2.0 Introduction

Bilan carbone ou Empreinte carbone

« L’empreinte carbone est la quantité de carbone émise par la consommation d’énergie et de matières premières d’une activité, d’une personne, d’un groupe ou d’une organisation. »

http://www.awac.be/index.php/comprendre#qu%E2%80%99est-ce-que-c%E2%80%99est

Le bilan carbone donne un chiffre en kg ou tonnes de CO2.

Analyse du cycle de vie (ACV)

« c’est une méthode d’évaluation normalisée (ISO 14040 et ISO 14044) permettant de réaliser un bilan environnemental multicritère et multiétape d’un système (produit, service, entreprise ou procédé).»

https://fr.wikipedia.org/wiki/Analyse_du_cycle_de_vie

« Cette analyse porte sur toute la durée de vie d’un produit qui comprend l’extraction du minerai, la production du matériau, la fabrication, l’utilisation du produit, la mise au rebut en fin de vie, ainsi que toutes les opérations de transport intervenant entre ces différentes étapes. »

http://www.solidworks.fr/sustainability/design/life-cycle-assessment.htm

De cette analyse on peut en déduire le besoin en énergie grise ou énergie primaire donnée en Wh/m3.

B.I.M.

« Building Information Modelin », ce terme désigne une méthode de travail où l’ensemble du bâtiment est encodé sous forme de maquette numérique, ce qui permet d’anticiper les problèmes éventuels, d’améliorer la compréhension et les échanges entre les différents corps de métiers ainsi que l’envoi vers des machines de production numérique (CNC) pour les structures bois ou imprimantes 3D.

2.0.1 Notions de base en résistance des matériaux (RDM)

2.0.1.1 Traction

La traction est une contrainte appliquée pour étirer un objet.

2.0.1.2 Compression

La compression est une contrainte appliquée aux deux extrémités d’un objet et qui le comprime.

2.0.1.3 Flexion

La flexion est une contrainte appliquée en deux points éloignés, mais dans des sens opposés. Bien que comprise dans les contraintes fondamentales, la flexion est en fait composée d’autres contraintes fondamentales : une compression sur la partie interne de l’objet soumis à la contrainte de flexion (la partie supérieure de la poutre sur l’image) et une traction sur la partie externe de l’objet (la partie inférieure de la poutre sur l’image).

2.0.1.4 Torsion

La torsion est une contrainte entrainant une rotation d’une partie d’un objet. Une contrainte de torsion va entrainer une déformation sur toute la longueur de l’objet. Son effet est habituellement mesuré par l’angle existant entre un axe défini avant rotation et cet axe après rotation. Cela permet de mesurer le dégrée de rotation de la pièce déformée.

https://www.leroymerlin.fr/v3/p/campus/les-ferraillages-l1500466206

2.0.1.5 Flambement

Le flambage ou flambement est un phénomène d’instabilité d’une structure élastique qui pour échapper à une charge importante exploite un mode de déformation non sollicité, mais opposant moins de raideur à la charge. La notion de flambement s’applique généralement à des poutres élancées qui lorsqu’elles sont soumises à un effort normal de compression, ont tendance à fléchir et se déformer dans une direction perpendiculaire à l’axe de compression (passage d’un état de compression à un état de flexion) ; mais elle peut aussi s’appliquer par exemple à des lames de ressort sollicitées en flexion qui se déversent en torsion pour échapper à la charge.

2.0.1.6 Cisaillement

Une contrainte de cisaillement τ (lettre grecque « tau ») est une contrainte mécanique appliquée de manière parallèle ou tangentielle à une face d’un matériau, par opposition aux contraintes normales qui sont appliquées de manière perpendiculaire. C’est le rapport d’une force à une surface. Elle possède donc la dimension d’une pression, exprimée en pascals ou pour les grandes valeurs en mégapascals (MPa).

2.0.1.7 Contrainte maximale

Il s’agit de la contrainte maximale à laquelle le solide peut être exposé dans son mode d’utilisation c’est-à-dire pour des points d’application choisis. Cette valeur peut être considérée comme le critère le plus populaire, car il répond à la question importante : à partir de quelle contrainte mon béton va casser ? Néanmoins elle est assez réductrice, car peu spécifique sur l’emplacement et ce qui va se passer entre le moment où la contrainte est appliquée et celui où le matériau se cassera c’est pour cela que l’on appelle aussi ce critère la tension de rupture.

2.0.1.8 Déplacement maximal

C’est déformation maximale que le solide peut supporter sans altération de ses fonctions. Ce critère est étroitement relié au précédent puisqu’il représente la déformation maximale que pourra subir l’objet avant de casser. Il représente en fait la rigidité d’un matériau ou d’un objet.

2.0.1.9 Rupture due à la fatigue

Elle caractérise la durée de vie du solide en fonction de la contrainte à laquelle il est soumis. Malgré la valeur indiquée pour la contrainte maximale, un matériau peut briser pour une contrainte inférieure s’il a déjà été soumis à de fortes sollicitations continues dans le passé. En effet un matériau utilisé de façon permanente va s’user et donc la contrainte maximale qu’il est capable de supporter va baisser au cours du temps. Ce taux d’usure est très relatif et dépend du type de matériau et notamment de sa structure.

2.0.1.10 Rupture due aux fissurations

Il s’agit de spécifications destinées à éviter que le taux de défauts du solide et les contraintes qui lui sont appliquées soient incompatibles. Des défauts de fabrication tels que des microfissures pour un objet subissant une contrainte en traction affaibliront considérablement la contrainte maximale de l’objet. Bien qu’il soit vrai que nul objet ne peut être totalement sans défaut, il faut pouvoir différencier ceux pour lesquels quelques défauts seront sans réelle importance de ceux pour lesquels seulement quelques défauts altéreront complètement son utilisation.

