement des molécules et par les variations de pression dans ce milieu. Le son n’est pas provoqué par le mouvement de par­ ticules, mais résulte de la transmission d’impul­ sions. En acoustique du bâtiment, on distingue entre les bruits aériens et les bruit solidiens.

Les mesures acoustiques étant réalisées la plupart du temps en bandes de tiers d’octave, les courbes de mesurage sont utilisées pour déterminer des valeurs uniques qui permettront une meilleure comparaison des don­ nées. Ces valeurs uniques sont calculées sur la base de courbes de pon­ dération, conformément à la norme EN ISO 717 (partie 1 pour les bruits aériens et partie 2 pour les bruits d’impact). Ces courbes de pondération sont déduites des « courbes de volume sonore identique » — il faut savoir que l’oreille humaine perçoit comme distincts les sons de même intensité, mais de fréquences différentes — et elles permettent de tenir compte des différences de perception de l’oreille humaine en fonction des varia­ tions de fréquence. Si le mesurage s’effectue sur un large spectre de fré­ quences (entre 50 Hz et 5 000 Hz), seule la plage comprise entre 100 Hz et 3 150 Hz est prise en considération pour le calcul des valeurs uniques.

Bruit aérien : les ondes sonores sont absor­ bées par les éléments constructifs qui les transmettent aux pièces contiguës. Les sources de bruit aérien sont notamment la musique, les conversations ou la circulation automobile. Les bruits solidiens sont quant à eux pro­ voqués entre autres par les chocs, le dépla­ cement des personnes ou de mobilier. Il est propagé sous forme de bruit aérien vers les pièces contiguës. En acoustique du bâtiment, les bruits solidiens les plus pertinents sont les bruits d’impact.

F  ��� transmission latérale (indirecte) D  ��� transmission directe

f  ���� rayonnement latéral (indirect) d  ��� rayonnement direct

Df

Fd

Dd

Df

Dd

Ff

Voies de propagation du son entre deux pièces

Indices de correction du spectre de fréquences Le calcul des valeurs uniques ne permet toutefois souvent pas d’obtenir un tableau suffisamment précis des qualités d’isolation phonique des éléments constructifs. En effet, différents types de courbes peuvent amener à des résultats identiques en termes de valeurs uniques. C’est pour cette raison que la norme EN ISO 717 a intégré des indices de correction du spectre de fréquences qui viennent compléter les informations fournies par les valeurs uniques et qui sont déjà utilisés dans certains pays européens. Ces données complémentaires permettent de prendre en compte des spectres

acoustiques caractéristiques de l’espace de vie intérieur d’une habitation. Il est également possible de prendre en compte des indices de correction du spectre de fréquences pour des plages de fréquence inférieures à 100 Hz et supérieures à 3 150 Hz (C50–5000 ou Ctr, 50–3150  par exemple).


Isolation phonique des éléments constructifs en CLT Structures des panneaux de plancher L’isolation phonique des planchers peut se faire de deux manières : soit on accroît la masse du plancher, soit on améliore la désoli­ darisation acoustique. L’accroissement de la masse — obtenu soit par un alourdissement du plancher brut, soit par un poids plus important du sous-plafond — permet de réduire la pro­ pagation du son. Au-dessus de leur fréquence de résonance, la propagation des oscilla­ tions du plancher à l’intérieur du bâtiment s’en trouve réduite. La fréquence de résonance doit donc être aussi basse que possible (< 80 Hz). En pratique, cela signifie que le plancher sera constitué d’une chape relativement lourde — une chape en ciment de 5 à 7 cm d’épais­ ¹)  s′ = raideur dynamique (MN/m³)

seur (important : la bande de rive ne sera coupée qu’une fois l’installation du revêtement de plancher terminée) —, laquelle chape sera installée sur une plaque d’isolation aux bruits d’impact (s′ ≤ 10) ¹, cette dernière étant posée sur une couche de gravier faisant fonction de masse alourdis­ sante. Pour les planchers sans suspension, on prendra soin d’augmenter l’épaisseur de la couche de gravier (jusqu’à 10 cm environ). On utilisera de préférence non pas un mor­ tier d’égalisation, mais une couche de gravier qui fournit une meilleure isolation phonique. Pour les couches de gravier, veuillez consulter au préalable le chapiste. Pour apporter une isolation phonique maximale, on veillera à ce que les revêtements de plafond soient acoustiquement désolidari­ sés, c’est-à-dire fixés sur des éléments antivibratiles ou sur des barres à lames-ressort. Pour compléter l’isolation pho­ nique, on prendra soin également d’installer un amortisse­ ment acoustique au niveau des espaces creux de manière à éviter les résonances.

Structures des panneaux de plancher Résultats de mesures acoustiques réalisées en laboratoire et sur sites de construction. Détails sur la construction d’éléments en treillis fournis sur demande.

