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Le CLT de Stora EnsoBrochure technique
Stora EnsoPour 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 matériaux fossiles. Nous nous attachons, par l’innovation, 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’élevait 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 solutions pour l’habitat et les différentes applications constructives. Notre gamme de produits couvre l’ensemble des besoins en matière de construction et d’habitat urbains : éléments préfabriqués, modules en bois massif, composants en bois, granules pour le chauffage au bois, etc. Nous proposons 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 production 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 réglementations 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 responsable. 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
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.
1. CLT – Cross Laminated Timber ............................................. 4Caractéristiques techniques .................................................................. 4Structures standard du CLT ................................................................... 5Structure des panneaux .......................................................................... 6Qualités des surfaces .............................................................................. 7Dénomination des qualités ..................................................................... 8
2. Construction ...................................................................................... 10
3. Physique des constructions ................................................... 12Isolation thermique ................................................................................... 12Étanchéité à l’air ........................................................................................ 14Humidité ..................................................................................................... 16Qualités d’isolation phonique du CLT ................................................... 18CLT et protection incendie ...................................................................... 21
4. Statique des constructions ..................................................... 24Généralités ................................................................................................. 24Calculs statiques et dimensionnement du CLT .................................. 25Dimensionnement du CLT au moyen du logiciel Stora Enso ............ 26Tables de prédimensionnement ............................................................ 26
5. Gestion de projet ............................................................................. 28
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C3s C5s
L3s L5s L5s-2*
L7s L7s-2* L8s-2**
1. CLTCross Laminated Timber
Caractéristiques techniquesApplications
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 visuelleQualités 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 490 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.
Panneaux CLe fil du bois des plis de surface est toujours parallèle à la largeur de production.
Épaisseur[mm]
Type de panneau
[—]
Plis[—]
Structure des panneaux [mm]
C *** L C *** L 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 20 20 20
120 C5s 5 30 20 20 20 30
140 C5s 5 40 20 20 20 40
160 C5s 5 40 20 40 20 40
Panneaux LLe 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 C 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 20 20 20
120 L5s 5 30 20 20 20 30
140 L5s 5 40 20 20 20 40
160 L5s 5 40 20 40 20 40
180 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
Structures standard du CLT
* 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 cmLongueurs 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)
longueur de production
longueur de production
largeur de production
largeur de production
4 5
VI (qualité visible habitat) IVI (qualité visible industrie) NVI (qualité non visible)
Structure des panneauxLes 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.
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.
Exemple :Structure d’un panneau CLT en bois massif composé de cinq couches
encollage des chants * (plis transversaux)
Qualité des surfaces des panneaux CLTClassification selon les propriétés des panneaux et l’aspect des faces
Caractéristiques VI IVI NVI
Collageadmis 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 résinepas d’accumulation de poches de résine ; max. 5 × 50 mm
max. 10 × 90 mm admis
Entre-écorceadmis si apparaissant de façon isolée
admis si apparaissant de façon isolée
admis
Gercesadmis : gerces superficielles apparaissant de façon isolée
admis admis
Cœur – Moellesadmis de façon isolée pourvu que leur longueur ne dépasse pas 40 cm
admis admis
Attaques d’insecte non admis non admisadmis : 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 poncéesurface 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 admispour 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
Qualités des surfaces
collage des surfaces
aboutage à plat sans épaulement
encollage des chants (plis longitudinaux)
6 7
Stora Enso propose trois qualités de surface différentes
NVI Qualité non visible
IVI Qualité visible industrie
VI Qualité pour les surfaces visibles
Dénomination des qualités
CLTPin
CLTMélèze
CLTSapin blanc
CLTPin cembro
Quatre nouvelles surfaces spécialesAfin 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.