2.0.1.11 Instabilité due aux flambements

Elle définit la contrainte critique qui appliquée a certains points entrainera des déformations brutales. Ce critère est une sorte de contrainte «semi-maximale», une fois cette limite atteinte, des changements importants peuvent se produire pour le matériau ou l’objet, mais théoriquement il ne devrait pas rompre.

http://lebeton.free.fr/resistance_materiaux.html

2.0.1.12 Critères de service

Pour dimensionner une poutre ou un autre élément de structure, on utilisera des critères dits «de service» au lieu des critères «de rupture».

Les critères de services prennent des coefficients de sécurité plus grands dans le calcul de dimensionnement pour respecter des flèches (pour les poutres) visuellement acceptables (par exemple max 1/250 de la longueur).

2.0.1.13 Flèche d’une poutre

La flèche d’une poutre est habituellement mesurée par la déformation de la poutre à partir de sa position non chargée jusqu’à sa position chargée. La ci-dessous montre une poutre non chargée (a) et la figure (b) la même poutre chargée. La flèche est donnée par la distance verticale entre la position non chargée et sa position chargée (c). https://appx.cegep-chicoutimi.qc.ca/svilleneuve/materiaux/chap10.pdf

https://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=publications&sub=bbri-contact&pag=Contact28&art=420

2.0.2 Terminologie

2.0.2.1 Les poutres

« Support horizontal allongé en bois, en métal ou en béton armé, de section étudiée pour une bonne résistance à la flexion. » Larousse 2019

Poutre béton précontrainte

Le béton est un matériau résistant à la compression, mais fragile à la flexion. C’est pour améliorer la résistance à la flexion qu’il a été imaginé d’y incorporer des armatures en acier (« béton armé »). Le béton précontraint va encore plus loin dans ce domaine : il permet au béton de ne travailler qu’en compression. C’est Eugène Freyssinet qui, en 1928, eut l’idée de ce procédé qui allait révolutionner l’art de construire.

L’objectif de la précontrainte est de soumettre le béton à des contraintes permanentes de compression destinées à compenser les forces de traction qui seront appliquées à l’ouvrage. Les forces de flexion ne viendront alors qu’en déduction de la force de la précontrainte initiale. Le béton est alors employé au mieux de ses possibilités.

Le béton est précontraint au moyen de câbles qui sont tendus par des vérins : la tension des câbles va appliquer une contrainte de compression au béton, dont l’intensité dépend des charges de flexions qu’aura à subir l’ouvrage. Cette précontrainte peut être appliquée par prétension, c’est-à-dire que les câbles sont tendus avant le coulage du béton.

Précontrainte par post-tension

Elle peut l’être également par post-tension : dans ce cas, les câbles sont tendus après le durcissement du béton.

Cette technique permet ainsi de réaliser des ouvrages soumis à des contraintes importantes (ponts, réservoirs…) ou des éléments structuraux de faible épaisseur, mais de portée importante (poutres, dalles…), autorise des projets architecturaux plus sophistiqués et audacieux qu’avec le seul béton armé. Cette technique s’applique aussi bien aux ouvrages coulés en place qu’aux éléments préfabriqués.

http://doc.lerm.fr/principe-precontrainte/

Exemple : Grande arche de la Défense à Paris, Spreckelsen, Andreu et Rice, 1989

Linteau

Le linteau est un élément architectural qui sert à soutenir les matériaux du mur au-dessus d’une baie, d’une porte ou d’une fenêtre.

Poutre de ceinture ou chaînage périphérique

Le chainage périphérique est une ceinture en béton armé au niveau des planchers la plupart du temps, mais il est aussi possible de le trouver dans les blocs U d’un encuvement à l’étage pour reprendre le poids de la toiture.

Cette ceinture sert, comme son nom l’indique, à contenir les murs. Elle évite que les murs ne s’écartent.

Ce phénomène d’écartement des murs est visible parfois dans de vieilles granges qui n’ont justement pas de chainage périphérique. Cet écartement est provoqué par le poids de la toiture.

Au fur et mesure des années, cela pousse sur le haut du mur tandis que le pied du mur contenu par la terre lui ne bouge pas.

Dans une zone sismique, omettre le chainage périphérique désolidarisera la toiture des murs en cas de secousse et ce sera l’effondrement à la fois de la toiture et des murs.

Conclusion : Deux fonctions pour le chainage périphérique, contenir en cas de secousses et éviter l’écartement en temps normal.

http://www.leplancherpoutrelleshourdispourlesnuls.com/faq/quoi-sert-chainage-peripherique/https://www.gso-construction.fr/project/maison-individuelle-estezargues-gard-2/

Poutres lamellées-collées aussi appelées BLC

Le lamellé collé est un assemblage par collage à plat et à fils parallèles de plusieurs lamelles de bois massif. Les poutres en lamellé collé présentent une grande résistance mécanique tout en étant relativement légères, elles permettent donc de longues portées et leur stabilité dimensionnelle est optimale.

La charpente en lamellé-collé est constituée de ce matériau aussi appelé BLC ou « bois lamellé », qui consiste en des lamelles de bois triées (les nœuds et imperfections sont retirés), collées d’abord bout à bout, puis ensuite en plusieurs couches superposées.

Il est parfois traité en autoclave ou bien simplement en surface. Il s’agit le plus souvent d’essences résineuses, comme l’épicéa, le sapin, le mélèze, le pin Douglas ou maritime.

D’autres essences, notamment de feuillus, peuvent aussi être mises en œuvre, comme le chêne, le hêtre, le frêne, l’acacia, mais aussi le bouleau, le noyer, l’hévéa ou d’autres bois exotiques. Il existe aussi du lamellé-collé de bambou, surtout fabriqué en Asie.

La masse volumique du BLC varie entre 350 et 560 kg/m3, et davantage s’il s’agit de chêne.

Poutre métallique / linteau

Procédé d’assemblage métallique

• Soudure

Elle assure une continuité métallique de la pièce, lui conférant ainsi des caractéristiques au niveau de l’assemblage équivalent à celles du métal assemblé (mécaniques, thermiques, chimiques, électriques, d’étanchéité, de durabilité …). Elle répond à des sollicitations élevées, elle est durable (insensible aux variations de température, aux conditions climatiques …).

