ALAN D. FREAS
ALAN D. FREAS est le chef de la recherche sur les produits en bois massif au Solid Wood Products Research, Forest Products Laboratory, USDA, Madison, Wisconsin, Etats-Unis. Le rapport a été préparé à partir des notes documentaires citées à la fin.
Sous une forme ou une autre, le bois a toujours été un des principaux matériaux de construction. Dès que l'homme a quitté l'abri naturel des cavernes pour construire un gîte là où il le désirait, le matériau le plus universellement disponible était en fait le bois.
Bien entendu, les formes d'utilisation du bois ont varié dans le temps et dans l'espace. Les constructions en rondins étaient répandues dans beaucoup de régions; et des supports faits de perches, recouverts de peaux, de tissus ou de feuilles ont été utilisés par différentes populations, nomades en particulier, parce que aisément transportables.
De même que l'homme, l'utilisation du bois pour la construction des habitations a évolué. L'homme moderne utilise encore, dans certaines régions, de grandes quantités de bois pour le logement, mais, grâce au progrès technologique, le bois est aujourd'hui disponible sous des formes très diverses. En outre, l'élargissement considérable des connaissances scientifiques rend plus efficaces les constructions elles-mêmes, et aussi la protection contre la chaleur et le froid, et contre les éléments destructeurs tels que le feu, les champignons, les insectes et les intempéries.
On s'efforce ici de donner un large aperçu des formes modernes d'utilisation du bois, susceptibles d'être adaptées aux conditions locales.
L'EMPLOI DU BOIS EST PLUS OU MOINS RÉPANDU
Pour une raison ou une autre, l'importance de l'utilisation du bois varie grandement d'une région à une autre. Blomquist (15), dans un rapport destiné à une conférence parrainée par l'Organisation des Nations Unies pour le développement industriel, a proposé plusieurs explications.
II note que, dans beaucoup de pays, on redoute l'action des champignons et des insectes à laquelle certaines essences sont vulnérables. Un traitement: avec des produits de préservation et des aménagements spéciaux peuvent atténuer le risque, mais on n'a pas toujours les moyens (et les connaissances nécessaires) pour utiliser ces produits.
Dans certaines régions, l'utilisation de feux ouverts pour la cuisine et le chauffage introduit un risque d'incendie qui est préjudiciable à l'emploi du bois.
Blomquist remarque également que, si nombre de pays en développement sont largement pourvus en bois, l'insuffisance des connaissances pose souvent des problèmes pour le choix des essences et leur emploi.
La tradition, dont ne parle pas Blomquist, joue assurément un rôle. Dans de nombreux cas, la maçonnerie est le matériau accepté pour l'habitation, et l'utilisation du bois est considérée avec plus ou moins de défaveur.
Ces aspects, ainsi que d'autres qui tendent à militer contre l'emploi du bois, sont traités en détail dans la section 4.
UTILISATION DU BOIS AUX ETATS-UNIS ET AU CANADA
L'importance de l'emploi du bois dans l'habitation varie sensiblement selon les régions. La maison en bois est probablement beaucoup plus répandue au Canada et aux Etats-Unis que dans toute autre région comparable. Les pratiques de construction des maisons dans ces pays ont donc largement inspiré l'auteur.
Les méthodes canadiennes et américaines ne peuvent pas toujours être transplantées telles quelles dans d'autres régions. Elles couvrent cependant toute une gamme de conditions climatiques et fournissent une base pour l'adaptation à des régions spécifiques, et cette section passe en revue les techniques d'emploi du bois et des matériaux à base de bois qui ont donné satisfaction dans ces pays.
Aux Etats-Unis, une moyenne de 1 à 1,5 million de nouvelles unités d'habitation sont construites chaque année. Bien qu'une proportion croissante soit constituée d'immeubles - plus ou moins hauts - plus de la moitié sont des maisons individuelles. La plupart d'entre elles sont à ossature de bois, ainsi que beaucoup des immeubles de faible hauteur. Une bonne partie sont construites sur le chantier: c'est-à-dire que la plupart des éléments sont assemblés sur place. Un pourcentage croissant, cependant, utilise la préfabrication à un certain degré. Même dans le cas d'unités construites sur le chantier, par exemple, l'utilisation de fermes de charpente préfabriquées est de plus en plus répandue.
Les unités d'habitation fabriquées en usine prennent aussi de plus en plus d'importance. Une estimation récente indiquait que près de la moitié des unités à construire chaque année sera bientôt fabriquée en usine, dont une partie substantielle sous la forme de maisons mobiles. L'utilisation d'unités modulaires (tridimensionnelles) est limitée en raison des problèmes de transport et d'érection. La meilleure solution consiste à utiliser des maisons mobiles d'une demi-largeur qui sont assemblées sur place.
Un rapport du U.S. Forest Service (17) souligne l'ampleur du marché qu'offre aux produits à base de bois la construction résidentielle. Il note que les activités de construction comptent pour environ les trois quarts du bois et du contre-plaqué consommé annuellement aux Etats-Unis. La totalité ne sert évidemment pas uniquement à la construction d'habitations, mais environ les trois quarts du bois de construction sont utilisés dans la construction neuve ou dans la réparation d'unités d'habitation, et aussi la moitié environ du contre-plaqué et des quantités importantes de panneaux de fibres, de panneaux durs et de panneaux de particules.
La consommation totale en 1962 et les prévisions pour 1970 sont les suivantes:
|
|
1962 |
1970 |
|
Bois (millions de mètres cubes) |
32,9 |
34,0 |
|
Contre-plaqué (millions de mètres cubes) |
3,7 |
4,6 |
|
Panneaux de construction (panneaux isolants, panneaux durs, panneaux de particules) (millions de mètres carrés) |
153,4 |
185 |
Aux Etats-Unis, la maison type a une ossature porteuse (plancher, toit et mur) en bois d'une épaisseur nominale de 2 pouces, communément appelée «bois de dimension». L'ossature compte pour environ deux tiers de ce bois, le reste allant aux parquets, aux revêtements extérieurs, etc. En 1968, une maison seulement sur dix avait des murs en maçonnerie, les autres étant à ossature de bois (25).
Pour certaines applications, l'emploi du bois est largement dépassé par les produits en panneau. Par exemple, les sous-planchers et les revêtements de murs et de toiture étaient habituellement construits en bois, mais le contre-plaqué est maintenant utilisé de plus en plus pour les sous-planchers et les sous-toitures, et le contre-plaqué et le panneau de fibres pour les revêtements des murs.
Les surfaces extérieures en bois, habituellement des parements à clin (bois massif), étaient traditionnelles jusqu'à ces dernières années. D'autres matériaux à base de bois, comprenant le contre-plaqué et le panneau dur, deviennent plus importants, mais les matériaux autres que le bois prennent maintenant une assez grande part du marché.
Les parquets à lames en feuillus comptent pour environ la moitié des matériaux de revêtement de sol. L'emploi d'autres matériaux, incluant les dalles flexibles et les moquettes, se développe, notamment dans les maisons construites sur une dalle de béton.
L'utilisation du panneau de particules augmente, particulièrement comme sous-couche pour les revêtements de sol flexibles et les moquettes, et comme âme des tables de travail et des placards.
Aux Etats-Unis, la couverture traditionnelle des toits est le bardeau d'asphalte, principalement parce qu'il bénéficie d'un avantage du point de vue des classements de résistance au feu. Les bardeaux d'asphalte sont en bois pour une grande part puisque le feutre dont ils sont faits est à base de bois. Les bardeaux de bois et les bardeaux de bois fendu sont utilisés en certaine quantité, et le seront probablement bien davantage dès que des méthodes améliorées seront mises au point pour leur conférer une résistance au feu.
La construction à ossature de bois aux Etats-Unis est décrite en détail dans le manuel abondamment illustré d'Anderson (10). Il présente les principes de base de la construction de la maison à ossature de bois et est conçu pour servir de guide à ceux qui manquent d'expérience.