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
8 9
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 particulièrement courts. Un avantage considérable, surtout lorsque
Les panneaux CLT ont des champs d’application très vastes. Du fait de leur structure particulière — le CLT est constitué de couches de bois assemblées 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
2. Construction
dalle de plancher en CLT
latte de bois(servant de structure intermédiaire
dans la couche d’isolation)
parement avec désolidarisation acoustique(posé sans fixation ou sur bride de ressort)
dalle de plancher en CLT
bandes d’étanchéité
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
Structure:• panneau mural en CLT• isolation (laine minérale)• étanchement vertical
(étanchéité au vent)• lattis• bardage horizontal
dalle de plancher en CLT
dalle de plancher en CLT
espace d’assemblage
espace d’assemblage
joint d’étanchéité
connecteurs vissés(selon les exigences statiques)
connecteurs vissés utilisés dans le cas d’une direction élevée des efforts tranchants (en fonction des exigences statiques)
dalle de plancher en CLT
joint d’étanchéité
dalle de plancher en CLT
espace d’assemblage
planche-joint
dalle de plancher en CLT
joint d’étanchéité
PlancherJoint de plancher (planche-joint)
Mur extérieurIsolation (laine minérale)
PlancherJoint de plancher (joint en nez-de-marche)
Mur intérieurParement (bride de ressort)
Structure de plancherChape humide
Paroi de séparation (dans un appartement)Système à double paroi en CLT
Joint de fenêtrePose de bandes d’étanchéité adhésives Compriband
Immeuble d’habitationParoi étage inférieur – plancher – paroi étage supérieur
le CLT intervient dans la réalisation des toitures. Ceci permet 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 raisonnables, en particulier dans le cas de planchers et de toitures 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 pratiquement à l’infini avec d’autres matériaux de construction.
Exemples – structures d’éléments constructifs et détails d’assemblage et de montage
ancrage des murs (selon les exi
gences statiques ; avec désolidarisa
tion acoustique)
bandes d’étanchéité
isolation
planche d’habillage d’ébrasement (prévoir un espace suffisant entre la planche et l’appui extérieur de fenêtre)
Structure:• chape• couche de séparation• isolation aux bruits d’impact• couche de gravier• protection étanche à l’eau• dalle de plancher en CLT
dalle de plancher en CLT
bande d’isolation (entre lattes et
panneaux en CLT)
ancrage des murs (en fonction des
exigences statiques)
ouvrant (avec vitrage)
dormant (élargissement du châssis de
la fenêtre)bande
d’étanchéité Compriband
appui de fenêtre extérieur (avec inclinaison)
bardage horizontal
raccord étanche aux pluies battantes
étanchement vertical (étanchéité à l’eau et au vent)
lattis (suspendu au moyen d’une bride de ressort)
dalle de plancher en CLT
structure du plancher (en fonction
des exigences)
plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé
panneau mural en CLT
panneau mural en CLT
bandes de rive pour chape
bandes d’étanchéité
Structure:• panneau mural en CLT• lattes (sur bride de
ressort), isolation (entre les lattes)
• plaque de plâtre ou plaque de plâtre armé
bande élastique intermédiaire (en élastomère par exemple)
panneau mural en CLT
bande d’étanchéité pour fenêtre
plaque de plâtre ou plaque de
plâtre armé
10 11
3. Physique des constructionsIsolation thermique
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 refroidissement 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 fonctionnalité des différents éléments de construction et de leurs propriétés thermo-isolantes, mais tout en satisfaisant aux impératifs de confort et en assurant une atmosphère intérieure à la fois saine et agréable.
• 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
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 calculer 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 calculées en fonction de l’épaisseur du matériau isolant employé (classe de conductivité thermique WLG 040).
Vale
ur U
(W/m
²K)
Épaisseur de l’isolation (mm)
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,0040 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
Valeur U : CLT de 100 mm d’épaisseurEn fonction des épaisseurs d’isolation
Principes et facteurs intervenant dans l’isolation thermique en période hivernale
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.
Les qualités d’isolation thermique du CLT
Introduction
12 13
étanchéité au ventétanchéité à l’air
Étanchéité à l’airL’étanchéité à l’air et au vent est l’une des exigences 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 formation d’eau de condensation à l’intérieur des éléments constructifs. L’étanchéité à l’air a par conséquent 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 déperditions 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 éléments 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 assurée 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’airL’étanchéité à l’air des panneaux CLT de Stora Enso a été testée et contrôlée par la Holz forschung Austria. Ces tests d’étanchéité à l’air ont été effectués sur la base de la norme autrichienne ÖNORM EN 12114:2000. Ils ont porté sur le panneau de construction à proprement parler, sur un assemblage en nez-de-marche ainsi que sur un joint réalisé avec une planche de jointure.