Enfin, elle garantit l’étanchéité de la pièce soudée.

• Soudure par friction

Le soudage par friction est un procédé de soudage multiple et novateur qui trouve de nombreuses applications dans différentes branches de l’industrie. Les avantages du soudage par friction sont des assemblages de haute qualité, la rapidité du procédé par rapport aux procédés de soudages conventionnels et la possibilité d’une automatisation complète du processus de telle sorte qu’une qualité constante est garantie. De plus, le procédé de soudage par friction offre, dans le cadre de l’environnement, d’importants avantages : pas de fumées de soudage, pas de rayonnement UV ou électromagnétiques. Autre avantage: pas de métal d’apport ou de gaz de protection.

• Assemblages mécaniques
  (boulonnage, vissage, rivetage, sertissage, clinchage…)

D’applications locales, ils n’assurent pas une continuité idéale du métal, de plus ces techniques ne permettent pas d’assembler toutes les gammes d’épaisseur des métaux, allant de quelques microns à quelques centaines de millimètres pour l’acier. Par exemple, le sertissage convient pour des sollicitations relativement peu élevées et de faibles épaisseurs (il est utilisé dans l’emballage, par exemple).

2.0.2.2 Les planchers

Planchers béton

Les planchers de béton sont des éléments structurels de plancher réalisés à partir d’éléments préfabriqués ou non, essentiellement dont le principal matériau mis en œuvre est le béton.

Les planchers en béton se divisent en quatre groupes principaux :

• Les éléments de plancher en béton type «hourdis» (dalles alvéolées)

Les hourdis sont des éléments préfabriqués en béton, dont l’intérieur est creux. Une armature en métal est intégrée au moment de la fabrication. Les éléments existent en différentes épaisseurs en fonction de la charge à supporter et de la portée d’un mur à l’autre. Si la portée est trop grande, on placera des hourdis en béton précontraint.

https://www.batirama.com/article/10040-nf-dtu-23.2-planchers-a-dalles-alveolees-prefabriquees-en-beton.html

• Les éléments de plancher en béton type «coffrage perdu» (bac acier)

Avantage : pas de coffrage, rapidité d’exécution
Inconvénient : esthétique et acoustique

https://construction.arcelormittal.com/fr-fr/produits/planchers

• Les éléments de plancher en béton cellulaire (dans le cas d’une construction en bloc cellulaire)

https://www.batirama.com/article/888-s2-beton-cellulaire-murs-planchers-et-cloisons.html

• Les prédalles (dans le cas de grands immeubles)

https://www.rector.fr/toit-terrasse

• Les poutrains et claveaux

https://www.livios.be/media/1066754/fr/recteur-batibouw-2015-640.jpg

Plancher en terre-cuite ou dalles d’hennuyères

https://www.bricozone.be/t/hourdis-en-brique.83248/

Plancher en acier

Planchers bois

OSB ou voligeage       Chainage   Isolant (optionnel) Gîte / solive Plaque de fermeture (optionnel) Chevron de calage (optionnel)

Trémie

Une trémie est un espace réservé dans un plancher (cf. linçoir, chevêtre) pour laisser passer un escalier, un ascenseur, un conduit, une cheminée…

http://bricobistro.com/fabriquer-un-escalier-beton/

Autres terminologies

• Autoclave : Le traitement autoclave protège le bois des agressions extérieures, comme les insectes ou les champignons auxquels il est exposé sous certaines conditions d’utilisation, comme par exemple une terrasse ou un bardage.
• Aboutage :C’est une opération qui consiste à produire une très grande pièce de bois en collant différentes pièces de bois bout à bout.
• Chaînage ou ceinturage : C’est le fait de lier entre eux des éléments pour les rendre solidaires.
• Chevêtre : Le chevêtre est une pièce de la trémie d’une charpente. Cette pièce se place entre deux solives, que l’on appelle alors solive « d’enchevêtrure », pour ménager une ouverture. C’est en quelque sorte un cadre de soutien.
• Contreventement : Le rapport entre des appuis stables des efforts horizontaux appliqués à la construction pour en assurer la stabilité.
• Écharpe : C’est une pièce en bois qui se trouve dans la diagonale d’un élément de mur pour lui procurer une résistance supplémentaire appliquée dans son plan.
• Entretoises ou étrésillon : C’est la pièce en bois qui maintient l’écartement entre deux montants ou solives.
• Humidité relative du bois : C’est la quantité d’eau contenue dans une pièce de bois en pourcentage de son poids anhydre.
• Lambourdes : Une lambourde est un produit rectangulaire du sciage du bois qui a une épaisseur comprise entre 26 et 45 millimètres et une largeur comprise entre 65 et 105 millimètres1..
• Lamellé-collé : matériau qui s’obtient par collage de plusieurs lamelles en bois dont le fil est essentiellement parallèle1. Son intérêt est d’une part la fabrication d’une pièce de grande dimension ou de formes particulières qui n’auraient pu être obtenues par utilisation du même matériau sans transformation, d’autre part l’amélioration de la résistance mécanique par rapport à une pièce de bois massif (grâce au triage et à la purge des défauts).
• Lasure : C’est un produit pigmenté microporeux, transparent non pelliculaire, qui rehausse et conserve l’aspect du bois sans bloquer les rayons UV du soleil. De plus il empêche le noircissement naturel du bois. Cet entretien se fait en général tous les deux ans et peut être appliqué directement sur les couches précédentes.
• Lisse basse (sablière) : C’est une traverse de bois qui sert d’interface entre les fondations et les murs.
• Lisse (de chaînage) : C’est la traverse de bois fixée au-dessus des traverses hautes des éléments de mur. Elle sert à assurer la liaison et le transfert des efforts entre les murs et le plancher haut ou la charpente.
• Module : Ce sont les volumes composés d’éléments (murs, planchers, toitures) fabriqués et, éventuellement, entièrement équipés en usine (aménagement intérieur incorporé). Ils sont mis en place entre eux sur le chantier à l’aide d’une grue. Certaines constructions ne sont constituées que d’un module.
• Montant : C’est une pièce de bois verticale d’un élément de mur. Les montants peuvent être espacés de 30,40 ou 60 cm. leur section dépend des efforts à équilibrer et de l’épaisseur d’isolant nécessaire.
• Organe d’assemblage : Ce sont toutes les pièces (pointes, agrafes, boulons ou vis) qui assurent la liaison entre composants et la transmission des efforts dans les pièces assemblées.
• Ossature : C’est l’ensemble des montants, traverses, solives et entretoises composant un plancher ou l’ensemble des pannes, entraits et arbalétriers composant la charpente.
• Pare-pluie : C’est un panneau ou film empêchant la pénétration de l’eau de condensation ou de ruissellement dans l’intérieur du mur. Ce matériau ne doit en aucun cas être étanche à la vapeur d’eau, mais lui être perméable.
• Pare-vapeur : C’est un panneau ou film empêchant la pénétration de la vapeur d’eau. Toujours placé du côté « habitat » des murs. On le retrouve également en plafond des pièces humides (cuisine et salle de bain).
• Perméabilité : La perméabilité se mesure comme la quantité de vapeur d’eau qui traverse en une heure un mètre carré de matériau sur un mètre d’épaisseur pour une différence de pression partielle de 1 mmg de Hg entre les deux faces.
• Sabot : Pièce métallique d’assemblage.
• Solive ou gîte : C’est une pièce de bois du plancher portant le support de revêtement de sol et, éventuellement, le plafond.
• Traverse : Ce sont des pièces en bois horizontales encadrant les montants verticaux des éléments de mur.