PROGRÈS RÉCENTS
On décrira ici brièvement un certain nombre de progrès récents réalisés dans le domaine de l'habitation au U.S. Forest Products Laboratory. Pour plus de détails, on se reportera aux ouvrages cités en référence.
Maison Nu-Frame. Le U.S. Forest Products Laboratory recherche continuellement de nouvelles façons d'utiliser le bois et les matériaux à base de bois avec une plus grande efficacité de construction. Parfois, des maisons ou d'autres structures ont été érigées pour démontrer les performances potentielles de ces procédés. Très récemment, le procédé Nu-Frame a été mis au point en réponse aux objectifs de recherche visant à résoudre divers problèmes: trop de planches de deuxième choix restaient inutilisées; le coût de la main-d'œuvre pour la construction sur le chantier augmentait rapidement; l'habillage d'une maison nécessitait trop d'opérations différentes et prenait trop de temps; des éléments préfinis ou à double emploi pouvaient présenter des avantages de construction, et les colles devaient fournir une rigidité accrue et procurer une facilité de construction.
Ce système d'ossature original est basé sur cinq éléments illustrés à la figure 1. Le système d'ossature des murs utilise des montants de 2 x 4 pouces en bois de deuxième choix, placés à plat de part et d'autre d'un diaphragme de panneau de fibres qui sert de raidisseur et d'isolant thermique et phonique. Un élément de revêtement mural intérieur utilise un panneau de plâtre. Comme l'élément est prévu pour une portée de 4 pieds, il est renforcé par des planches de 1 pouce collées au panneau de plâtre. Un troisième élément, la ferme, est conçu pour être posé à des intervalles de 4 pieds. La construction présente de nombreux avantages pour la fabrication et le transport. Les revêtements extérieurs pour les murs et le toit sont une combinaison de matériaux conçus pour ne nécessiter qu'une seule couche au lieu des deux normalement utilisées.
FIGURE 1. - Eléments constitutifs du système Nu-Frame
Bardage extérieur
Planche revêtue de plastique pour la couverture du toit
Dans le système Nu-Frame, on colle une quantité considérable de matériaux de revêtement de surface, à l'extérieur et à l'intérieur, à l'aide de colles mastic. Cela réduit énormément le nombre d'organes de liaison mécaniques, principalement les clous, nécessaires pour le montage. Une maison prototype, érigée sur le terrain du laboratoire, n'a nécessité qu'environ 5 800 organes de liaison mécaniques, contre 30 000 et plus dans la construction traditionnelle. Anderson décrit la mise au point du système et la construction du prototype.
Plans de maisons bon marché. Répondant à une demande de maisons économiques mais solides, et de façon à atténuer la crise du logement américaine pour les familles à faible revenu, le U.S. Forest Service a mis au point une série de plans de maisons de différents styles et dimensions. Elles comportent tous les aménagements nécessaires pour des familles jusqu'à 12 enfants et sont principalement destinées à des sites ruraux. Ces conceptions sont décrites brièvement dans Designs for low-cost wood homes (12).
Des économies ont été réalisées grâce à la simplicité de la conception, à la prescription de matériaux en bois économiques mais durables, et à l'emploi non conventionnel de nouveaux matériaux, de nouveaux systèmes et de nouvelles utilisations du bois et des produits à baise de bois. Le fait que ces maisons soient bon marché ne signifie pas qu'elles utilisent des matériaux ou des méthodes de construction de deuxième catégorie. La résistance, la sécurité et la durabilité n'ont pas été sacrifiées.
Dans de nombreux cas, la construction et des matériaux sont conventionnels. Ces maisons peuvent ainsi être construites par un petit entrepreneur utilisant des matériaux facilement disponibles. Dans de nombreux cas, également, le propriétaire peut vouloir exécuter lui même une partie du travail. C'est pourquoi un manuel abondamment illustré a été préparé pour aider l'entrepreneur ou le propriétaire (9).
UTILISATION DU BOIS DANS D'AUTRES PAYS
II est difficile d'obtenir des informations sur les bois destinés à l'habitation dans les pays en développement. Blomquist (15) a résumé des informations, en provenance d'un petit nombre de régions, qui montrent que l'emploi du bois n'est pas très développe.
A Papua et en Nouvelle-Guinée, par exemple, l'habitation typique des indigènes est basée sur des perches ou des poteaux verticaux avec une ossature de plancher et de toit en bois rond assemblée à des surfaces plates ménagées sur les poteaux et maintenue par des lianes ou d'autres fixations similaires. Cela ressemble ainsi aux systèmes d'ossature à poteaux nord-américains. Dans certains cas, une ferme de bois rond, occasionnellement de sciages, est utilisée pour le support du toit. Des bois ronds de faible diamètre relient les fermes, avec du chaume ou d'autres matières naturelles utilisées comme couverture de toit. Le bambou ou d'autres matériaux similaires peuvent être utilisés pour les murs. Des sciages peuvent être utilisés pour les portes et les fermetures des fenêtres.
La construction traditionnelle aux Philippines utilise la méthode avec poteaux et poutres; des constructions du type à poteaux sont utilisées dans certains cas. Les fermes du toit sont habituellement en bois avec des éléments en acier utilisés pour supporter les charges de traction. Des fermes en bois clouées ou assemblées par des plaques d'assemblage métalliques font leur apparition. Quelques parquets de bois sont utilisés, et les revêtements extérieurs en bois pour les murs deviennent de plus en plus populaires. Les revêtements intérieurs sont couramment en panneau de fibres et en contre-plaqué, et les fenêtres préfabriquées en bois sont largement utilisées.
L'Afrique du Sud utilise relativement peu de bois dans les habitations, mais les progrès réalisés par le Timber Research Unit, South African Council for Scientific and Industrial Research, laissent prévoir une augmentation de l'emploi du bois. Un plan réalisé récemment par le Timber Research Unit comporte une ossature en bois traité avec des produits de préservation, ainsi que des parements extérieurs en bois.
En Inde, les maisons ont généralement des murs en maçonnerie et des planchers en matériaux autres que le bois, mais les systèmes de toit en bois sont très répandus. L'institut de recherches forestières a mis au point une série de systèmes de fermes qui utilisent, pour leurs éléments les plus petits, des essences indigènes secondaires pour diminuer le recours aux cinq ou six essences les plus appréciées.
En Amérique du Nord, les premières habitations étaient construites en rondins, mais l'apparition des scieries a fait comprendre que les grumes pouvaient être débitées en bois d'oeuvre. Par la suite, les abondantes ressources en bois et la facilité relative avec laquelle il pouvait être débité ont permis à la maison à ossature de bois, avec parement extérieur en bois, de devenir la construction d'habitation type en Amérique du Nord. Ce type de construction reste le plus courant de nos jours, avec des modifications résultant de l'apparition de nouveaux matériaux tels que le contre-plaqué et le panneau de fibres.
TYPES ET CHOIX DES BOIS
La pièce de bois la plus importante dans la construction des maisons est appelée «bois de dimension», et est utilisée principalement pour l'ossature de la maison. Elle a généralement 2 pouces d'épaisseur nominale et différentes largeurs selon son emploi comme montant, solive de plancher, chevron de toit, etc.
Les planches, généralement d'une épaisseur nominale de 1 pouce, sont actuellement peu utilisées, sauf pour quelques éléments de garniture tels que les revêtements sous les avancées de toit, les planches cornières et les porches. Elles fournissent également la matière première pour le bois façonné pour les moulures, les parements et l'habillage extérieur.
Les descriptions complètes des différentes pièces de bois sont données dans American Softwood Lumber Standard (30). Cette norme fixe les limites des dimensions finies, le degré d'humidité, les caractéristiques fondamentales de classement et les méthodes de calcul des valeurs des charges admissibles et du module d'élasticité. Les descriptions détaillées des choix sont données par les règles de classement publiées par les associations professionnelles régionales.