Le CLT conserve son étanchéité à l’air au-delà de sa durée de vie utileTout 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 fonction 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 dessèchement du CLT. Les variations du taux d’humidité 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 physique 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 verticalement par un joint en nez-de-marche et horizontalement par une planche-joint.
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 mesurables. »
Le CLT assure une parfaite étanchéité à l’air
14 15
HumiditéIntroductionLa 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 ascensionnelle (remontées capillaires). Le taux d’humidité des matériaux employés est par ailleurs susceptible d’augmenter pendant la phase de construction, en raison par exemple de la pose des chapes ou des enduits.
Principes généraux de la protection contre l’humiditéPour 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 installations techniques et des équipements divers.
Comportement de diffusion du CLTSi la proportion d’adhésifs contenus dans le CLT varie selon le mode de disposition des lamelles, elle demeure néanmoins toujours inférieure à 1 %. Toutefois, les joints collés des chants présentent un coefficient de résistance à la diffusion 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 provenant 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 pouvant 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 résistance 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’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 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 permis 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 rapport 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 :
Ϝ humidité du bois de 11,3 % � µ = 52 ± 10 Ϝ humidité du bois de 14,7 % � µ = 33 ± 7 Ϝ humidité du bois de 8,0 % � µ = ~105
(valeur obtenue par interpolation)
pluies
pluies battantes
projections d’eau
eaux de ruissellement
accumulations d’eau
nappe phréatique
eau de capillarité
vapeur d’eau
condensation
humidité résiduelle de construction
eaux d’infiltration
vapeur d’eau eaux d’infiltration
eau sanitaire
condensation à l’intérieur des éléments de construction
Le CLT et sa fonction de frein-vapeur hygrovariableÀ 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 étanchéité à la diffusion augmente. En revanche, en période estivale, 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 durablement fonctionnelles, tout en tenant compte du principe de la physique des constructions selon lequel plus on va vers l’exté rieur, 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 libérée dès que l’humidité de l’air baisse à nouveau.
Calcul du degré de protection contre l’humiditéAuparavant, la résistance à la condensation des éléments de construction était calculée essentiellement au moyen de la méthode Glaser, laquelle présente cependant l’inconvénient 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 désormais 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 caractéristiques des matériaux employés. Les caractéristiques spécifiques 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 permet de mettre à la disposition de nos clients et des responsables de projets un nouvel outil extrêmement précieux pour la conception de constructions en CLT. Déjà très prometteur, ce nouvel outil devrait bientôt se révéler indispensable, en particulier pour les constructions soumises à une importante humidité intérieure ou dans le cadre de l’utilisation d’éléments constructifs en bois dans des régions qui connaissent des conditions climatiques extrêmes.
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Structures des panneaux de plancherRésultats de mesures acoustiques réalisées en laboratoire et sur sites de construction. Détails sur la construction d’éléments en treillis fournis sur demande.
¹) s′ = raideur dynamique (MN/m³)
Structures des panneaux de plancherL’isolation phonique des planchers peut se faire de deux manières : soit on accroît la masse du plancher, soit on améliore la désolidarisation acoustique. L’accroissement de la masse — obtenu soit par un alourdissement du plancher brut, soit par un poids plus important du sousplafond — permet de réduire la propagation du son. Au-dessus de leur fréquence de résonance, la propagation des oscillations 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
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 alourdissante. 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 mortier 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 désolidarisés, c’est-à-dire fixés sur des éléments antivibratiles ou sur des barres à lames-ressort. Pour compléter l’isolation phonique, on prendra soin également d’installer un amortissement acoustique au niveau des espaces creux de manière à éviter les résonances.
Les qualités d’isolation phonique du CLTIntroductionUne 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 relatives à l’isolation phonique garantissent à tous ceux qui possèdent une acuité auditive normale une protection suffisante contre le bruit, qu’il provienne de l’extérieur, d’autres parties du bâtiment ou de bâtiments contigus.