Source : https://maisons-en-bois.blogspot.com/2005/08/le-vocabulaire.html

2.0.2.3 Symboles architecturaux

2.0.3 Quel système constructif choisir ?

2.1 Lourd
Empilement • blocs béton (dit « traditionnel ») • blocs terre cuite • blocs-treillis • blocs sillico-calcaire • blocs de plâtre • blocs argex • pierres • briques • …	Massif (voile) • béton • terre banchée • coffrage isolant • …	Autres • impression 3D • préfabriqué blocs terre cuite • poteaux-poutres • …
2.2 Léger
Bois • ossature bois • préfabriqués panneaux bois • madrier • CLT • poteaux-poutres • blocs de bois • …	Métal • poteaux-poutres	Autres • panneaux sandwichs • paille • bloc de chanvre

Comparatif des deux systèmes constructifs les plus utilisés.

	TRADITIONNEL	PRÉFABRIQUÉ BOIS
Délais du chantier	6 à 10 mois	4 à 6 mois
Production des matériaux	Dégagement important de CO2 du à la production du ciment	Très peu de CO2
Bilan carbone	Elevé	Faible (isolants et transport)
Qualité de l’air intérieur	Moyen (humidité et dégagement du possible du polyuréthane)	Très bon (matériaux naturels et sans dégagements toxiques)
Persprirence (respiration naturelle des murs)	Non	Oui
U murs généralement atteint	0,23 W/m²K	0,15 à 0,19 W/m²K
Prix global	1250€/m² HTVA	1300€/m² HTVA
Participe à la pénurie de sable	Oui	Non
Sismique, résistance au tremblement de terre	Moyenne	Très bonne réaction sismique (panneaux pouvant se déformer et absorber les chocs naturellement)
Recyclage	Faible (réutilisation en agrégat de béton)	Moyenne (réutilisation des bois comme bois de travail ou bois de chauffe, pellet…)
Porte-à-faux, dalle débordante	Intégration difficile des porte-à-faux au tant au niveau structurel (poids) qu’énergétique (pont thermique)	Système bois préconisé pour les bâtiments complexes : poids léger et isolation dans le panneau (pas de ponts thermiques).
Rapport au BIM et machine numérique (CNC)	Utilisation quasiment inexistante et complexe sur les petits projets.	La fabrication numérique permet de concevoir des bâtiments même complexes faciles et rapides à monter sur chantier. Utilisation régulière du BIM et erreurs sur chantier réduites au minimum.
Préconiser dans quel cas ?	Terrain de bonne qualité Rehausse d’un bâtiment récent	Tous types de terrains (y compris terrains sablonneux et zones sismiques sans surcoûts Rehausse (poids de la rehausse réduite) Extension / annexe (rapidité de construction et faibles nuisances pendant le chantier)

2.1 Système constructif dit lourd

2.1.1 Empilement

2.1.1 Blocs béton (parpaing pour la France)

Système dit « traditionnelle » en Belgique. Les blocs béton sont peu chers et faciles à trouver dans le commerce. La majorité des entrepreneurs sont formés à la technique de pose.

• Ils se présentent sous une forme parallélépipédique et avec des trous à l’intérieur en vue d’alléger un maximum le bloc.
• Son isolation est très faible.
• Leur format réduit permet une adaptation facile à toutes sortes de projets.
• Énergie grise : 700 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

Dimensions courantes

• Blocs de 30 ou 40 cm d’épaisseur

Pour les caves : l’épaisseur du bloc sera déterminée en fonction de la largeur du mur à supporter au-dessus

Exemple : si l’isolation du mur extérieur est importante, un mur de 40 cm sera choisi.

Ces blocs sont également utilisés pour les reprises de terre/mur de soutènement : le mur de soutènement est un mur vertical qui permet de retenir des terres sur une surface réduite.

• Blocs de 14 cm d’épaisseur

Utiliser pour les murs porteurs. Pour les murs porteurs intérieurs ont peut retrouver aussi des blocs de 19 cm pour des immeubles plus hauts (ou lors de la pose de deux hourdis sur ce même mur).