TYPES D'OSSATURE
Une méthode appelée «ossature à claire-voie» a été utilisée dans une certaine mesure. Dans ce type de construction, les montants du mur sont continus de la semelle au bord du toit. Les solives du premier étage sont supportées par une bande d'acier placée dans la partie intérieure des montants. Cette construction réduit les variations dimensionnelles sur la hauteur du mur et est donc préférée lorsque le revêtement extérieur est en maçonnerie.
Un type de construction plus courant est appelé «ossature à plate-forme» (platform framing) [figure 2], dans lequel le sous-plancher s'étend jusqu'aux extrémités extérieures du bâtiment et fournit une plate-forme sur laquelle sont construits les murs extérieurs et les cloisons intérieures. Cette formule facilite le montage car elle permet de disposer d'une surface pour travailler à chaque niveau de plancher. Elle s'adapte à des méthodes de préfabrication variées et permet d'assembler l'ossature des murs sur le plancher avant de les relever pour les mettre en place.
La méthode «madrier et poutre» (plank and beam) [figure 3], qui est parfois utilisée pour la construction résidentielle, est une adaptation du système lourd en bois. Des poutres de dimensions appropriées sont supportées par des poteaux espacés jusqu'à 8 pieds et revêtus de madriers ou d'un platelage assemblé par rainures et languettes.
FIGURE 2. - Ossature en plate-forme classique.
UTILISATION DU BOIS DANS L'HABITATION
Ossature de la maison
L'ossature conventionnelle utilise le bois de dimension de 2 pouces pour les semelles, sablières, entretoises, solives, montants et chevrons ou fermes à chevrons. Le plancher se compose de solives de plancher d'une largeur déterminée par la portée et supportées par les fondations ou par un poutre intermédiaire. Les solives sont recouvertes d'un sous-plancher pour obtenir une plate-forme de travail pour les opérations ultérieures.
FIGURE 3. - Ossature à madriers et poutres pour une maison à 1 niveau.
Les murs sont généralement fabriqués de montants de 2 x 4 pouces fixés à une lisse basse, ou semelle, au niveau du sol et à une sablière. Les supports, à l'endroit des ouvertures pour les fenêtres et les portes, sont assurés par un potelet (habituellement en bois; de dimension de 2 pouces de la largeur appropriée).
L'ossature du toit comportait habituellement des chevrons de toit supportés par les murs et réunis au centre à la faîtière (figure 4). Les chevrons sent cloués aux solives du plafond. Cette construction est maintenant souvent supplantée par des fermes légères (fermes à chevrons) réalisées avec du bois de dimension L'utilisation des fermes à chevrons simplifie la construction car elles peuvent être mises en place comme un élément unitaire et ne nécessitent pas de murs intérieurs pour supporter les solives du plafond.
FIGURE 4. - Ossature à chevrons classique.
Revêtements
Le revêtement des murs, la sous-toiture et le sous-plancher sont destinés à renforcer les murs et à fournir une base de clouage pour les couvertures ou revêtements extérieurs. Dans le passé, le revêtement était couramment composé de planches de 1 pouce posées soit diagonalement, soit à angle droit par rapport aux éléments d'ossature. Lorsqu'il est posé en diagonale, le revêtement de planches confère une très grande rigidité et, par conséquent, une résistance aux ouragans et aux séismes.
Après la seconde guerre mondiale, les panneaux de construction de contre-plaqué et de fibres ont commencé à remplacer les revêtements et sous-planchers de bois. Actuellement, la maison traditionnelle comporte une ossature de sciages avec une sous-toiture et un sous-plancher de contre-plaqué, et avec un revêtement mural fie panneau de fibres ou une combinaison de panneau de fibres et de contre-plaqué.
Menuiserie de finition
Bien que les changements de style aient éliminé ou réduit l'emploi de quelques éléments de finition en bois, les sciages sont toujours abondamment utilisés pour la garniture extérieure et intérieure, la menuiserie de finition et les parquets. Entrent dans cette catégorie les bardeaux, les revêtements d'avancées de toit, les planches cornières, les porches, les planchéiages et les parements de bois.
II n'existe probablement aucun autre matériau de recouvrement qui offre la variété de formes et de textures des sciages. Le parement à clin horizontal est peut-être le plus courant, mais d'autres arrangements à la fois horizontaux et verticaux sont utilisés.
Les dernières statistiques (25) indiquent que l'emploi du parement en bois (dans les maisons garanties par la Federal Housing Administration) a diminué d'environ 12 pour cent en 1959 à 5 pour cent en 1968, avec une augmentation de l'emploi des parements en contre-plaqué, en panneaux de fibres et en autres matériaux que le bois. Une amélioration soutenue des produits de finition extérieure peut renverser cette tendance.
Toitures en bois
Aux Etats-Unis, les bardeaux d'asphalte constituent de loin la couverture de toit la plus courante. Les statistiques disponibles ne font état que d'une utilisation limitée des bardeaux de bois sciés ou fendus. La mise au point de traitements ignifuges appropriés pourrait favoriser l'emploi des bardeaux de bois. Les bardeaux de bois sciés ou fendus offrent non seulement un attrait esthétique, mais encore présentent de meilleures qualités d'isolation et réduisent ainsi les frais de chauffage et de conditionnement de l'air.
Lambris
Dans les maisons actuelles, on n'utilise plus qu'une quantité minime de sciages pour les lambris. Le coût plus faible et la plus grande facilité de manutention et de pose du contre-plaqué sont responsables de ce changement. La fourniture de lambris sciés, en épaisseurs plus faibles que le lambris standard de ¾ de pouce et en largeurs plus grandes, pourrait développer cette utilisation.
Menuiseries et parquets
Les sciages fournissent la matière première de base des fenêtres, des placards et des parquets. Le bois continue à bien tenir sa position. Cependant, les dalles résilientes et les moquettes sont de plus en plus appréciées comme revêtements de sol au détriment du bois.
Des observations sur l'emploi du bois pour les menuiseries et les parquets sont données plus loin.
NOUVEAUX PROGRÈS
Dimensions du bois
Historiquement, il semble que les dimensions des sections des bois sciés utilisés dans la construction des maisons découlent de la pratique du sciage et de la refente des noyaux en accroissements égaux de 2 pouces. Les dimensions finies ont subi une évolution considérable par rapport aux dimensions nominales avec le dernier American Softwood Lumber Standard (30), premier à traiter, de façon explicite, du problème du retrait et de la disparité entre les dimensions du bois vert façonné et celles qui prévalent après une certaine durée d'utilisation. C'est ainsi que cette norme spécifie les dimensions finies des bois verts façonnés et des bois secs façonnés. La comparaison entre les anciennes dimensions du bois d'ossature de 2 pouces et les dimensions de la norme PS 20-70 peut être résumée comme suit (dimensions en pouces):
|
Référence nominale |
Anciennes dimensions (vert ou sec) |
Nouvelles dimensions |
|
2 x 4 |
1 5/8 x 3 5/8 |
1 ½ x 3 ½ |
|
2 x 6 |
1 5/8 x 5 ½ |
1 ½ x 5 ½ |
|
2 x 8 |
1 5/8 x 7 ½ |
1 ½ x 7 ¼ |
|
2 x 10 |
1 5/8 x 9 ½ |
1 ½ x 9 ¼ |
|
2 x 12 |
1 5/8 x 11 ½ |
1 ½ x 11 ¼ |
Charges admissibles
La norme en vigueur pour les bois résineux spécifie que lorsque des charges admissibles doivent être prescrites, elles doivent être calculées conformément aux normes techniquement appropriées. Parmi celles-ci, les normes D 2555 et D 245 de la American Society for Testing and Materials sont les principales. Elles sont constamment révisées.