Rw (C;Ctr) = 61 (−1;−5) dB Ln,w(Cl) = 41 (1) dB

70 mm chape de ciment 0,2 mm film de polyéthylène 30 mm plaque d’isolation aux bruits d’impact 50 mm couche de gravier 50 mm dalle 0,2 mm protection étanche à l’eau 18 mm panneau de fibres tendres 140 mm CLT Stora Enso

Rw (C;Ctr) = 63 (−2;−5) dB Ln,w(Cl) = 36 (3) dB

70 mm chape de ciment 0,2 mm film de polyéthylène 30 mm plaque d’isolation aux bruits d’impact 50 mm couche de gravier 50 mm dalle 0,2 mm protection étanche à l’eau 18 mm panneau de fibres tendres 140 mm CLT Stora Enso 3 mm joint d’étanchéité comprimé 70 mm suspension (avec 60 mm de laine minérale) 15 mm plaque de plâtre

DnT,w (C;Ctr): 62 (−3;−9) dB L’nT,w (CI): 39 (7) dB

10 mm moquette 60 mm chape de ciment 0,2 mm film de polyéthylène 30 mm plaque d’isolation aux bruits d’impact 50 mm couche de gravier 0,2 mm protection étanche à l’eau > 165 mm CLT Stora Enso 70 mm suspension (avec 50 mm de laine minérale) 12,5 mm plaque de plâtre

Bruit latéral Le son ne se propage pas d’une pièce à l’autre uniquement par l’intermédiaire des parois ou cloisons séparatrices, mais aussi par le biais d’éléments constructifs contigus. Il faut donc tenir compte non seulement des parois et cloi­ sons séparatrices, mais également des élé­ ments constructifs contigus. Il est important de savoir que plus une cloison séparatrice est de meilleure qualité, plus le bruit latéral jouera proportionnellement un rôle important dans la propagation du son. Pour obtenir une réduc­ tion du bruit latéral, on pourra soit réaliser une isolation acoustique des éléments construc­ tifs entre eux, soit assurer la désolidarisation acoustique grâce à l’utilisation de systèmes d’assemblage à faible rigidité à la flexion pour le raccordement des parements.

18 19


Structures des panneaux muraux L’isolation phonique des éléments constructifs à paroi simple est déterminée par leur masse surfacique et leur résistance à la flexion. Selon la loi des masses, doubler la masse d’une paroi entraîne une augmentation de l’indice d’affai­ blissement acoustique de 6 dB et donc une augmentation proportionnelle de l’efficacité de l’isolation phonique. La fréquence critique de coïncidence constitue le point faible de l’iso­ lation phonique. Les éléments constructifs à parois multiples et équipés de parements per­ mettent de réduire la masse tout en augmen­ tant la qualité de l’isolation phonique. Avec ce type de systèmes masse-ressort, la qualité de l’isolation phonique augmente de 6 dB par octave — ce qui équivaut à un dou­ blement de la fréquence — sous la fréquence de résonance f0, et même de 18 dB par octave au-dessus de f0. Pour obtenir une bonne isola­ tion phonique, il faut donc parvenir à ce que la fréquence de résonance soit aussi basse que possible (≤ 100 Hz). Pour ce faire, on pourra jouer sur trois paramètres : l’accroissement de la masse, l’augmentation de l’espacement entre les parois et l’utilisation d’un système d’assemblage à faible rigidité à la flexion pour raccorder le parement au mur porteur. Pour éviter les résonances de cavité, on veillera à isoler les parements en utilisant des matériaux isolants fibreux.

Structures des cloisons séparatives Résultats de mesures acoustiques réalisées en laboratoire et sur sites de construction. Détails sur la construction d’éléments en treillis fournis sur demande.

DnT,w (C;Ctr): 67 (−1;−4) dB

Double paroi avec parement 12,5 mm plaque de plâtre 12,5 mm plaque de plâtre 50 mm parement non fixé au panneau CLT (profilé CW avec 50 mm de laine minérale) 5 mm bande de calfeutrage 100 mm CLT Stora Enso 40 mm laine minérale 100 mm CLT Stora Enso 5 mm bande de calfeutrage 50 mm parement posé sans fixation (50 mm de laine minérale) 12,5 mm plaque de plâtre 12,5 mm plaque de plâtre

DnT,w (C;Ctr): 60 (−2;−8) dB

Paroi simple avec parement 12,5 mm plaque de plâtre 100 mm CLT Stora Enso 5 mm bande de calfeutrage 50 mm parement non fixé au panneau CLT (profilé CW avec 50 mm de laine minérale) 12,5 mm plaque de plâtre 12,5 mm plaque de plâtre

DnT,w (C;Ctr): 61 (−3;−10) dB

Double paroi et CLT visible 100 mm CLT Stora Enso 12,5 mm plaque de plâtre 30 mm laine minérale 30 mm laine minérale 5 mm couche d’air 100 mm CLT Stora Enso


CLT et protection incendie Comportement au feu du CLT Les panneaux CLT de Stora Enso présentent un taux d’hu­ midité d’environ 12 %. Exposé au feu et soumis par consé­ quent à un apport d’énergie, le CLT voit sa température aug­ menter et l’eau qu’il contient commence à s’évaporer à partir de 100 °C. La pyrolyse, qui correspond à la décomposition des composés chimiques, intervient lorsque la température atteint les 200 à 300 °C. Du fait du déga­gement de gaz par les composants inflammables du bois, la pyrolyse s’accom­ pagne de flammes et une section carbonisée se forme au fur et à mesure de sa progression. La couche carbonisée est constituée par les résidus carbonés de la pyrolyse qui se consument avec la braise. De par ses propriétés, en par­ ticulier sa faible densité et sa forte perméabilité, la couche carbonisée fait office de protection — et notamment de pro­ tection calorifuge — pour le bois encore intact.