• Blocs de 9 cm d’épaisseur

Utiliser pour les murs non porteurs, cloisons intérieures

2.1.2 Blocs terre cuite / blocs alvéolaires

Les blocs en terre cuite sont similaires aux blocs béton cependant :

• La terre cuite est plus légère que le béton ;
• Cuisson à une température du four de 900°C à 1200°C (Contre un durcissement naturel du béton) ;
• Possibilité de recyclage faible (à contrario du béton)
• Participe à la régularisation de l’humidité ambiante
• Les cellules des blocs peuvent être isolées (cf. Porotherm CLIMAmur 36 : Up=0,21W/m².k)
• Énergie grise : 450 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

2.1.3 Blocs sillico-calcaire (ou blocs de pâtre)

Obtenu par un mélange de sable, de ciment, de chaux et d’eau, auquel on ajoute de la poudre d’aluminium.

Marques courantes : Ytong

• Bonne isolation acoustique
• Possibilité de l’utiliser en monomur (sans isolation supplémentaire)
• Son enduisage coûte plus cher qu’un plafonnage sur bloc béton ou argex
• Plus léger que les blocs béton
• Facile pour la pose d’enduit extérieur (cf. Ytong Energy+)
• Épaisseur modulée par 5cm
   (15, 20 cm…)
• Énergie grise : 350 kWh/m3
  http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

2.1.4 Blocs argex

Blocs composés d’argile expansée :

• Plus léger que les blocs béton
• Plus isolant que le bloc béton (mais n’est plus adapté aux normes actuelles)
• Entièrement recyclable
• Énergie grise : 300 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

2.1.5 Construction en pierres

Plus utilisé aujourd’hui que pour des raisons esthétiques dans les jardins et les aménagements extérieurs.

2.1.6 Murs de briques pleines – Monomur briques

Système de briques porteuses n’est plus utilisé en Belgique (à contrario de la France qui isole généralement par l’intérieur).

• Énergie grise : 700 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

2.1.2 Mur massif (coulé/monté en une pièce)

2.1.2.1 Voile béton

Le voile béton est une paroi, obtenue par coulage d’un béton, dans un coffrage vertical. Il peut être réalisé en béton décoratif : coloré, avec relief.

Voile béton

• Très bonne résistance structurelle (utilisation pour les ouvrages d’art, caves, immeubles, cas de zone sismique…)
• Rapidité de mise en œuvre
• Possibilité de formes complexes
• Peu poreux à contrario du bloc béton qui aspire l’eau par capillarité (utilisation en caves)
• Utilisé pour son esthétisme (particulièrement au japon)
• Il existe des voiles béton architectoniques
• Énergie grise : 1850 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

Voile architectonique

Le voile architectonique désigne le travail en surface du béton dans une visée esthétique.

On peut jouer sur l’aspect du béton : blanc, coloré, mat, satiné ! Les choix sont nombreux.

On peut aussi modifier l’aspect du béton en jouant sur sa texture et sur son relief de surface.

2.1.2.2 Terre banchée – le pisé

«Le pisé est un système constructif en terre crue, comme la bauge ou le torchis. On le met en œuvre dans des coffrages, traditionnellement appelés banches. La terre est idéalement graveleuse et argileuse, mais on trouve souvent des constructions en pisé réalisées avec des terres fines.»

http://www.maison-terre.com/

• Maintient l’humidité des locaux à un taux constant entre 45 et 55%
• http://hinnoudo.blogspot.com/2015/10/le-pise-pour-renouveler-larchitecture.html
• Les murs en pisé captent et retiennent également les poussières et du, les habitations en pisé sont donc parfaites pour toutes personnes sujettes aux allergies et de problèmes respiratoires.

http://hinnoudo.blogspot.com/2015/10/le-pise-pour-renouveler-larchitecture.html

• Ne peut pas rester sans protection en extérieur.
• Énergie grise : 120 kWh/m3

http://www.ecoconso.be/L-energie-grise-des-materiaux-de

2.1.2.3 Blocs coffrant (blocs à bancher)

Avantages	Inconvénients
L’assemblage d’un bloc à bancher se réalise à sec (sans joint de mortier entre les rangs, ni entre les blocs d’un même rang) Facilité de pose Rapide à poser Le bloc à bancher peut être constitué d’un isolant comme le polystyrène et donc avoir de bonnes propriétés isolantes sans en rajouter ; Un mur en bloc à bancher est très solide, car il est en béton armé (bloc à bancher + fers à béton).	La mise en place d’armatures métalliques (fers verticaux dans les blocs à bancher et fers horizontaux entre chaque rang) ; Les blocs à bancher sont plus chers que les parpaings classiques et il faut ajouter à ce prix celui du béton que l’on coule à l’intérieur.

Composé de :

• Béton (non-isolé)

https://betondelalomme.be/wp-content/ uploads/2017/07/ST_24N_avec_teton-beton-de-la-lomme-9254.jpg

• Neopor (isolé)

https://www.batiproduits.com/img/bloc-coffrant-isolant-pour-les-murs-des-batis-bbc-passifs-ou-positifs-bloc-coffrant-isolant-003862180-product_maxi.jpg

2.1.3 Autres systèmes constructifs lourds.

2.1.3.1 Impression 3D

Les principaux avantages de ce nouveau procédé sont :

Des délais de construction plus faibles

• Une efficacité plus importante (mise en marche continue 24h/24)
• Une qualité maîtrisée et moins de déchets
• Pas ou très peu de nuisances sonores
• Moins de travail de suivi de chantier
• Évite les aléas d’un chantier (béton mauvaise qualité, retard, qualité, congés, accidents)
• Permet de se libérer de la contrainte des formes
• Un prix réduit dans les années à venir

Quels sont les inconvénients ?

• Des matériaux inaccessibles (impossible de ne pas utiliser de plastique)
• Coût variable selon la méthode de réalisation utilisée
• Nécessite des ingénieurs qualifiés dans ce domaine encore récent
• Un matériel d’impression cher induisant un amortissement lourd (~ 500 000€)
• L’impression 3D n’est pas vraiment adaptée pour des projets structurels conséquents.