Critères de conception
Les critères de conception, en matière de charges des planchers, murs extérieurs et toitures indiquées par les codes du bâtiment et les normes de construction, ont parfois été considérés comme des limitations à une utilisation plus efficace de l'ossature en bois pour la construction des maisons. C'est-à-dire qu'ils ont été jugés anormalement conservateurs par rapport aux méthodes d'analyse structurale. Des essais grandeur nature ont révélé un comportement supérieur à celui prévu selon les critères de conception classiques (19). Sur cette base, les représentants des codes types du bâtiment des Etats-Unis (Federal Housing Administration, National Association of Home Builders et les industries des produits forestiers) se sont réunis et ont mis au point de nouveaux critères unifiés de conception. Les critères, indiqués au tableau 1, ont été incorporés au nouveau code national du bâtiment relatif aux habitations pour une ou deux familles, et aux normes de la Federal Housing Administration. On peut se procurer des tables de portées simplifiées basées sur les nouveaux critères.
Coordination modulaire
Le système Unicom, mis au point grâce à des études financées par la National Forest Products Association, représente un progrès en coordination modulaire pour l'emploi le plus efficace du bois. A l'aide d'un module de 4 pouces et d'un espacement de 16 ou 24 pouces, le concepteur de la maison dispose d'une complète souplesse de conception, et le constructeur ou le fabricant d'éléments utilise des matériaux normalisés avec le minimum de déchets. Outre les économies résultant d'une conception normalisée et d'une discipline de fabrication, le système élimine également les entretoises entre les solives de plancher, le doublage des chevêtres sous les cloisons parallèles, le calage entre les poteaux, et autres particularises qui apportent peu à la solidité de la structure. Dans deux projets d'habitation analysés, il a été rapporté que l'emploi du système Unicom a permis des économies de 63 000 dollars pour l'un des projets (250 maisons) et de 20 600 dollars pour l'autre (23).
TABLEAU 1. - CRITÈRES DE CONCEPTION POUR LES PLANCHERS, PLAFONDS ET TOITS EN BOIS
|
|
Flexion 1 |
Poids mort ² |
Surcharge |
Poids total |
|
|
Livres par pied carré |
|||
|
Planchers-lourds |
360 |
40 |
10 |
50 |
|
Planchers-légers ³ |
360 |
30 |
10 |
40 |
|
Solives de plafond (stockage limité dans le grenier) |
240 |
20 |
10 |
30 |
|
Solives de plafond (pas de stockage dans le grenier) |
240 |
10 |
5 |
15 |
|
Solives de toiture à faible pente supportant le plafond 4 |
240 |
20 |
15 |
35 |
|
|
5 (30) |
(15) |
(45) |
|
|
|
(40) |
(15) |
(55) |
|
|
Solives de toiture à faible pente ne supportant pas le plafond |
240 |
20 |
10 |
30 |
|
|
(30) |
(10) |
(40) |
|
|
|
(40) |
(10) |
(50) |
|
|
Chevrons-toiture lourde |
180 |
20 |
15 |
35 |
|
|
(30) |
15 |
(45) |
|
|
|
(40) |
15 |
(55) |
|
|
Chevrons-toiture légère |
180 |
20 |
7 |
27 |
|
|
(30) |
7 |
(37) |
|
|
|
(40) |
7 |
(47) |
|
1 Portées divisées par le nombre indiqué. Pour les plafonds en plâtre, utiliser 1/360 dans tous les cas. - ² Poids mort utilisé seulement pour le calcul des portées basées sur la flexion. - ³ Planchers de grenier et chambres à coucher. - 4 Egalement chevrons supportant le plafond. - 5 Les charges entre parenthèses sont des charges à utiliser pour tenir compte des conditions climatiques.
Système de plancher surbaissé
L'emploi croissant de fondations par dalle de béton, qui a commencé au début des années cinquante et s'est stabilisé pendant les 10 dernières années à environ 43 pour cent de l'ensemble des maisons individuelles, a permis une importante réduction du volume de bois et de produits à base de bois utilisé pour la construction du plancher.
La construction conventionnelle du plancher en bois sur un vide sanitaire: place le niveau du plancher bien au-dessus de celui du sol. Pour combiner les avantages d'une silhouette basse, des coûts de construction inférieurs d'une dalle de béton, et du confort et de l'aspect d'un plancher en bois, on a mis au point un système de plancher surbaissé (22).
Ce système surbaissé permet des portées plus courtes pour des bois de dimensions plus faibles au moyen de supports intermédiaires. Il utilise également l'étroit volume situé sous le plancher comme un plenum pour le chauffage et le conditionnement de l'air. Ce système de plancher apporte une solution pratique à base de bois pour les régions où les préférences du constructeur et du consommateur imposent une maison à silhouette basse.
Fondations en bois réalisables par tous les; temps
Les intempéries sont l'un des problèmes fréquemment cités par les constructeurs pour justifier le coût croissant de la construction. Dans de nombreuses régions du pays, des conditions météorologiques défavorables rendent difficiles ou impossibles l'excavation et la construction des fondations conventionnelles en maçonnerie. Un nouveau système de fondation en bois, praticable par tous les temps, a été mis au point pour surmonter cette difficulté. Ce système est le résultat de trois ans d'efforts entrepris par la National Association of Home Builders Research Foundation, la Federal Housing Administration, la Forest Products Marketing Branch du Forest Service, le American Wood Preservers Institute, et la National Forest Products Association. Il peut être mis en place en 9 heures de travail avec une économie de 250 dollars par maison, par rapport aux fondations conventionnelles en maçonnerie (7).
Le système de fondations en bois tous temps consiste en une ossature de bois avec des panneaux revêtus de contre-plaqué, traités sous pression contre les termites et la pourriture. Il fournit une habitation entièrement isolée du sol et permet au constructeur de maisons industrialisées de livrer en une seule fois une maison complète qui peut être totalement assemblée par des charpentiers.
Ce système, et la maison surbaissée qu'il entraîne, surmonte les principales déficiences des constructions a fondations conventionnelles pour les habitations destinées aux familles à revenus faibles ou moyens.
UTILISATIONS FUTURES DES SCIAGES DANS L'HABITATION
La construction conventionnelle de la maison à ossature de bois n'a pas varié, pendant des siècles. L'adoption très répandue de la ferme légère et des produits de revêtement en panneaux sont les seules modifications notables du système standard de solives, montants et chevrons couverts par des revêtements travaillants et des parements.
Etant donné que l'ossature de bois s'est révélée adaptée à la construction industrialisée, il semble peu probable que la tendance à la fabrication en usine modifie sensiblement le système d'ossature à revêtement travaillant. Une confirmation semble apportée par le fait que les nouvelles ossatures de maisons en acier et aluminium ont copié le système adopté pour le bois.
La fabrication en usine et la tendance croissante vers les bâtiments à modules tridimensionnels devraient mettre encore plus l'accent sur la réduction du poids de l'ossature de la maison. Les sciages, avec leur rapport poids-résistance favorable, peuvent être plus adaptés à de tels efforts que les ossatures métalliques.
Si des réductions ont été apportées aux dimensions normalisées des éléments en bois, ces modifications étaient basées sur chaque élément travaillant indépendamment. Cependant, l'essai de comportement en vraie grandeur a révélé que l'interaction des éléments et du revêtement dans la maison terminée ajoutait notablement à la résistance et à la rigidité du système. Un effort est actuellement entrepris pour mettre au point une procédure de calcul sûre qui tienne compte de cette interaction. Cette technique, combinée à des organes de liaison et des colles structurales améliorés, devrait permettre d'abaisser encore le coût des constructions à ossature de bois.
Les sciages seront de moins en moins employés pour les revêtements, mais le développement d'une procédure composite de conception et de meilleures méthodes d'assemblage favoriseront sans doute de nouvelles et plus efficaces utilisations du bois en planches pour la réalisation d'ossatures porteuses.