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 particules, mais résulte de la transmission d’impulsions. En acoustique du bâtiment, on distingue entre les bruits aériens et les bruit solidiens.
Bruit aérien : les ondes sonores sont absorbées 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 provoqués entre autres par les chocs, le déplacement 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.
Mesure du degré d’isolation phoniquePour mesurer la qualité de l’isolation phonique, un élément constructif 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.
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 données. Ces valeurs uniques sont calculées sur la base de courbes de pondération, 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 variations de fréquence. Si le mesurage s’effectue sur un large spectre de fréquences (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.
Indices de correction du spectre de fréquencesLe 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).
Df
Ff
Fd Dd Df Dd
F ... transmission latérale (indirecte)
D ... transmission directe
f .... rayonnement latéral (indirect)
d ... rayonnement direct
Voies de propagation du son entre deux pièces
Isolation phonique des éléments constructifs en CLT
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) dBL’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 latéralLe 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 cloisons séparatrices, mais également des éléments 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 réduction du bruit latéral, on pourra soit réaliser une isolation acoustique des éléments constructifs 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.
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Structures des panneaux murauxL’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’affaiblissement 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’isolation phonique. Les éléments constructifs à parois multiples et équipés de parements permettent de réduire la masse tout en augmentant 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 doublement de la fréquence — sous la fréquence de résonance f0, et même de 18 dB par octave audessus de f0. Pour obtenir une bonne isolation 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.
Pour son comportement au feu, le CLT de Stora Enso a obtenu le classement D-s2, d0Pour justifier de la conformité de la résistance au feu des éléments constructifs en bois, on pourra soit s’appuyer sur les rapports de classification 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’application nationaux.
CLT et protection incendieComportement au feu du CLTLes panneaux CLT de Stora Enso présentent un taux d’humidité d’environ 12 %. Exposé au feu et soumis par conséquent à un apport d’énergie, le CLT voit sa température augmenter 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 déga gement de gaz par les composants inflammables du bois, la pyrolyse s’accompagne 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 particulier sa faible densité et sa forte perméabilité, la couche carbonisée fait office de protection — et notamment de protection 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 protégées 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 carbonés. 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.
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 résistance au feu.
Structures des cloisons séparativesRésultats de mesures acoustiques réalisées en laboratoire et sur sites de construction. Détails sur la construction d’éléments en treillis fournis sur demande.
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 (ignifuge). 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.
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
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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 1995-1-2:2011Lors 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 carbonisation, 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 géométriques de section, on pourra opter soit pour la méthode de calcul décrite de manière détaillée 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 recommandons) :
• 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 CLTLes 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 mehrschichtigen 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 essentiels : le nombre de couches (plis) est plus important et on dispose d’une variation infinie de matériaux.
Structures des murs extérieurs en CLT
Revêtement intérieur
Vide technique Panneau en bois lamellécroisé Revêtement extérieurCharge d’essai
Classificationi↔o
Dénomination Disposition des lamelles [mm] [kN/m]
Plaque de plâtre feu (12,5 mm)
— CLT 100 C3s 30–40–30panneau de laine de bois (50 mm), enduit (15 mm)
35 REI 90
Plaque de plâtre feu (12,5 mm)
— CLT 100 C3s 30–40–30laine de roche (80 mm),
enduit (4 mm)35 REI 90
Plaque de plâtre feu (12,5 mm)
— CLT 100 C5s 20–20–20–20–20panneau de laine de bois (50 mm), enduit (15 mm)
35 REI 90
Plaque de plâtre feu (12,5 mm)
— CLT 100 C5s 20–20–20–20–20laine de roche (80 mm),
enduit (4 mm)35 REI 90
Plaque de plâtre feu (12,5 mm)
laine minérale (40 mm)
CLT 100 C3s 30–40–30panneau 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 30–40–30laine de roche (80 mm),
enduit (4 mm)35 REI 90
Classements des éléments de construction testés
Revêtement Vide technique Panneau en bois lamellécroiséCharge d’essai
Classificationi↔o
Dénomination Disposition des lamelles [mm] [kN/m]
— — 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 lamellécroiséCharge d’essai
Classification i↔o
Dénomination Disposition des lamelles [mm] [kN/m²]
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
Structures des parois en CLT
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4. Statique des constructionsGénéralités
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 ailleurs, la hauteur des planchers bruts peut être réduite. Les structures placées diagonalement en porteàfaux ou bien
ne reposant que sur un seul point d’appui nécessitent certes un travail de conception plus important ; elles sont cependant facilement réalisables. La capacité de charge des panneaux CLT est particulièrement élevée. En effet, du fait des couches transversales, la largeur porteuse correspond en général à la largeur du panneau. L’importante rigidité propre des panneaux CLT favorise également le raidissement des bâtiments.