Les couches de CLT qui se trouvent en dessous et qui n’ont pas encore été atteintes par le feu se trouvent donc pro­ tégées par la surface calcinée. Contrairement donc aux constructions en acier ou en béton, celles en bois massif présentent certes une carbonisation des structures, mais le processus de pyrolyse et le comportement du bois restent prévisibles et beaucoup plus facilement calculables. Alors que les constructions en acier, par exemple, requièrent des mesures supplémentaires de protection contre les incendies, le bois est lui doté naturellement d’une protection qui lui est propre, grâce aux propriétés que sont la pyrolyse et la formation d’une couche de résidus car­ bonés. Matériau écologique par excellence, le bois a un comportement unique au feu, ce qui confère aux éléments constructifs en CLT une résistance particulièrement élevée aux incendies.

Section d’un élément constructif en CLT de 80 mm d’épaisseur après un test dans des conditions de violent incendie. L’élément CLT était recouvert de plaques de plâtre feu (igni­ fuge). On reconnaît parfaitement les différentes couches qui se forment au fur et à mesure de la progression du feu : la section carbonisée (de couleur noire), la section soumise à la pyrolyse (de couleur brunâtre) et, en dessous, le bois encore intact.

Pour son comportement au feu, le CLT de Stora Enso a obtenu le classement D-s2, d0 Pour justifier de la conformité de la résistance au feu des éléments constructifs en bois, on pourra soit s’appuyer sur les rapports de clas­ sification établis selon la norme EN 13501-2 sur la base d’essais d’incendies de grande ampleur, soit réaliser des calculs selon la norme EN 1995-1-2 et les documents d’appli­ cation nationaux.

Ceci a d’ailleurs été confirmé par les tests de résistance au feu réalisés sur le CLT de Stora Enso par plusieurs instituts agréés. Les résultats parlent d’eux-mêmes et montrent que les panneaux CLT présentent une haute capacité de résis­ tance au feu.

20 21


Structures des murs extérieurs en CLT Revêtement intérieur

Vide technique

Panneau en bois lamellé-croisé

Revêtement extérieur

Dénomination

Disposition des lamelles [mm]

Charge d’essai

Classification i↔o

[kN/m]

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

panneau de laine de bois (50 mm), enduit (15 mm)

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

laine de roche (80 mm), enduit (4 mm)

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C5s

20–20–20–20–20

panneau de laine de bois (50 mm), enduit (15 mm)

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C5s

20–20–20–20–20

laine de roche (80 mm), enduit (4 mm)

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

laine minérale (40 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

panneau de laine de bois (50 mm), enduit (15 mm)

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

laine minérale (40 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

laine de roche (80 mm), enduit (4 mm)

35

REI 90

Classements des éléments de construction testés

Structures des parois en CLT Revêtement

Vide technique

Panneau en bois lamellé-croisé

Charge d’essai

Dénomination

Disposition des lamelles [mm]

[kN/m]

Classification i↔o

CLT 100 C3s

30–40–30

35

REI 60

CLT 100 C5s

20–20–20–20–20

35

REI 60

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 100 C5s

20–20–20–20–20

35

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

laine minérale (40 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

35

REI 90

Plaque d’argile ProCrea (35 mm), enduit d’apprêt ProCrea avec tissu technique renforcé (5 mm), ProCrea enduit de finition (5 mm)

CLT 140 C5s

40–20–20–20–40

280

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

laine minérale (40 mm)

CLT 100 C3s

30–40–30

35

REI 120

Classements des éléments de construction testés


Structures des panneaux de plancher en CLT Revêtement

Suspension

Panneau en bois lamellé-croisé

Charge d’essai

Dénomination

Disposition des lamelles [mm]

[kN/m²]

Classification i↔o

Plaque de plâtre feu (12,5 mm, sur la face non exposée au feu) ou structure de plancher

CLT 100 L3s

30–40–30

0,6

REI 60

CLT 140 L5s

40–20–20–20–40

5

REI 60

CLT 160 L5s

40–20–40–20–40

6

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

CLT 140 L5s

40–20–20–20–40

5

REI 90

Heraklith EPV (35 mm)

CLT 140 L5s

40–20–20–20–40

5

REI 90

Plaque de plâtre feu (12,5 mm)

laine minérale (40 mm)

CLT 140 L5s

40–20–20–20–40

5

REI 90

Classements des éléments de construction testés

Justification de la conformité de la résistance au feu des éléments en CLT sur la base de calculs réalisés selon la norme EN 1995-1-2:2011 (Eurocode 5)