Un système de construction basé sur l'emploi de poteaux en bois traité aux produits de préservation pour les fondations et l'ossature porteuse jouit d'une faveur croissante (figure 5). Si des poteaux ronds sont généralement utilisés, des sciages sont occasionnellement employés. Dans ces deux cas, ils sont encastrés dans le sol et servent d'éléments porteurs principaux de la structure. Ainsi, les poteaux remplissent deux fonctions fondamentales: celles de fondations et d'ossature supportant les éléments du plancher, les murs et la charpente du toit.
FIGURE 5. - La construction sur pilotis a été utilisée avec succès pour réduire le coût de l'habitation. Elle est particulièrement adaptée aux fanes de collines et terrains accidentés.
Des fondations conventionnelles ne sont pas nécessaires, ce qui simplifie les opérations de préparation du terrain et, plus important, réduit le bouleversement du sol et diminue les possibilités d'érosion. L'absence de bouleversement du sol diminue également la possibilité d'importants mouvements de terrain sur les fortes pentes. Ce type de construction est ainsi plus adapté aux régions accidentées que les constructions à fondations conventionnelles; si les poteaux sont bien encastrés dans le sol et tous les éléments parfaitement assemblés, il offre une bonne résistance dans les régions de grands vents, y compris celles où l'action des vagues peut accompagner celle des vents (2, 5, 11, 26).
TRAITEMENT DE PRÉSERVATION
La construction sur poteaux dépend de l'aptitude des poteaux à résister aux dégradations des organismes destructeurs du bois tels que les champignons et les insectes vivant dans le sol où ils sont encastrés. Puisque même l'aubier des essences de bois résistantes a peu de durabilité, les poteaux devraient recevoir un traitement de préservation pour assurer une longue durée d'utilisation.
Les poteaux ronds sont plus courants dans la construction des maisons, bien que des éléments rectangulaires soient parfois utilisés pour l'ossature, par souci de simplification. Les éléments rectangulaires nécessitent un plus grand soin lors du traitement, car l'aubier est souvent partiellement ou complètement enlevé et le bois de cœur de nombreuses essences est difficile à traiter.
Le traitement du bois pour le protéger des organismes destructeurs est bien au point, et les produits chimiques et les procédés de traitement sont bien connus et sont décrits par un grand nombre d'auteurs, parmi lesquels (4) et (7). La description détaillée des produits chimiques et des procédés n'entre pas dans le sujet de cet article. Les procédés sous pression sont les plus courants, bien que d'autres procédés puissent être utilisés. Le choix du produit chimique de préservation dépend d'une variété de facteurs, mais l'aptitude à la peinture, l'absence d'odeur, ainsi que la durabilité et l'efficacité sont des facteurs importants. Les réglementations gouvernementales peuvent, dans certaines régions, limiter ou proscrire leur emploi et ces réglementations doivent être consultées avant de faire son choix.
CONCEPTION DE LA STRUCTURE
La conception d'une maison sur poteaux n'implique aucune mesure extraordinaire, sauf en ce qui concerne les caractéristiques du sol affectant la profondeur d'encastrement des poteaux, et la force portante du sol. Dans les régions où il y a un risque d'ouragans, il faut apporter une attention particulière aux liaisons entre les éléments et entre les différents éléments et les poteaux. Les caractéristiques de conception sont traitées en (4) et (5).
CONSTRUCTION
Fondations
L'un des avantages de la construction sur poteaux, sur les terrains en pente, est que le risque d'érosion est moindre par rapport aux fondations qui exigent une importante excavation. Toutefois, en préparant les trous pour l'encastrement des poteaux il faut éviter de trop remuer le sol. Bien que les trous puissent être creusés à la main, une foreuse est plus rapide si l'équipement est disponible et si les lieux s'y prêtent.
La figure 6 illustre différentes méthodes d'encastrement des poteaux. Dans certains types de sol, le remblayage avec la terre enlevée donne satisfaction. Lorsque cela n'est pas possible, en raison du manque de portance, le remblayage peut être réalisé avec du sable ou du gravier, ou avec un mélange de terre et de ciment. Le mélange terre-ciment peut être particulièrement important dans les pays en développement où les méthodes «aide-toi toi-même» seraient appropriées.
Lorsque la résistance du sol ne permet pas de supporter les charges imposées, il peut être nécessaire de prévoir une semelle de béton au fond du trou pour obtenir une surface portante plus grande que celle de la base du poteau seul. Les semelles peuvent être coulées en place ou préfabriquées et placées à la base des trous. Le remblayage peut être exécuté comme indiqué ci-dessus ou, pour les trous peu profonds ou pour certains types de sol, il peut être recommandé de remblayer autour du poteau avec du béton.
Avant le remblayage, il est nécessaire de placer les poteaux exactement et de les plomber. Il peut être recommandé de fixer une partie de l'ossature et de vérifier le carré et l'aplomb de toute la structure avant de remblayer, surtout si on utilise du béton.
Poutres supports
Trois systèmes courants de fixation des poutres supports sont illustrés à la figure 7. Des boulons et des crampons sont communément utilisés pour l'assemblage des poutres de plancher aux poteaux, en raison des charges élevées imposées par les planchers, tandis que les clous conviennent pour la fixation des poutres du toit. Les éléments pour la conception des fixations sont donnés en (24) et (29).
FIGURE 7. - Trois méthodes de fixation des poutres aux poteaux.
Les poutres en sciages pour supporter les solives de plancher et l'ossature des murs sont fixées aux poteaux comme indiqué à la figure 8. Lorsque des solives sont utilisées, ou lorsque les poteaux sont coupés au niveau du plancher, les poutres doivent être également calculées pour supporter les charges du toit transmises par l'intermédiaire de l'ossature des murs. Normalement, cependant, la charpente du toit est supportée par les poutres de toit fixées au sommet des poteaux.
En pratique, les poutres supports sont fixées par paires, une de chaque côté du poteau. Lorsque les poutres, supports du plancher sont exposées aux intempéries, comme c'est souvent le cas, il est préférable de les traiter avec un produit de préservation.
Ossature des murs et des planchers
L'ossature conventionnelle est courante. Cependant, les solives de plancher sont généralement placées par dessus les poutres supports de plancher, ce qui pose quelques problèmes de fixation. Si le clouage oblique peut donner satisfaction dans de nombreux cas, des organes d'assemblage spéciaux pour solives (figure 8) sont recommandés lorsque les charges imposées par le vent sont élevées (26).
Pour simplifier la construction, l'ossature des murs est habituellement placée à l'intérieur de l'alignement des poteaux, ce qui laisse ces derniers exposés à l'extérieur (figure 5). Dans certains plans, les poteaux sont complètement ou partiellement apparents à l'intérieur de la maison. Cela complique la construction de l'ossature et la finition, et peut accroître substantiellement des frais de main-d'œuvre.
Charpente du toit
Dans la construction sur poteaux on rencontre trois types généraux de charpente. Le premier, qui pourrait être appelé «poteau et poutre», nécessite une rangée de poteaux au centre de la maison pour supporter la poutre faîtière à laquelle sont fixés les chevrons. Une disposition différente nécessite encore une rangée de poteaux au centre de la maison mais utilise des chevrons de grandes dimensions, plus largement espacés, auxquels des pannes sont fixées. On utilise plus communément une construction conventionnelle à chevrons ou à ferme légère.
CONSTRUCTION SUR POTEAUX COURTS
On utilise dans une certaine mesure, pour la construction des maisons, des poteaux courts se terminant au niveau du premier plancher, les poutres de plancher étant fixées à leur extrémité supérieure. Ces poteaux peuvent être mis en place comme il a été décrit précédemment. Cependant, au cours de ces dernières années, une technique, mise au point pour enfoncer les poteaux de barrières de sécurité pour les autoroutes (18), pourrait être utilisée pour l'encastrement des poteaux de fondations des maisons.