Source : https://batcave.insa-rouen.fr/2018/12/19/limpression-3d-dans-la-construction/
https://www.3dnatives.com/impression-3d-de-maisons-31012018/

Matériaux disponibles actuellement pour la construction en impression 3D :

• Béton
• Métal (Inox)
• Polyuréthane
• Plastique
• Terre
• …

2.1.3.2 Poteaux-poutres

La structure se compose d’une combinaison d’éléments verticaux (poteaux) et horizontaux (poutres).

Ce système constructif réduit au minimum la dimension des éléments porteurs. En effet seuls les poteaux sont porteurs, ce qui par conséquent donne une grande liberté d’aménagement (intérieurs, mais aussi panneaux de façades) durant toute la vie du bâtiment.

2.2 Système constructif léger

2.2.1 Système constructif léger en bois

	Panneaux préfabriqués ossature bois	Panneaux massifs contrecollés ou contre-cloués	Madriers empiles	Poteaux-poutres
Application courante	Habitation individuelle	Habitation individuelle – Petits immeubles	Habitation individuelle	Habitation individuelle – Petits immeubles – Industriels
Nombre niveau max.	Rez+2+Toit	Rez+6	Rez+1+Toit	Rez+4
Facilité de mise en œuvre	+++	+++	++	++
Transport et manutention	+++	+	++	++
Possibilité de préfabrication	+++	+++	++	+
Rapidité de mise en œuvre	+++	+++	+	+
Facilité de transformation ultérieure	++	++	+	+++
Potentiel structurel (porte-à-faux…)	+++	+++	+	++
Souplesse d’aménagement intérieur	++	++	++	+++
Stabilité au tassement	++	+++	+	+++
Potentiel d’isolation dans les murs ext.	+++	++	+	+++
Inertie thermique de la construction	+	+++	++	+
Possibilité de bois apparent intérieur	+	+++	+++	++
Prix moyen (€/m2 HTVA)	1300-1500€	1400-2000€	1400-2500€	1100-1800€

porte-à-faux

Une installation est dite en porte-à-faux lorsqu’un élément est soutenu par une partie qui est elle-même au-dessus du vide, c’est-à-dire sans support immédiat en dessous de l’élément en « porte-à-faux ».

https://fr.wikipedia.org/wiki/Porte-%C3%A0-faux

2.2.1.1 Panneaux à ossature bois

Tel un squelette, la base de la structure se compose de cadres constitués de montants verticaux de faible section, disposés à intervalles réguliers et reliés entre eux par des traverses.

Dans ce type de construction, chaque élément constitutif remplit un rôle important :

Les montants assurent la portance

Avec l’aide des liens de faîtage et des pièces de quincaillerie, les panneaux de contreventement en contreplaqué ou copeaux colles garantissent la stabilité structurelle

L’isolant placé entre les montants, d’un pare-vapeur à l’intérieur, garantit l’isolation thermique

Un pare-vent extérieur à la paroi assure l’étanchéité

Ce système à ossature permet une grande souplesse : remplacement, ajout ou suppression de baies et de cloisons.

Bien entendu, toute intervention sur les montants de structure doit être rationnelle : pour créer de grandes ouvertures, par exemple, des pièces de renfort doivent être utilisées et la surface de la paroi doit rester suffisante pour que le bâtiment présente la stabilité requise.

Dotée d’une haute capacité isolante des parois, la construction à ossature bois répond de manière très performante aux exigences thermiques. L’isolation thermique est assurée par un isolant placé entre les montants ; elle peut être améliorée (à l’intérieur comme à l’extérieur) en vue d’atteindre de meilleures performances thermiques. À l’extérieur, une grande diversité de parements est envisageable : brique, pierre, bois…

Si le système à ossature est aujourd’hui très répandu, c’est sans doute parce qu’il permet une liberté de formes et une souplesse quasi illimitée qu’il peut être facilement préfabriqué en usine et offre une systématisation économique, un affranchissement par rapport aux conditions climatiques extérieures ainsi qu’une réduction des délais de construction.

Source: CSTC

Peux être construit / monté :

• Sur chantier

• En usine (panneaux 2D)

https://www.ehs.lu/fr/la-construction-a-ossature-bois/

• En usine (module 3D)
• https://www.ehs.lu/fr/la-construction-a-ossature-bois/

https://www.innovhabitat.fr/montage-dune-construction-ossature-bois-a-haute-performance-energetique/

2.2.1.2 Contrecollé CLT

Ces panneaux sont utilisés pour les murs porteurs, la toiture et les planchers en étage. Ils sont composés de planches en bois massif disposées en couches croisées dont le nombre dépend de l’utilisation et de l’épaisseur souhaitées (3, 5 ou 7 couches).

Ils sont découpés sur des machines à commandes numériques et peuvent être fabriqués en grandes dimensions, jusqu’à 16,50 m de longueur par 2,95 m de hauteur. En fonction du format des panneaux et des exigences techniques, les épaisseurs des planches varient entre 13 et 40 mm. Toutes les ouvertures prévues pour les portes et les fenêtres sont réalisées en atelier par découpe numérique dans le panneau.

En comparaison avec le produit bois massif non reconstitué, les panneaux contrecollés offrent des performances mécaniques plus élevées. En effet, les charges ne sont pas reprises uniquement dans un sens (comme pour les poteaux, les poutres, etc.), mais dans tous les sens. On peut parler d’un véritable « effet voile » du panneau. Le rapport avantageux «poids/performances» facilite le transport ainsi que la mise en œuvre rapide et aisée des éléments à l’aide d’une grue de chantier.

La particularité du panneau contrecollé en bois massif réside dans sa possibilité de reprendre des efforts importants simultanément dans plusieurs directions. Le fait que le panneau soit plein permet de garantir des résistances au feu élevées.

Source: CSTC

2.2.1.3 Contre-cloué

Système constructif du panneau massif contrecloué.