Calcul de la limite de charge (R) des panneaux CLT selon la norme EN 1995-1-2:2011 Lors du calcul de la limite de charge (R) d’éléments constructifs en bois exposés au feu ou bien des caractéristiques géométriques de la section du CLT, on déterminera non seulement le degré de carbo­ nisation, mais on prendra également en compte la section du bois sous-jacente qui se trouve soumise aux fluctuations de température. En effet, plus la température est élevée, plus le bois perd en rigidité et en solidité. Pour effectuer le calcul des caractéristiques géo­ métriques de section, on pourra opter soit pour la méthode de calcul décrite de manière détail­ lée dans l’annexe B de la norme EN 1995-1-2, soit pour l’une des deux méthodes de calcul simplifiées suivantes (la première étant celle que nous recom­ mandons) : • méthode de calcul sur la base d’une section réduite • méthode de calcul sur la base de propriétés réduites.

Calcul de l’espace intérieur clos (E) et de l’isolation thermique (I) des panneaux CLT Les méthodes permettant de déterminer l’espace intérieur clos (E) et l’isolation thermique (I) sont les suivantes : • la méthode de calcul selon la norme EN 1995-1-2:2011, annexe E • la méthode de calcul telle que décrite dans la norme ÖNORM B 1995-1-2:2011, 14.3, la directive technique européenne « Fire safety in timber buildings » et la thèse de doctorat de Vanessa Schleifer (« Zum Verhalten von raumabschliessenden mehrschich­ tigen Holzbauteilen im Brandfall », 2009) • les constructions réalisées selon la norme ÖNORM B 1995-1-2:2011 ne nécessitent pas de justificatif de conformité supplémentaire. Le calcul de l’espace intérieur clos et du degré d’isolation thermique des éléments constructifs en CLT peut être réalisé soit sur la base de la méthode indiquée dans la norme ÖNORM B 1995-1-2:2011, soit à partir de celle fournie par la directive technique européenne « Fire safety in timber buildings », ces deux méthodes reposant sur une seule et même théorie. Comparée au mode de calcul fourni par la norme EN 1995-1-2:2011 (annexe E), cette méthode de calcul présente deux avantages essen­ tiels : le nombre de couches (plis) est plus important et on dispose d’une variation infinie de matériaux. 22 23


4. Statique des constructions Généralités

Les panneaux étant constitués de couches assemblées et collées à plis croisés, ceux-ci permettent de bénéficier d’une descente de charge répartie sur deux axes — une propriété qui était jusque-là le privilège des structures en béton armé. Ceci présente l’avantage d’une plus grande liberté dans la conception des agencements intérieurs ainsi que d’une simplification des constructions. Par ail­ leurs, la hauteur des planchers bruts peut être réduite. Les structures placées diagonalement en porte-à-faux ou bien

ne reposant que sur un seul point d’appui néces­ sitent certes un travail de conception plus impor­ tant ; elles sont cependant facilement réalisables. La capacité de charge des panneaux CLT est par­ ticulièrement élevée. En effet, du fait des couches transversales, la largeur porteuse correspond en général à la largeur du panneau. L’importante rigi­ dité propre des panneaux CLT favorise également le raidissement des bâtiments.


Calculs statiques et dimensionne­ ment du CLT Calculs statiques pour les panneaux CLT La particularité des calculs statiques pour les panneaux CLT réside dans le fait que les couches transversales sont davantage sen­ sibles au cisaillement. On ne peut donc de ce fait ignorer ni le flé­ chissement résultant de la force de cisaillement (force transversale), ni la contrainte de cisaillement par torsion (rolling shear). Plusieurs méthodes de calcul ont été mises en place pour déterminer ces contraintes. Vous trouverez ci-dessous une brève présentation de ces méthodes ainsi qu’une liste de publications plus détaillées. Dans les calculs statiques, les panneaux CLT (ou panneaux en bois lamellé-croisé) ne peuvent être considérés comme du bois massif ou du bois lamellé-collé.

Calculs d’après la théorie des structures composites Au moyen des « facteurs de structure des panneaux » Ce mode de calcul ne tient pas compte du fléchissement résultant de la force de cisaillement (force transversale). Il ne s’applique donc que lorsque le rapport entre l’épaisseur et la distance entre appuis est relativement important (supérieur à 30 environ). Pour les panneaux à structure symétrique, vous trouverez dans le dossier technique sur les constructions en CLT des formules permettant de calculer la valeur EIef pour les plaques et les panneaux. Au moyen du « coefficient de correction du cisaillement » Cette méthode permet de calculer la flèche des planchers en déter­ minant, sur la base de la théorie des poutres de Timoshenko, le coefficient de correction de cisaillement pour chaque section de panneau. On peut recourir par ailleurs à des logiciels de statique des structures portantes en barre qui tiennent compte du fléchissement résultant de la force de cisaillement (force transversale). Les calculs statiques ainsi effectués fournissent pour les panneaux CLT des résultats suffisamment précis pour l’application pratique.