Un élément en bois collé peut être considéré comme un assemblage de parties unitaires (principalement du bois) collées ensemble à l'aide d'une colle pour remplir une fonction structurale particulière. Par exemple, un mur à revêtement travaillant ou un panneau de plancher constitué de revêtements en contre-plaqué collés à une ossature de bois répondent à cette définition, aussi bien qu'une poutre en bois lamellé-collé. Dans ce contexte, un élément composite sera considéré comme répondant à cette même définition á ceci près que certaines de ses parties peuvent être en matériaux autres que le bois. Par exemple, un panneau sandwich peut être composé de revêtements en contre-plaqué et d'une âme alvéolaire en papier ou en mousse plastique.
Ces éléments sont plus ou moins utilisés en construction depuis une trentaine d'années. L'expérience a montré que la fabrication en usine est presque toujours nécessaire pour assurer le contrôle approprié des dimensions, de la polymérisation de la colle, etc.
Un nombre croissant de bâtiments à ossature de bois utilisent des éléments préfabriqués tels que les fermes de charpente. La majorité de ces éléments préfabriqués ont été assemblés avec des organes d'assemblage mécaniques, mais les colles sont maintenant de plus en plus utilisées.
Les éléments collés sont employés, par exemple, pour les poutres caissons utilisées comme poutres de plancher sans appui intermédiaire ou comme poutres faîtières ou poutres d'ossature du toit (souvent laissées apparentes pour leur aspect), ou comme linteaux au-dessus d'ouvertures dans les murs. Les panneaux à revêtement travaillant et les panneaux sandwich ont été utilisés pour les planchers, les murs et les toits à la place de matériaux plus traditionnels.
POSSIBILITÉS
Avantages
Un élément collé préfabriqué offre certains avantages par rapport à la construction traditionnelle, et en premier lieu une rapidité de construction accrue par la réduction du travail sur le chantier. La rapidité de construction peut également être améliorée par la réduction des délais dus aux intempéries.
FIGURE 8. - Construction à poteaux continus et fermes avec une ossature plate-forme.
La fabrication en atelier peut fournir des éléments de qualité supérieure, avec un meilleur contrôle du degré d'humidité et, par conséquent, des dimensions de chaque pièce élémentaire. Un contrôle plus strict de la dimension des éléments peut également permettre un emploi plus efficace des matériaux.
L'isolation thermique peut être assurée dès la fabrication en atelier; dans les panneaux sandwich, elle est partie intégrante du complexe. De même, l'installation électrique, la plomberie et les systèmes mécaniques peuvent être incorporés.
Beaucoup de ces avantages de préfabrication s'appliquent aux éléments non collés. Le collage, cependant, développe généralement une plus grande proportion de possibilités structurales et peut donner un assemblage solide de façon permanente.
Limitations
La préfabrication collée a aussi ses limitations. Ainsi, l'usine et l'organisation de la production requièrent de gros investissements que justifie seulement la perspective d'un fort volume de ventes. Lorsque l'on considère les frais de transport et de montage des éléments préfabriqués, le coût terminé peut excéder celui d'une unité équivalente construite sur le chantier. Les cas individuels diffèrent tellement, cependant, qu'aucune règle générale ne peut être donnée et chaque cas doit être analysé séparément.
Les éléments non conventionnels ou non normalisés nécessitent une coordination soignée pour les constructeurs qui les assembleront sur le chantier, ainsi qu'un contrôle des dimensions pour assurer le bon assemblage des éléments livrés.
TYPES D'ÉLÉMENTS
Un grand nombre d'éléments sont utilisés principalement dans la construction à ossature légère, bien qu'ils trouvent quelques emplois dans la construction résidentielle ordinaire. Ils comprennent les bois lamellés-collés, les poutres caissons en contre-plaqué, les fermes, les panneaux à revêtement travaillant, et les panneaux sandwich.
Bois lamellés-collés
Les bois lamellés-collés sont constitués de couches de bois, dont la direction du fil est parallèle à la longueur de l'élément, collées à l'aide d'une colle rigide. Ils peuvent être droits ou courbes et de n'importe quelle longueur ou section.
Ces éléments aux emplois variés trouvent une application dans la construction résidentielle comme poutres de plancher ou de toit pour les longues portées. En général, ils sont limités aux résidences à prix relativement élevé.
Poutres caissons en contre-plaqué
Ces poutres caissons se composent d'une aile supérieure et d'une aile inférieure, en bois massif ou en bois lamellé-collé, réunies par une ou plusieurs âmes verticales en contre-plaqué, habituellement collées aux ailes. De tels éléments sont plus légers et plus efficaces que le bois massif, tout en avant une meilleure stabilité dimensionnelle.
Elles sont utilisées, à l'occasion, pour l'ossature des planchers et des toits, et, parfois, en petites dimensions comme linteaux au-dessus d'ouvertures comme les fenêtres ou les portes de garages.
Fermes
Les fermes légères sont couramment utilisées dans la construction aux Etats-Unis. Elles sont généralement placées à des espacements conventionnels de 16 ou 24 pouces et les panneaux de toiture et de plafond y sont directement fixés. Elles sont habituellement fabriquées avec du bois de dimension de 2 pouces et les éléments de la ferme sont assemblés avec des plaques métalliques, bien que des goussets collés soient également utilisés. Les fermes comportant des goussets de contre-plaqué de grandes dimensions, fermement collés, sont notablement plus solides que celles comportant des plaques métalliques légères parce que ces assemblages résistent à la rotation des éléments constitutifs de la ferme.
La plupart des fermes ne laissent pas de place pour le stockage dans le comble de la maison achevée. Avec une conception appropriée, cependant, un tel espace peut être ménagé.
Panneaux à revêtement travaillant
Un panneau à revêtement travaillant se compose d'un revêtement qui est collé d'un ou des deux cotés des éléments d'ossature, de telle sorte que toutes les parties agissent intégralement. Les revêtements résistent à la flexion et aux efforts directs, ajoutant ainsi à la capacité porteuse de l'ossature et permettant une réduction de ses dimensions. L'ossature résiste aux forces de cisaillement ainsi qu'à celles de flexion. La fixation des parois à l'ossature, à l'aide d'une colle, est le système le plus efficace, bien qu'une fixation mécanique puisse être utilisées.
Les parois du panneau peuvent être placées sur l'un ou sur les deux côtés de l'ossature. Les panneaux à une seule paroi facilitent l'installation des canalisations. Les panneaux à double paroi, cependant, sont plus efficaces, car les deux parois contribuent à la capacité de chargement.
Les panneaux à revêtement travaillant peuvent comporter un matelas d'isolation incorporé en usine. En raison de leur construction solide par ailleurs, il est courant de ménager des orifices d'aération à l'aide d'entailles ou de perçages dans les entretoises d'extrémité. Des moyens spéciaux doivent être utilisés pour assembler sur place les panneaux entre eux. On opère habituellement en laissant dépasser l'ossature d'un côté du panneau et en y clouant les extrémités débordantes des revêtements du panneau adjacent.
Les panneaux muraux ont généralement 4 x 8 pieds et les panneaux de plancher 4 pieds de large, mais 12 à 14 pieds de long. Ces panneaux sont suffisamment légers pour être déplacés à la main. Dans le cas d'un équipement de manutention sur le chantier, de plus grandes dimensions ont été utilisées. Les panneaux muraux, par exemple, peuvent avoir la longueur totale du mur et les panneaux de plancher peuvent être préfabriqués en dimension jusqu'à 8 x 28 pieds.