Calculs d’après la méthode d’analogie du cisaillementLa 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 lamellécroisé, et ce indépendamment de leur structure ou de leur composition.
Calculs statiques du CLT réalisés sur deux axesModélisation utilisant la méthode des treillis de poutreLes logiciels de statique des structures portantes en barre permettent de modéliser les structures en deux dimensions.
Modélisation au moyen de logiciels utilisant la méthode des éléments finisLes logiciels de calcul de structure par éléments finis (MEF) permettent de modéliser les structures en deux dimensions.
Calculs statiques portant sur les organes d’assemblage des panneaux CLTLes calculs statiques relatifs aux organes d’assemblage sont décrits dans l’homologation Z-9.1-559.
Calculs statiques et dimensionne-ment du CLTCalculs statiques pour les panneaux CLTLa particularité des calculs statiques pour les panneaux CLT réside dans le fait que les couches transversales sont davantage sensibles au cisaillement. On ne peut donc de ce fait ignorer ni le fléchissement 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 compositesAu 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 déterminant, 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 gammaCette méthode a été développée afin de pouvoir effectuer les calculs statiques sur des poutres composites en flexion. Elle est également 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.
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).
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Poids propre
(gk*)
Charge utile qk
Poutre sur deux appuis — Distance entre appuis3,00 m 3,50 m 4,00 m 4,50 m 5,00 m 5,50 m 6,00 m 6,50 m 7,00 m
1,00
1,00
80 L3s
80 L3s 100 L3s120 L3s
120 L3s140 L5s 160
L5s-2
160 L5s-2 180 L5s
2,00 90 L3s
120 L3s
140 L5s
180 L5s 200 L5s
2,80
100 L3s
140 L5s
160 L5s-2
180 L5s
200 L5s
220 L7s-23,50 90 L3s
160 L5s-2
160 L5s-2
220 L7s-24,00 90 L3s
120 L3s
180 L5s-2 200 L5s
5,00 100 L3s 140 L3s 160 L5s-2
160 L5s-2
200 L5s-2
220 L7s-2
240 L7s-2
1,50
1,0080 L3s
90 L3s
120 L3s
120 L3s 140 L5s 160 L5s-2
160 L5s-2 180 L5s 180 L5s
2,00
100 L3s 180 L5s 200 L5s
200 L5s
2,80 90 L3s
140 L5s
160 L5s-2
160 L5s-2
220 L7s-23,50
90 L3s
120 L3s 140 L5s
180 L5s-2 200 L5s
220 L7s-2
4,00160
L5s-25,00 100 L3s 160
L5s-2200
L5s-2220
L7s-2240
L7s-2
2,00
1,00 80 L3s100 L3s
120 L3s 140 L5s
140 L5s 160 L5s-2
180 L5s 200 L5s
220 L7s-2
2,00 80 L3s
160 L5s-2
160 L5s-2
2,8090 L3s
120 L3s
200 L5s
220 L7s-2
3,50
140 L5s
160 L5s-2
180 L5s
4,00
100 L3s 200 L5s 220 L7s-2
240 L7s-2
5,00 160 L5s-2 180 L5s
2,50
1,00
90 L3s
100 L3s
120 L3s 140 L5s
160 L5s-2
160 L5s-2
200 L5s
220 L7s-2
240 L7s-22,00
120 L3s 160 L5s-2
180 L5s2,80