Calculs d’après la méthode gamma Cette méthode a été développée afin de pouvoir effectuer les calculs statiques sur des poutres composites en flexion. Elle est égale­ ment applicable aux panneaux CLT. D’un point de vue pratique, cette méthode est considérée comme étant suffisamment précise. Son application aux panneaux en bois lamellé-croisé est d’ailleurs décrite explicitement.

Calculs d’après la méthode d’analogie du cisaillement La méthode d’analogie du cisaillement est décrite dans l’annexe D de la norme DIN 1052-1:2008. Elle est considérée comme une méthode précise pour les calculs statiques sur des panneaux en bois lamellé-croisé, et ce indépendamment de leur structure ou de leur composition.

Calculs statiques du CLT réalisés sur deux axes Modélisation utilisant la méthode des treillis de poutre Les logiciels de statique des structures portantes en barre permettent de modéli­ ser les structures en deux dimensions. Modélisation au moyen de logiciels utilisant la méthode des éléments finis Les logiciels de calcul de structure par élé­ ments finis (MEF) permettent de modéliser les structures en deux dimensions.

Calculs statiques portant sur les organes d’assemblage des panneaux CLT Les calculs statiques relatifs aux organes d’assemblage sont décrits dans l’homolo­ gation EN 1995-1-1.

Elle est par ailleurs incorporée à de nombreuses normes relatives aux constructions en bois telles que les normes DIN 1052-1:1988, DIN 1052:2008, ÖNORM B 4100-2:2003 et l’Eurocode 5 (EN 1995-1-1). 24 25


Dimensionnement du CLT au moyen du logiciel Stora Enso

Le logiciel Stora Enso permet de réaliser le dimensionnement des éléments de construction suivants :

Stora Enso met à votre disposition sur le site www.clt.info un logiciel gratuit de dimensionnement qui vous permettra de jus­ tifier de la conformité des paramètres de construction des pan­ neaux CLT standard.

• • • • • • • • •

Tables de prédimen­sionnement Les tables de dimensionnement fournies ci-dessous constituent une aide pour les calculs de prédimensionnement. Toutefois, elles ne sauraient en aucun cas remplacer des calculs statiques exhaustifs.

Poids propre (gk*)

Charge utile qk

Poutre sur deux appuis — Distance entre appuis 3,00 m

1,00

3,50 m

4,00 m

80 L3s

100 L3s

4,50 m

5,00 m

80 L3s

2,80 100 L3s 3,50

140 L5s

160 L5s-2

90 L3s

160 L5s-2

6,50 m

7,00 m

160 L5s-2

180 L5s

180 L5s

200 L5s

200 L5s 180 L5s

120 L3s 140 L5s 160 L5s-2

4,00

6,00 m

90 L3s 140 L5s

1,00

5,50 m

120 L3s 120 L3s

2,00

planchers et toits plats toits à forte pente planchers à nervures plaques murales poutres-voiles linteaux au-dessus des portes et fenêtres plaques en porte-à-faux appuis de poutre répartition des charges sur murs raidisseurs

90 L3s

160 L5s-2

220 L7s-2

180 L5s-2

200 L5s 220 L7s-2

220 L7s-2

120 L3s 5,00

100 L3s

1,00

140 L3s

160 L5s-2

160 L5s-2

200 L5s-2

120 L3s

140 L5s

160 L5s-2

90 L3s 80 L3s

2,00 90 L3s

140 L5s

3,50

160 L5s-2

90 L3s 4,00

1,00

120 L3s

140 L5s 160 L5s-2

100 L3s 80 L3s

160 L5s-2

140 L5s 100 L3s

2,00

120 L3s

80 L3s

160 L5s-2

90 L3s 160 L5s-2

120 L3s 100 L3s

160 L5s-2

5,00

2,00

200 L5s

200 L5s-2

220 L7s-2

160 L5s-2

220 L7s-2

180 L5s

90 L3s

200 L5s 180 L5s

200 L5s 180 L5s

120 L3s

220 L7s-2

240 L7s-2

200 L5s

240 L7s-2

160 L5s-2

140 L5s

120 L3s

160 L5s-2

3,50 100 L3s 4,00

160 L5s-2

1,00

90 L3s

160 L5s-2

120 L3s

180 L5s

2,00

160 L5s-2

100 L3s

160 L5s-2

5,00

200 L5s 160 L5s-2

120 L3s

140 L5s

220 L7s-2

220 L7s-2

120 L3s 4,00

180 L5s

kdef = 0,6 * Le poids propre du panneau CLT est déjà pris en compte dans la table avec la valeur suivante : ρ = 500 kg/m³. Classe d’utilisation 1, catégorie de charge utile A (ψ 0 = 0,7; ψ1 = 0,5; ψ2 = 0,3)

240 L7s-2

180 L5s

140 L5s

3,50

Aptitude à l’emploi (état de service) : a. flèche initiale (déformation instantanée)  winst < L/300 b. flèche finale  wfin < L/250