Panneaux sandwich
Un panneau sandwich est comparable à un panneau à revêtement travaillant en ce que les parois agissent ensemble avec une âme légère pour résister aux charges. Cependant, au lieu d'une ossature espacée, l'âme est essentiellement continue, comme une mousse plastique ou un réseau alvéolaire en papier. Les parois peuvent être plus minces que pour un panneau à revêtement travaillant car elles ont un support plus continu. Une variété de matériaux peut être utilisée, y compris des matériaux à base de bois comme des parois en contre-plaqué et en panneau dur et des âmes alvéolaires en papier. Des baguettes de bois sont fréquemment collées à la périphérie pour renforcer l'âme et pour faciliter la fixation aux panneaux adjacents.
Un panneau sandwich est plus léger qu'un à revêtement travaillant et les panneaux à âme en mousse sont de meilleurs isolants. Les panneaux sandwich coûtent généralement plus cher et doivent être préfabriqués.
II y a dans le commerce un grand nombre de systèmes de panneaux de mur, de plancher et de toiture couramment utilisés, généralement en largeur de 4 pieds. Les panneaux muraux ont des âmes en mousse de 1½ pouce d'épaisseur, tandis que les panneaux de toiture et de plancher ont généralement 4 à 6 pouces d'épaisseur selon leur portée. On a réalisé des systèmes de maisons avec des murs complets de 8 x 20 pieds ou plus.
Unités tridimensionnelles
Des unités résidentielles complètes peuvent être assemblées en usine et comporter un ou plusieurs des éléments collés décrits plus haut. Les unités types sont les maisons mobiles et les structures modulaires.
Les maisons mobiles sont des unités résidentielles autonomes en forme de caisse placées sur un châssis à roues. Beaucoup d'unités sont déplacées seulement une fois, de l'usine à l'endroit choisi. Dans certains cas, elles n'ont pas besoin de satisfaire aux réglementations des codes de construction en vigueur. Elles sont produites sur une chaîne de fabrication. La méthode de construction varie, mais une particularité courante est l'emploi fréquent de colles pour l'assemblage.
Les structures modulaires sont des unités en forme de caisse qui peuvent être transportées sur une remorque et placées sur des fondations pour faire partie d'une structure permanente. Elles sont souvent fractionnées. Deux unités ou plus peuvent être assemblées côte à côte, un côté de chaque section étant ouvert, ou bien on peut assembler horizontalement des unités complètement fermées selon des configurations variées. Les unités complètement fermées peuvent également être empilées l'une sur l'autre ou sur une ossature construite séparément.
Les efforts exercés au cours du transport et de l'érection imposent des contraintes que l'on ne rencontre généralement pas dans la construction des maisons. La rigidité accrue donnée par les éléments collés est essentielle pour résister à ces contraintes dynamiques.
COLLAGE SUR CHANTIER
Le collage des structures sur le chantier, difficile ou impraticable dans le passé à cause des limitations dues aux conditions d'exécution et aux intempéries, est maintenant possible grâce à une nouvelle catégorie de colles. Les colles élastomères sont livrées prêtes à l'emploi et sont faciles à appliquer. Elles donnent un joint épais qui remplit des vides et ne nécessitent pas un ponçage supplémentaire des surfaces commercialement produites. Elles se polymérisent avec seulement une pression modérée et résistent rapidement sans rupture du joint, aux charges d'impact de la construction. Elles supportent relativement bien différentes conditions atmosphériques et peuvent être appliquées sur des surfaces humides ou gelées pour toute une gamme de conditions de température. Cependant, elles ne sont pas recommandées pour l'emploi dans des conditions d'exposition sévères. Leur tendance à fluer sous la charge est leur principale limitation.
II est devenu courant d'utiliser les colles élastomères pour fixer les planchers en contre-plaqué aux solives. Un effet de revêtement travaillant est ainsi partiellement obtenu et la rigidité du système est renforcée. Les problèmes de clouage sont réduits au minimum car la colle maintient solidement le panneau aux solives. Ainsi, le collage sur chantier combine beaucoup des avantages de la fabrication en usine avec ceux de la construction sur place. D'autres applications peuvent être envisagées, comme la fixation du revêtement des murs ou des sous-toitures à l'ossature, qui a été réalisée expérimentalement dans le système Nu-Frame décrit plus haut.
PARTICULARITÉS DE CONCEPTION
II existe des méthodes de conception reconnues pour les éléments dont il vient d'être question (1). Lorsque ces éléments sont assemblés pour constituer un bâtiment, on peut analyser la structure du point de vue de la résistance aux efforts horizontaux, comme ceux provoqués par les ouragans et les tremblements de terre.
Les structures en bois sont reconnues pour leurs qualités exceptionnelles de résistance aux séismes et, avec un ancrage et des assemblages appropriés, aux grands vents. Les éléments collés décrits ici améliorent cette capacité.
La résistance au feu des structures en bois peut être améliorée de différentes façons. On peut, par exemple incorporer des éléments résistant au feu dans un élément composite. C'est le cas d'un panneau de plancher et de plafond à revêtement qui a été classé «coupe-feu 1 heure» après essai. Il est constitué de solives de 2 x 6 pouces avec un revêtement supérieur de 5/8 de pouce collé pour le plancher, tandis que pour le plafond il comporte une couche de panneau de fibres de ½ pouce revêtue d'un panneau de plâtre de ½ pouce d'épaisseur.
Le traitement à l'aide de produits chimiques ignifuges peut considérablement réduire la vitesse de propagation des flammes en surface, mais a peu d'effets sur la résistance au feu. Un tel traitement, cependant, combiné avec des particularités de construction appropriées, peut améliorer le comportement au feu des structures en bois.
Le revenu des populations a un effet important sur la nature des matériaux utilisés pour l'habitation: lorsqu'il est bas, l'habitation est réduite à un minimum. Les panneaux à base de bois, résultat des progrès de la technologie, sont utilisés en construction depuis relativement peu de temps. Leur production exigeant de gros investissements, une main-d'œuvre et une technologie hautement spécialisées, sont le plus souvent employés dans les régions du monde les plus développées et les plus riches. Environ 75 pour cent de la production mondiale de contre-plaqué, de panneaux isolants, de panneaux durs, de panneaux de particules et de panneaux de moindre importance sont utilisés aux Etats-Unis et en Europe.
Les panneaux à base de bois servent surtout à la construction. Ils ont connu depuis la seconde guerre mondiale un développement phénoménal, dû à d'importantes raisons; celles-ci font présager un essor continu, si l'on veut répondre aux besoins de logements dans le monde. Parmi ces raisons on peut citer:
Le maintien d'un rapport raisonnable entre le coût de la main-d'œuvre et celui des matériaux. Le coût de mise en place des panneaux est moindre par unité de surface. Avec la hausse des frais de main-d'œuvre ce point a de plus en plus d'importance car c'est le coût une fois mis en place, plutôt que le coût du matériau, qui doit régir le choix du matériau.Les panneaux sont fréquemment conçus pour des emplois bien précis. L'industrie des panneaux dispose d'un grand nombre de produits conçus pour des utilisations spécifiques dans l'habitation.
L'élimination des constructions à «mur humide». La pratique ancienne consistait à revêtir de plâtre les surfaces intérieures des murs. On semble s'orienter maintenant vers une construction à «mur sec» qui ouvre la voie à un emploi croissant de tous les types de panneaux pour les surfaces intérieures.
Développement de la fabrication en usine des éléments de l'habitation. La préfabrication croissante des éléments d'habitations et de maisons mobiles tire parti des caractéristiques des panneaux. Alors que la dimension de 4 x 8 pieds est courante pour la construction sur chantier en raison de la facilité de manutention, des dimensions plus grandes peuvent être utilisées dans les usines où l'on dispose d'une manutention mécanique. Les panneaux résistent mieux aux efforts subis au cours du transport et de l'érection.
Surfaces préfinies et surfaces spéciales. Les finitions appliquées en usine et les revêtements de surface spéciaux non seulement fournissent des finitions agréables et durables, mais réalisent les travaux sur chantier. Des méthodes spéciales sont nécessaires pour fixer les panneaux préfinis.
