La stabilité d’un ouvrage vis-à-vis des sollicitations horizontales est un élément essentiel dans la conception d’une structure. Le contreventement est une composante essentielle de la structure d’une maison à ossature bois, car en plus d’être soumise aux forces de la gravité, une construction en bois est également exposée à des forces latérales ou horizontales comme le vent ou les actions sismiques. La mise en place de contreventements permet donc de rééquilibrer ces deux forces pour éviter l’effondrement du bâtiment.
Les principes mécaniques de la stabilité
Lorsque le vent exerce une force latérale sur l’un des côtés de la maison, la structure se déforme et devient un parallélogramme. Le principe du contreventement consiste simplement à placer un élément structurel en diagonale d’un coin à l’autre de l’intérieur du cadre. Il faut impérativement qu’une construction structurée avec seulement une ossature en bois soit équipée de contreventements. Dans le cas contraire, elle risque de se déformer, c’est-à-dire que les angles droits formés avec les éléments horizontaux et verticaux se modifient.
La stabilité dépend de la volumétrie du bâtiment et des différentes charges. Le contreventement assure la reprise des efforts horizontaux dus au vent et appliqués en tête des panneaux à ossature bois pour les transmettre aux ouvrages de soubassement (fondations, dalle, murs ou pilotis). Il est crucial de privilégier des angles pour éviter la torsion d’ensemble. Les éléments porteurs verticaux se comportent à la manière d’une poutre. Les éléments verticaux dépendent directement de la nature du plancher (feu, thermique, etc.).
Techniques et systèmes de contreventement
Il existe plusieurs systèmes de contreventement. La technique très répandue de la pose de contreventements par triangulation a pour but de remplacer les rectangles formés par les éléments verticaux et horizontaux de l’ossature bois par des triangles qui ne peuvent pas être déformés. Pour le contreventement par Croix de Saint André, l’un des bois de la croix exercera une force en traction, tandis que l’autre fonctionnera en compression. Le contreventement par portiques n’utilise pas de diagonales qui interfèrent avec le positionnement des autres éléments de la construction.
Le contreventement peut aussi être effectué à l’aide d’un panneau rigide directement fixé sur l’ossature bois. L’ensemble des éléments qui s’opposent aux déformations d’un mur à ossature bois forme le contreventement. Les voiles travaillants sont généralement assurés par des panneaux dérivés du bois ou des éléments en bois. Le panneau OSB (Oriented Strand Board) est le plus utilisé, composé de lamelles de bois orientées en trois couches. L’aggloméré est confectionné à partir de petites particules de bois pressées et collées entre elles. Les panneaux perspirants sont des panneaux de fibres de bois, tandis que la plaque Powerpanel HD est une plaque sandwich à base de ciment armée de fibres de verre.
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Mise en œuvre des voiles travaillants
La fixation des panneaux de contreventement doit répondre à certaines exigences afin de pouvoir correctement jouer son rôle. Les montants des ossatures sur lesquels seront fixés les panneaux s’espacent au maximum de 60 cm. Le montant sur lequel se pose l’extrémité d’un panneau s’appelle montant périphérique et ceux qui se trouvent entre ses deux extrémités sont appelés montants intermédiaires.
Les voiles de contreventement doivent recouvrir au moins 4,8 m de largeur sur chaque façade extérieure du bâtiment. Chaque panneau doit avoir une largeur supérieure ou égale à 120 cm et une hauteur inférieure ou égale à 260 cm. Il est nécessaire de laisser un petit espacement de 2 à 4 mm entre les panneaux, car au cours du temps, ils peuvent subir des variations dimensionnelles de 1 mm/m. Ils sont fixés à l’aide de pointes, de vis ou d’agrafes. L’enfoncement dans l’ossature doit être au minimum de 35 mm. L’espacement des fixations des panneaux OSB sur les montants intermédiaires est deux fois plus grand que celui sur les montants périphériques.
Parois avec contreventement intérieur ou extérieur
Le principe de l’ossature et de l’isolation est le même pour les divers types de contreventement, mais la position du voile change la donne.
- Parois avec contreventement extérieur : C’est la paroi la plus facile à réaliser, utilisée à plus de 95 % en France. Le panneau est placé côté extérieur de l’ossature, protégé par un pare-pluie, une lame d’air et une vêture extérieure. Cela facilite le passage des gaines dans les murs et élimine les éventuels problèmes de dégagement de formaldéhyde. Toutefois, il faut veiller aux contraintes hygrométriques et thermiques.
- Parois avec contreventement intérieur : Placé du côté intérieur, le panneau doit être protégé de l’incendie par une plaque de plâtre s’il est en bois. Cette solution est intéressante pour créer des murs « perspirants » (perméables à la vapeur d’eau et étanches à l’air). Le panneau peut servir de support intérieur et de voile de finition, ce qui est économiquement avantageux. Cependant, cela demande une conception spécifique pour le passage des gaines électriques, par exemple via une chape sèche ou en pied de cloison.
La « perméance » des différents matériaux qui constituent la paroi doit être dégressive, de l’intérieur où elle doit être faible, vers l’extérieur où elle doit être très forte. Il est conseillé de respecter un écart d’un facteur 5 entre extérieur et intérieur.
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