240 L7s-2

200 L5s

120 L3s

2,80 3,00

220 L7s-2

200 L5s

120 L3s 140 L5s

kmod = 0,8

200 L5s 200 L5s

140 L5s

Limite de charge : a. vérification des contraintes de flexion b. vérification des contraintes de cisaillement

220 L7s-2

2,80

120 L3s

200 L5s 220 L7s-2

180 L5s

5,00

240 L7s-2

220 L7s-2

160 L5s-2

100 L3s

2,50

200 L5s 220 L7s-2

180 L5s-2

140 L5s

1,00

180 L5s

160 L5s-2

3,50 4,00

160 L5s-2

140 L5s

2,80 2,00

180 L5s 200 L5s

1,50

5,00

180 L5s

120 L3s 100 L3s

2,80

160 L5s-2

240 L7s-2

Poutre sur deux appuis : déformation

220 L7s-2

Selon ATE-14/0349 (02/10/2014) EN 1995-1-1 (2014) R0

240 L7s-2

R30 R60

220 L7s-2

240 L7s-2

R90

Incendie : HFA 2011 β1 = 0,65 mm/min


Poids propre (gk*)

Charge utile qk

Poutre sur deux appuis — Distance entre appuis 3,00 m

3,50 m

4,00 m

4,50 m

5,00 m

5,50 m

1,00 160 L5s-2

2,00

6,50 m

7,00 m

200 L5s

220 L7s-2

240 L7s-2

180 L5s

140 L5s

2,80 1,00

6,00 m

120 L3s

160 L5s-2

120 L3s

3,50 4,00

200 L5s

220 L7s-2

240 L7s-2

180 L5s

5,00

220 L7s-2

140 L5s

260 L7s-2

280 L7s-2

260 L7s-2

1,00 2,00

160 L5s-2

140 L5s

2,80 1,50

260 L7s-2

120 L3s

200 L5s

220 L7s-2

240 L7s-2

160 L5s-2

120 L3s

3,50

280 L7s-2 180 L5s

4,00

220 L7s-2

140 L5s 5,00

200 L5s 160 L5s-2

1,00 140 L5s

240 L7s-2

200 L5s

220 L7s-2

220 L7s-2

240 L7s-2

260 L7s-2 300 L8s-2 240 L7s-2

280 L7s-2

2,00 180 L5s 2,80 2,00

120 L3s

160 L5s-2

120 L3s

3,50 140 L5s

4,00

140 L5s

1,00

180 L5s

2,80

260 L7s-2

120 L3s 120 L3s 140 L5s

160 L5s-2

200 L5s

220 L7s-2

280 L7s-2

4,00 5,00

300 L8s-2

240 L7s-2

220 L7s-2

120 L3s

320 L8s-2

260 L7s-2

300 L8s-2

1,00 120 L3s

2,00 3,00

2,80

140 L5s

160 L5s-2

200 L5s

220 L7s-2

240 L7s-2

280 L7s-2

3,50 120 L3s 4,00 5,00

140 L5s

160 L5s-2

180 L5s

220 L7s-2

240 L7s-2

260 L7s-2

300 L8s-2

kmod = 0,8 Aptitude à l’emploi (état de service) : a. flèche initiale (déformation instantanée)  winst < L/300 b. flèche finale  wfin < L/250 c. oscillation oscillation selon ÖNORM B 1995-1-1 (2014) classe de plancher I ζ = 4 %, chape de ciment de 5 cm (E = 26 000 N/mm²), b = 1,2 · ℓ kdef = 0,6

Classe d’utilisation 1, catégorie de charge utile A (ψ 0 = 0,7; ψ1 = 0,5; ψ2 = 0,3) Selon ATE-14/0349 (02/10/2014) EN 1995-1-1 (2014) R0

320 L8s-2

120 L3s

Limite de charge : a. vérification des contraintes de flexion b. vérification des contraintes de cisaillement

* Le poids propre du panneau CLT est déjà pris en compte dans la table avec la valeur suivante : ρ = 500 kg/m³.

280 L7s-2

2,00

3,50

300 L8s-2

200 L5s

5,00

2,50

260 L7s-2

Poutre sur deux appuis : oscillation

R30 R60 R90

Incendie: HFA 2011 β1 = 0,65 mm/min

26 27


5. Gestion de projet Phases du projet de construction Le devis Nous sommes à votre disposition pour élaborer une offre sur la base des documents que vous nous fournirez. Les principaux paramètres d’un devis sont les suivants : • les quantités (surface nette, surface brute, surface néces­ saire pour réaliser le schéma de coupe, chutes de coupe) • la structure des panneaux • la qualité • les frais de découpe • les frais de transport • les marchandises ou prestations additionnelles Plus les informations et documents fournis seront précis, mieux nous serons en mesure de vous faire parvenir un devis précis et détaillé. Le délai nécessaire à l’envoi du devis est fonction de la qualité des plans qui nous sont envoyés. Vous trouverez ci-dessous quelques informations complé­ mentaires relatives aux formats de fichiers les plus courants. • Cahier des charges et textes d’appel à proposition : De manière générale, il est fortement recommandé d’indiquer les surfaces brutes. La surface supplé­mentaire nécessaire correspondant aux chutes de coupe dépendra essentiel­ lement de la géométrie de la construction, et donc de la configuration qui en découle pour les éléments construc­ tifs en CLT. • Plans d’enregistrement au cadastre : Ces plans nous per­ mettent de réaliser un modèle 3D sommaire — sans ouver­ tures ni détails de réalisation parti­culiers — afin de déter­ miner rapidement le volume de bois nécessaire. Nous vous demandons dans la mesure du possible de nous faire par­ venir les plans d’enregistrement au cadastre au format DWG ou DXF. Les fichiers PDF étant souvent de qualité médiocre, ils sont en général plus longs à traiter.