3,50100 L3s
140 L5s
160 L5s-2 200 L5s
220 L7s-2
240 L7s-24,00
160 L5s-2
200 L5s
5,00 120 L3s 120 L3s 180 L5s 200 L5s 240 L7s-2
3,00
1,00 90 L3s
120 L3s
120 L3s140 L5s
160 L5s-2
180 L5s200 L5s
220 L7s-2
220 L7s-2
2,00
100 L3s
140 L5s 220 L7s-2
240 L7s-2
2,80 160 L5s-2
200 L5s3,50120 L3s
160 L5s-2
4,00
180 L5s5,00 120 L3s 140 L5s 220
L7s-2240
L7s-2
Selon ATE-14/0349 (02/10/2014)EN 1995-1-1 (2014)
Incendie :HFA 2011β1 = 0,65 mm/min
Poutre sur deux appuis : déformationLimite de charge :a. vérification des contraintes de
flexionb. vérification des contraintes de
cisaillement
kmod = 0,8
Aptitude à l’emploi (état de service) :a. flèche initiale (déformation
instantanée) � winst < L/300b. flèche finale � wfin < L/250
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 (ψ0 = 0,7; ψ1 = 0,5; ψ2 = 0,3)
Selon ATE-14/0349 (02/10/2014)EN 1995-1-1 (2014)
R0
R30
R60
R90
Poutre sur deux appuis : oscillationLimite de charge :a. vérification des contraintes de
flexionb. vérification des contraintes de
cisaillement
kmod = 0,8
Aptitude à l’emploi (état de service) :a. flèche initiale (déformation
instantanée) � winst < L/300b. flèche finale � wfin < L/250c. 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
* 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 (ψ0 = 0,7; ψ1 = 0,5; ψ2 = 0,3)
Poids propre
(gk*)
Charge utileqk
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 6,00 m 6,50 m 7,00 m
1,00
1,00
120 L3s 120 L3s
140 L5s160
L5s-2
160 L5s-2
180 L5s200 L5s 220
L7s-2240
L7s-2
2,00
220 L7s-2
240 L7s-2
260 L7s-22,80
200 L5s3,50
180 L5s4,00280
L7s-25,00 140 L5s 220
L7s-2260
L7s-2
1,50
1,00
120 L3s 120 L3s
140 L5s
160 L5s-2
160 L5s-2 200 L5s
220 L7s-2
240 L7s-2
260 L7s-2
2,00
280 L7s-2
2,80
3,50180 L5s
220 L7s-2
260 L7s-2
4,00
140 L5s 240 L7s-2
5,00 200 L5s 300 L8s-2
2,00
1,00
120 L3s 120 L3s
140 L5s
160 L5s-2
160 L5s-2 200 L5s 220
L7s-2240
L7s-2 280 L7s-2
2,00180 L5s
220 L7s-2
240 L7s-2
260 L7s-2
2,80
140 L5s 300 L8s-2
3,50
200 L5s4,00
5,00 280 L7s-2
2,50
1,00
120 L3s
120 L3s
140 L5s
160 L5s-2
180 L5s
220 L7s-2
240 L7s-2
260 L7s-2
300 L8s-2
2,00
140 L5s
200 L5s2,80
280 L7s-2
3,50
4,00320
L8s-25,00 120 L3s 220
L7s-2260
L7s-2
3,00
1,00
120 L3s
120 L3s140 L5s
160 L5s-2 200 L5s
220 L7s-2
240 L7s-2 280
L7s-2
300 L8s-2
2,00
320 L8s-2
2,80
3,50120 L3s
180 L5s 220 L7s-2
260 L7s-24,00
160 L5s-2
240 L7s-2
300 L8s-2
5,00 140 L5s
Dimensionnement du CLT au moyen du logiciel Stora EnsoStora Enso met à votre disposition sur le site www.clt.info un logiciel gratuit de dimensionnement qui vous permettra de justifier de la conformité des paramètres de construction des panneaux CLT standard.
Tables de prédimen sionnementLes 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.