Avantages :

• Isolation acoustique : une bonne isolation acoustique est réalisée grâce à la traversée de différents matériaux. La structure même du MHM, en superposition de planches, adhère à ce principe, et offre donc une très bonne isolation acoustique.
• La résistance au feu, comme les structures en bois massif, est importante. L’auto-protection du bois à la combustion, par le biais du « charbonnage », procure au MHM une résistance importante.
• Les murs en bois massif cloués ne comprennent pas de colle, et respectent ainsi les exigences des Maîtres d’Ouvrages désireux d’adhérer à une philosophie de construction totalement saine.
• La structure spécifique du MHM offre une résistance à la pénétration des ondes externes. Vous pourrez gérer la circulation ou plutôt non-circulation d’ondes dans votre maison (ondes GSM, …).
• Le bois indigène peut être utilisé dans les murs MHM. Un choix de proximité et par là même une volonté de construction peu énergivore, avec l’utilisation d’une section de bois à valoriser.

2.2.1.4 Madriers

La technique des madriers empilés consiste en la pose horizontale de pièces de bois de façon à former un mur en bois massif d’une épaisseur pouvant aller de 5,6 cm à 9 cm dans nos régions.

La stabilité verticale et horizontale de ce type de construction est assurée par la résistance à la compression du bois, mais aussi par l’insertion de grandes tiges et connecteurs métalliques dans les différentes parois. Ce système demande une attention très particulière aux détails, en raison du tassement inévitable des pièces de bois les unes par rapport aux autres. Ces tassements se produisent pendant les premières années, et ce, lors du séchage du bois et suite aux charges auxquelles la structure est soumise.

L’intégration des techniques spéciales (électricité, adduction et évacuation des eaux, domotique, chauffage) dans les madriers requiert, au préalable, une étude complète et précise. En effet, chaque madrier sera numéroté et perforé en atelier de sorte que, sur chantier, la mise en place des éléments ressemble à un grand puzzle qu’il suffit d’assembler.

Toutefois, en raison de ses caractéristiques particulières, ce type de construction ne convient qu’aux habitations et aux structures légères limitées à un étage. Toute modification ultérieure est quasi impossible. Il est d’ailleurs évident que cette technique induit l’impossibilité de remplacer un madrier dans une paroi après construction.

Notons qu’il n’est de même pas possible de remplacer une rangée de briques dans la masse d’un mur. Mais à l’inverse d’un mur en briques, l’intérêt de ce système est de garder le bois apparent et, si une saignée dans un mur peut être replâtrée, dans un madrier, la réparation risque d’être moins esthétique.

Source: CSTC

2.2.1.5 Blocs de bois

2.2.1.6 Poteaux-poutres bois

2.2.2 Structure métallique

https://www.karmod-france.fr/maison-a-ossature-metallique/

2.2.3 Autres systèmes légers

2.2.3.1 Panneaux sandwich

Composé de deux plaques de ciment-bois de 12 mm chacune ainsi que de deux poteaux bois de 45 x 120 mm ainsi que d’une âme en mousse polyuréthane de 160mm.

• Très bonne résistance mécanique : 33 tonnes à la compression verticale sur un seul panneau
• REI 30 : bonne résistance au feu
• Étanchéité à l’air et à l’eau : les ponts thermiques sont évités. Le polyuréthane est imputrescible et a une grande imperméabilité́ à la vapeur d’eau ; la valeur SD est supérieure à 900
• Pas d’arrachement, de décollement ou de tassement du polyuréthane dans le temps.
• Grande durabilité́ : Résistant aux termites, aux moisissures et aux champignons.
• Absence de COV sur chantier: après une phase de murissement, le polyuréthane ne génère aucune émission
• Tous types de finitions : bardage, crépis, peinture RPE, parement…

2.2.3.2 Construction en paille

La paille est l’un des matériaux qui respectent le plus l’environnement. La paille est naturelle, renouvelable, biodégradable et on peut en disposer localement. Elle est également peu cher par rapport à ses bonnes performances énergétiques et sa résistance.

Pour toutes ces raisons, la paille peut être utilisée comme matériau principal pour construire une maison écologique. Quel est le principe de sa construction ? Quels sont les avantages et les inconvénients d’une maison en paille ?

Principe de construction d’une maison en paille

Ballot porteur

Il existe plusieurs techniques pour construire une maison en paille. La première et la plus ancienne, la technique « nebraska », consiste à empiler les ballots de paille les uns sur les autres, en quinconce, comme un mur de briques. Les bottes de paille sont reliées entre elles avec des morceaux de bambou ou de bois. Cette technique ne nécessite pas d’ossature particulière. Elle est par contre à réserver aux petites surfaces.

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Ossature bois

La technique la plus utilisée pour construire une maison en paille est celle de « l’ossature bois ». Cette dernière est d’abord créée, avec le toit, pour donner de la solidité à la maison. Les bottes de paille rectangulaires, d’une profondeur de 36 à 46 cm, sont ensuite encastrées en colonnes entre des poteaux ou en ligne dans une double ossature. Pour leur finition, les murs en paille peuvent être recouverts de terre ou de chaux et ensuite être peints avec des produits naturels.

https://www.lemoniteur.fr/article/comment-ca-marche-la-construction-en-paille.1436824#zoomMedia852634

Il est aussi possible de préfabriquer les panneaux en usine.

http://www.pailletech.be/wp/wp-content/uploads/2015/02/Paille-Tech-atelier-debuts-01.jpg

Les avantages de la maison en paille

Un budget raisonnable

Compte tenu du faible prix de la paille (en moyenne 2 euros le ballot sans le transport), la construction d’une maison avec ce matériau peut être envisagée avec un budget très raisonnable dans le cadre d’une autoconstruction. En faisant appel à une entreprise, le coût moyen d’une maison en paille avec une architecture simple est du même ordre qu’une maison conventionnelle, mais pour des qualités de réalisation et d’isolation bien supérieures.

Une construction simple et rapide

Construire une maison en paille ne demande pas des connaissances poussées en bâtiment, ni d’avoir spécialement de la force puisque les bottes de paille ne sont pas très lourdes. Du coup, il est facile de construire soi-même sa maison en paille et d’éviter les frais de main-d’œuvre, entre autres. Il existe des chantiers participatifs, la plupart du temps organisés par des associations, qui forment à la construction de maisons en paille.