• Modèles 3D : Il existe déjà dans la majorité des cas des données 3D plus ou moins détaillées. Il est alors possible de dresser rapidement les listes des éléments constructifs requis (fichiers XLS ou CSV). Si la réalisa­ tion du devis nécessite néanmoins un traitement com­ plémentaire en 3D, nous vous demandons dans ce cas de nous faire parvenir les fichiers DWG 3D, DXF 3D, SAT (ACIS) et/ou IFC dont vous disposez. Plus les plans fournis sous forme de fichiers 2D et/ou 3D sont détaillés, plus la réalisation du devis s’en trouve facilitée. Ceci permet de minimiser les écarts de coûts et de quantités qui interviennent généralement entre le devis et la commande définitive. Nous mettons par ailleurs gratuitement à votre dispo­ sition un logiciel de prédimensionnement qui vous per­ mettra de calculer les épaisseurs de panneau requises. Ce logiciel peut être téléchargé à l’adresse suivante : www.clt.info. Pour le cas où vous auriez besoin de notre assistance pour les calculs de prédimensionnement, nous vous demandons de bien vouloir nous faire parve­ nir les informations suivantes : • charge utile • charges permanentes • charge due à la neige en hiver

Exemple : 15 900 × 2 950 mm Dimension facturée : 2,95 × 15,90 Surface nette du panneau : Déchets de coupe : Dimension facturée :

Longueurs facturées

de 8,00 m à 16,00 m (progression par incréments de 10 cm)

Largeurs facturées

2,45 m, 2,75 m, 2,95 m

46,91 m² 38,59 m² 8,32 m² 46,91 m²


La commande Lorsque vous aurez reçu le devis de Stora Enso pour votre projet de construction, nous vous prions de bien vouloir nous le retourner signé afin de confirmer votre commande. Dès confirmation, nous prévoyons la capa­ cité de production nécessaire en fonction de la date de livraison et de la quantité de CLT commandée. Les plans et données relatives au projet doivent nous parve­ nir sous leur forme définitive au plus tard 20 jours ouvrés avant la date de livraison demandée, en l’occurrence la date à laquelle le camion quitte notre usine. En cas de retard, la date de livraison sera reculée automatique­ ment d’au moins une semaine. Pour permettre une réalisation rapide de la commande, nous vous demandons de bien vouloir indiquer sur les plans en 2D et/ou en 3D — et de manière claire et lisible — les informations suivantes : • • • • • • •

la géométrie des éléments constructifs la dénomination des éléments constructifs le sens du fil du pli de surface l’épaisseur des panneaux la structure des panneaux la qualité des surfaces la liste des éléments constructifs — cette liste com­ prendra les colonnes suivantes : dénomination de l’élé­ ment constructif, nombre, type de panneau (L3S par

exemple), qualité (INV par exemple), épaisseur, longueur, largeur, surface nette, volume net. Le formulaire de commande Stora Enso peut être téléchargé sur notre site www.clt.info. Vous pouvez également utiliser votre propre formulaire (il peut s’agir d’un formulaire courriel), dans la mesure toutefois où les informations y sont fournies de manière claire et facilement compréhensible. Dans le cas d’une première commande, nous recommandons de prendre contact avec nous environ quatre à cinq semaines avant la date de livraison afin de mettre en place, voire de tester les modalités de transmission des données CAD, dans le but d’éviter des retards inutiles au moment de la confirmation et du traitement de la commande. Nous utilisons les logiciels hsbCAD et AutoCAD Architecture. Nous travaillons de préférence avec les formats de fichiers sui­ vants : DWG, DXF, SAT-V7.0 et IFC. Dès réception des documents requis, notre équipe d’ingénieurs CLT commencera la planification de votre projet de construction. Nous préparerons alors de notre côté tous les documents de contrôle nécessaires que nous vous ferons ensuite parvenir pour vérification et approbation. La production de votre commande sera lancée dès que ces documents auront été approuvés. Veuillez noter que d’éven­ tuelles demandes de changements ne peuvent plus être prises en compte dans les 12 jours ouvrés précédant la date de livraison.