Le logiciel Stora Enso permet de réaliser le dimensionnement des éléments de construction suivants :
• planchers et toits plats• toits à forte pente• planchers à nervures• plaques murales• poutresvoiles• linteaux audessus des portes et fenêtres• plaques en porteàfaux• appuis de poutre• répartition des charges sur murs raidisseurs
Incendie:HFA 2011β1 = 0,65 mm/min
R0
R30
R60
R90
26 27
15 900 mm
15 882 mm
2 90
5 m
m
2 95
0 m
m
Le devisNous 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 nécessaire 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 complémentaires 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 supplé mentaire nécessaire correspondant aux chutes de coupe dépendra essentiellement de la géométrie de la construction, et donc de la configuration qui en découle pour les éléments constructifs en CLT.
• Plans d’enregistrement au cadastre : Ces plans nous permettent de réaliser un modèle 3D sommaire — sans ouvertures ni détails de réalisation parti culiers — afin de déterminer rapidement le volume de bois nécessaire. Nous vous demandons dans la mesure du possible de nous faire parvenir 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 réalisation du devis nécessite néanmoins un traitement complémentaire 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 disposition un logiciel de prédimensionnement qui vous permettra 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 parvenir les informations suivantes :
• charge utile• charges permanentes• charge due à la neige en hiver
La commandeLorsque 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 capacité 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 parvenir sous leur forme définitive au plus tard 15 à 16 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 automatiquement 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’élément 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 suivants : 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’éventuelles demandes de changements ne peuvent plus être prises en compte dans les 12 jours ouvrés précédant la date de livraison.
Dimensions facturées
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
5. Gestion de projetPhases du projet de construction
Exemple : 15 900 × 2 950 mm
Dimension facturée : 2,95 × 15,90 46,91 m²Surface nette du panneau : 38,59 m²Déchets de coupe : 8,32 m²Dimension facturée : 46,91 m²
28 29
max
. 3,0
0 m
Un camion porteur standard peut transporter une charge maximum de 25 tonnes lorsque les panneaux CLT sont disposés horizontalement. Les dimensions maximums du chargement sont de 13,60 m de longueur sur 2,95 m de largeur. Si l’épaisseur des panneaux le permet, 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 transport des panneaux. Il est important dans ce cas particulier de tenir compte des modifications 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’occurrence 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 cornières 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 porteur au moins 8 cales de bois (105 × 105 mm ou 95 × 95 mm) sur lesquels vient ensuite reposer la première couche de panneaux CLT. Les
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 verticaleUn 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 transport, le poids de chargement est plus faible que pour le transport en position horizontale (environ 45 m³ maximum, en fonction des dimensions et de l’épaisseur des panneaux).
Pour calculer le poids de la charge transportée, on partira d’une masse volumique de 490 kg/m³. Chaque remorque doit être équipée d’au moins six chevalets de transport sur lesquels viennent s’appuyer les panneaux CLT qui sont ensuite fixés au moyen de vis (l’emplacement des vis est indiqué par des marques de couleur). Ceci fait, les panneaux sont attachés les uns aux autres au moyen de sangles d’arrimage disposées sur le côté des chevalets 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 panneaux CLT.
Lorsque des panneaux à face visible doivent être transportés verticalement, ils sont également maintenus en place au moyen de courroies métalliques perforées, lesquelles sont vissées sur les chants afin d’éviter d’endommager 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.
Chargement
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 également 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.
Longueur standard : max. 13,60 m ; en porte-à-faux : max. 15,00 m (en fonction de l’épaisseur des panneaux)
1,40
mm
ax. 2
,60
m
max
. 4,0
0 m
cales de bois standard disposées sous la première couchecales de bois supplémentaires (sur demande) ; pour déchargement avec chariot élévateur
courroies métalliques perforées chevalet de transport cale tapis antiglisse
max. 13,60 m
max. 2,50 m
Transport en position horizontale
30 31
Stora Enso Division Wood ProductsBuilding SolutionsCourriel : buildingsolutions@storaenso.comwww.storaenso.comwww.clt.infofacebook.com/storaensolivingroom
Éd
itio
n et
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: 05/
2016
.