La paille, un matériau isolant

La paille est un très bon isolant thermique. L’utiliser pour construire sa maison permet de réduire considérablement la facture de chauffage. Elle est aussi un excellent isolant phonique.

La paille, un matériau sain

La paille a pour caractéristique de ne pas dégager de fibres irritantes ni de composés toxiques. Les risques d’allergie sont donc nuls pour les habitants d’une maison en paille. D’autre part, la paille permet aux murs de respirer et d’assainir la maison. Et contrairement au foin, la paille ne se décompose pas.

Une bonne résistance au feu de la paille

Contrairement à ce que l’on pourrait imaginer, la paille offre une bonne résistance au feu à condition que les bottes utilisées soient correctement compactées.

Les inconvénients de la maison en paille

La maison en paille doit être isolée de l’humidité

L’inconvénient majeur de la paille est de craindre l’humidité. Tout au long du processus de construction d’une maison en paille, il est donc nécessaire de pouvoir stocker la paille bien au sec. Les travaux de construction doivent être réalisés seulement par beau temps, sans pluie. Il est également indispensable de prévoir des fondations qui évitent toutes les remontées d’eau. Enfin, pour protéger la maison en paille de l’humidité, une avancée de toit d’au moins 50 cm doit être réalisée.

Encore peu de concepteurs de maisons en paille

Si vous ne vous sentez pas l’âme d’un écoconstructeur, il n’est malheureusement pas encore facile de trouver des entreprises spécialisées dans la construction de maisons en paille, même si cette technique commence à se développer. Seulement quelques centaines d’entreprises sont certifiées « Pro-Paille » (certification reconnue pour cette forme de construction) . Cependant, des règles professionnelles de construction en paille, rédigées par le Réseau français de la construction paille (RFCP), ont récemment été acceptées par l’Agence qualité construction (AQC). Ces règles stipulent que la paille devient un matériau de construction à part entière en entrant dans le champ des travaux de technique courante.

Source : https://jardinage.lemonde.fr/dossier-1372-maison-paille.html

Les inconvénients de la maison en paille

• Dépend de la production de la paille et du marché agricole
• Largueur des parois (env. 45cm)
• Image de la paille (3 petits cochons, rongeurs, incendient…)
• Sécurité chantier incendie
• Temps de mise en œuvre
• Manque de visibilité actuel (peu ou pas de bâtiment public)
• Durée d’enduisage long, lourd, cher
• Prix main d’œuvre
• Peu de professionnels (lacunes de formation)
• Difficile à mettre en œuvre en rénovation
• Dimensions non standards

La barbotine de terre

Enduit, composé principalement de terre (généralement locale) et d’eau, placé sur la face intérieure des ballots de pailles pour les rendre ignifuges.

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2.2.3.3 Construction en chanvre

Le bloc de chanvre est un produit de maçonnerie collée non porteur destiné à la réalisation d’enveloppes, de parois de séparation et de contre-cloisons isolantes, saines et naturelles.

Très polyvalent, il est utilisé tant pour de nouvelles constructions que des rénovations, qu’il s’agisse de projets unifamiliaux, collectifs ou tertiaires.

Le bloc de chanvre est adapté à la construction de maisons résidentielles, au doublage de murs existants par l’intérieur ou par l’extérieur, ainsi qu’au compartimentage industriel et d’appartements.

Il permet d’atteindre les standards basse énergie, très basse énergie et passifs.

Il possède un agrément technique et bénéficie de toutes les certifications nécessaires suivant les normes européennes en vigueur.

https://www.isohemp.com/fr/blocs-de-chanvre-pour-constructions-en-poteaux-poutres-beton

Régulation thermique

Le bloc de chanvre régule naturellement la température du bâtiment grâce à son excellente capacité à diffuser la chaleur accumulée. Ce bloc isolant à grande inertie protège :

• du froid en hiver en maintenant la chaleur plus longtemps dans la maison

• du chaud en été en évitant la surchauffe de l’habitat.

Véritable tampon thermique, il préserve une température intérieure constante et réduit significativement l’impact des variations de chaleur entre le jour et la nuit.

Régulation de l’humidité

Grâce à sa grande perméabilité à la vapeur d’eau, le bloc de chanvre joue le rôle de tampon hydrique et offre un climat intérieur constant et sain pour les occupants du bâtiment. Le taux d’humidité relative est ainsi stabilisé (de 50 % à 55 %).

Ses utilisations :

Rénovation et isolation de bâtiments anciens, vieux murs en briques ou humides Rénovation intérieure pour isoler des murs dans lesquels les planchers en bois viennent s’appuyer, éviter tout problème de condensation entre l’interface des matériaux et garantir une excellente conservation du bâtiment existant

Régulation de l’humidité dans des projets tertiaires où les variations du taux d’humidité sont importantes : pièces pour archives, musées, salles de sport, piscines…

Isolation acoustique

Les bruits extérieurs et ambiants seront nettement diminués. En termes d’isolation phonique, le bloc de chanvre agit comme un véritable piège à son et permet d’amortir la majorité des ondes acoustiques en protégeant ainsi de la pollution sonore.

Protection et résistance au feu

Le bloc de chanvre répond aux normes en vigueur et apporte une solution simple et efficace à la problématique de chantier, aussi bien pour des bâtiments industriels ou collectifs (crèches, écoles…) que des habitations. Avec une excellente réaction au feu (classe A1 pour le bloc enduit), il offre jusqu’à plus de 2h de résistance au feu en fonction de la finition et de l’épaisseur du bloc utilisé.

Qualités sanitaires et environnementales

Le bloc de chanvre répond aux exigences les plus strictes de développement durable : il est fabriqué selon un processus très peu énergivore, à partir de matériaux 100 % naturels (chaux et chanvre) et issus de filières locales. Construire ou rénover sa maison avec des blocs de chanvre permet de stocker durablement plus de 2 tonnes de CO2 contenu dans l’air. Un bilan carbone très positif.

Source : Isohemp