Dimensions facturées 15 900 mm

2 950 mm

2 905 mm

15 882 mm

28 29


Chargement Transport en position horizontale Un camion porteur standard peut transporter une charge maximum de 25 tonnes lorsque les panneaux CLT sont disposés horizontale­ ment. Les dimensions maximums du charge­ ment sont de 13,60 m de longueur sur 2,95 m de largeur. Si l’épaisseur des panneaux le per­ met, un camion porteur standard pourra aussi transporter des panneaux CLT d’une longueur maximale de 15,00 m. Pour calculer le poids de la charge transportée, on partira d’une masse volumique de 490 kg/m³. En règle générale, on peut considérer qu’un chargement standard représente environ 50 m³. La hauteur maximale autorisée pour le chargement est de 2,60 m pour les remorques standard. Nous mettons volontiers à votre disposition des équipements spéciaux si l’utilisation de tels matériels s’avère nécessaire pour le trans­ port des panneaux. Il est important dans ce cas particulier de tenir compte des modifica­ tions que cela entraîne pour les dimensions et le poids maximums du chargement. Avant d’être protégés par une bâche pour le transport, les panneaux CLT sont recouverts tout d’abord d’un film plastique — en l’occur­ rence d’un film anti-UV pour les panneaux de qualité visible habitat. Ces protections sont nécessaires afin d’éviter que les panneaux CLT ne soient soumis aux intempéries. Des cor­ nières de protection en carton sont également posées sur les panneaux afin d’éviter qu’ils ne soient endommagés par les sangles d’arrimage. Nous disposons systématiquement sur le por­ teur au moins 8 cales de bois (105 × 105 mm ou 95 × 95 mm) sur lesquels vient ensuite repo­ ser la première couche de panneaux CLT. Les

cales sont recouvertes de tapis antiglisse afin de ne pas endommager les panneaux. Les couches suivantes sont cependant posées directement les unes sur les autres. Si des cales supplémentaires doivent être disposées entre les panneaux afin d’en faciliter le déchargement avec la grue ou le chariot élévateur, il faudra songer à le notifier au moment de la commande et fournir éga­ lement un dessin précisant la disposition des cales intermédiaires. Ces cales seront rapportées par le transporteur après déchargement. Elles vous seront facturées si vous les conservez pour votre propre usage.

Équipement standard

Charge max.

Longueur max.

Largeur max.

Camion porteur standard

25 t

15,00 m

2,95 m

Équipements spéciaux

Charge max.

Longueur max.

Largeur max.

Remorque télescopique

24 t

16,00 m

2,95 m

Remorque articulée

20 t

15,00 m

2,95 m

Remorque articulée à roues motrices

sur demande

sur demande

Transport en position verticale Un megatrailer peut transporter une charge maximum de 24 tonnes lorsque les panneaux CLT sont disposés verticalement. Les dimensions maximums du chargement sont de 13,60 m de longueur sur 3,00 m de hauteur. Il faudra tenir compte du fait qu’en raison des chevalets de trans­ port, le poids de chargement est plus faible que pour le transport en posi­ tion horizontale (environ 45 m³ maximum, en fonction des dimensions et de l’épaisseur des panneaux).

max. 4,00 m

cales de bois standard disposées sous la première couche cales de bois supplémentaires (sur demande) ; pour déchargement avec chariot élévateur courroies métalliques perforées

1,40 m

max. 2,60 m

Longueur standard : max. 13,60 m ; en porte-à-faux : max. 15,00 m (en fonction de l’épaisseur des panneaux)


Pour calculer le poids de la charge transpor­ tée, on partira d’une masse volumique de 490 kg/m³. Chaque remorque doit être équi­ pée d’au moins six chevalets de transport sur lesquels viennent s’appuyer les panneaux CLT qui sont ensuite fixés au moyen de vis (l’empla­ cement des vis est indiqué par des marques de couleur). Ceci fait, les panneaux sont atta­ chés les uns aux autres au moyen de sangles d’arrimage disposées sur le côté des cheva­ lets de transport. L’ensemble du chargement est ensuite solidement arrimé. Les panneaux reposent sur des cales destinées à empêcher qu’ils ne viennent à glisser ou à basculer. Tout comme dans le cas d’un transport en position horizontale, on prendra soin de protéger les

panneaux en disposant des protections en carton entre les sangles d’arrimage et les pan­ neaux CLT. Lorsque des panneaux à face visible doivent être transportés verticalement, ils sont égale­ ment maintenus en place au moyen de cour­ roies métalliques perforées, lesquelles sont vissées sur les chants afin d’éviter d’endom­ mager la surface des panneaux CLT. Les cales et chevalets utilisés pour le transport seront facturés au client s’ils ne sont pas renvoyés à Stora Enso.

max. 13,60 m

max. 3,00 m

max. 2,50 m

chevalet de transport

cale

tapis antiglisse

30 31


Stora Enso Division Wood Products

Building Solutions Courriel : buildingsolutions@storaenso.com www.storaenso.com www.clt.info facebook.com/storaensolivingroom

Édition et direction de la publication : Stora Enso Wood Products GmbH. Imprimé sur papier MultiArt Silk de Stora Enso. Sous réserve d’erreurs de composition et d’impression. Impression et publication :02/2017.


CLT Stora Enso - Brochure technique - FR