Fréquemment, la réglementation limite ou interdit l'emploi de matériaux combustibles dans les habitations de grande hauteur. Ces limitations s'appliquent aux panneaux a base de bois aussi bien qu'au bois massif. Certains emplois de panneaux pour des applications non porteuses peuvent être autorisés, mais un traitement ignifuge est généralement exigé. Les restrictions à l'emploi du bois sont souvent moindres pour les maisons individuelles.
CONTRE-PLAQUÉ DE CONSTRUCTION
L'industrie du contre-plaqué de construction est concentrée dans quatre régions principales: l'Amérique du Nord, avec le contre-plaqué de bois résineux; la Finlande, avec le contre-plaqué de bouleau et son contre-plaqué à âme en épicéa et à faces en bouleau qui se développe actuellement; l'Australie, avec le contre-plaque en pin de Monterey; et le Japon, avec à la fois le lauan et des résineux américains. La France utilise du contre-plaqué de bois tropicaux et d'autres bois feuillus, et le Royaume-Uni utilise des quantités importantes de contre-plaqué finlandais et de contre-plaqué de Colombie britannique.
Le contre-plaqué de construction convient pour le coffrage du béton car il donne une surface lisse et peut être, réutilisé. Pour les emplois répétés, il vaut mieux utiliser du contre-plaqué revêtu d'un overlay à haute densité.
Fondations
On rencontre quelques utilisations du contre-plaque pour les fondations et cette tendance se développe. Un traitement de préservation est nécessaire.
Systèmes de planchers
Le contre-plaqué est communément utilisé comme sous-plancher dans l'habitation. Des épaisseurs de 5/8 a ¾ de pouce sont généralement utilisées sur l'espacement conventionnel des solives. Du contre-plaqué plus épais est nécessaire pour des portées plus grandes et pour la construction du type poteau et poutre.
Revêtement des murs et couverture extérieure
Les fonctions principales du revêtement des murs sont de prévenir l'infiltration de l'air et de donner une résistance à la déformation diagonale. Du contre-plaqué correctement fixé assure une excellente résistance à la déformation diagonale. Dans certains cas, on utilise un revêtement mi-contre-plaqué, mi-panneau de fibres.
Le contre-plaqué trouve une utilisation croissante pour le parement extérieur (bardage). Il est fréquemment appliqué verticalement, parfois avec des rainures ou autres usinages pour soigner son aspect. Il est livré en bande, de 12 pouces de largeur pour l'application horizontale sous forme de parement à recouvrement. Dans certains, cas, il est appliqué en panneaux entiers pour servir a la fois de revêtement travaillant et de parement. Pour cette application, le clouage doit être rapproché pour fournir la résistance désirée à la déformation diagonale, et cela peut nuire à l'aspect.
Sous-toiture
En Amérique du Nord, le contre-plaqué est le matériau de sous-toiture le plus couramment utilisé. Des sous-toitures de 3/8 à ½ pouce sont habituellement employées pour des portées jusqu'à 24 pouces, qui représentent un espacement courant pour les fermes de la charpente. Comme pour les sous-planchers, des épaisseurs plus fortes sont nécessaires pour un espacement plus important ainsi que pour la construction du type poteau et poutre.
Emplois divers
Des quantités considérables de contre-plaqué sont utilisées pour des emplois occasionnels tels que les sous-faces d'avancées de toiture; les rayonnages; les plafonds de porches et d'abris pour voitures; les éléments divers pour lesquels les questions d'aspect ne sont pas importantes.
CONTRE-PLAQUÉ DÉCORATIF
Le contre-plaqué décoratif est utilisé pour les lambris et les parements des portes planes. L'industrie de la maison mobile emploie des quantités importantes de contre-plaqué décoratif pour les surfaces intérieures. Les placards de cuisine et autres éléments encastrés sont habituellement réalisés en contre-plaqué décoratif pour des raisons d'aspect.
PANNEAUX LAMELLÉS ET PANNEAUX LATTÉS
Le panneau lamellé et le panneau latté sont des produits typiquement européens utilisés dans la construction de la même façon que le contre-plaqué épais. Constitués d'une âme en lattes épaisses de bois lamellé ou de placages lamelles verticalement, ils se présentent en compositions à 3 ou 5 plis d'une épaisseur comprise entre 12 et 25 millimètres. Le fil du pli extérieur du panneau à 5 plis peut être parallèle ou perpendiculaire à celui de l'âme. Ils servent surtout à fabriquer les planchers porteurs, les rayonnages, les cloisons mobiles et les portes ou côtés de placards. Ils ressemblent au contre-plaqué à âme en bois massif fabriqué aux Etats-Unis.
PANNEAUX ISOLANTS
II existe deux qualités principales de panneau isolant, pour l'emploi intérieur et pour l'emploi extérieur. La résistance à l'eau est conférée à la qualité extérieure par l'incorporation d'asphalte dans la matière première, par un revêtement d'asphalte sur le panneau terminé, ou les deux.
Les principaux produits extérieurs sont les revêtements extérieurs et les sous-couches de bardeaux. Le revêtement extérieur est fabriqué en trois qualités et densités: la qualité ordinaire (environ 18 lb/pied cube ou 288 kg/m³); la qualité intermédiaire (environ 22 lb/pied cube ou 352 kg/m³); et la qualité pour base de clouage (environ 25 lb/pied cube ou 400 kg/m³). Le panneau de densité ordinaire est fabriqué en largeurs de 2 et 4 pieds, mais pour donner la résistance désirée à la déformation diagonale le panneau de 4 pieds de largeur et de ¾ de pouce d'épaisseur doit être appliqué en plaçant verticalement la plus grande dimension (8 ou 9 pieds). Les panneaux des deux densités supérieures sont fournis seulement en ½ pouce d'épaisseur. Lorsqu'ils sont correctement appliqués, ils assurent une bonne résistance à la déformation diagonale.
Les sous-couches de bardeaux sont utilisées sous les rangées de bardeaux de bois ou les parois pour donner une ligne d'ombre foncée. Ces sous-couches fournissent la résistance à l'arrachement des clous nécessaire lorsque les bardeaux sont posés à l'aide de clous spéciaux à tige torsadée, et éliminent la nécessité de lattes de bois pour le clouage.
Les panneaux isolants de qualité intérieure ont longtemps été utilisés pour les dalles acoustiques. Lorsque des trous ou des fissures sont percés ou usinés dans ces panneaux, ils absorbent les sons et réduisent la réverbération dans une pièce. Le panneau isolant sous forme de dalle ou de panneau est habituellement peint avec une peinture ignifuge pour diminuer la vitesse de propagation des flammes. Certains panneaux sont traités avec un produit ignifuge et sont principalement utilisés dans les bâtiments commerciaux pour lesquels les réglementations sont plus sévères. Le souci croissant de ménager des zones tranquilles dans les habitations développera sans aucun doute l'emploi des panneaux d'isolation phonique.
Ces panneaux, cependant, ne réduisent pas la transmission des bruits dans les habitations multifamiliales. Un panneau insonorisant spécial est fabriqué pour les constructions à ossature légère.
Le panneau isolant lisse (sans perçage ou usinage pour l'absorption du son) est utilisé sous forme de dalles ou de panneaux prêts à poser pour les plafonds suspendus. Il est habituellement préfini. Il est souvent revêtu d'un film non absorbant lavable pour l'emploi dans les cuisines ou les salles de bains.
PANNEAUX DURS
Si le panneau dur possède un grand nombre d'emplois industriels, c'est dans l'habitation qu'il est le plus important. Un bon nombre de ces emplois s'apparentent à ceux du contre-plaqué lorsque l'on a besoin d'un produit relativement mince, dense et dur.
Le panneau dur est utilisé pour le revêtement de coffrages à béton, particulièrement pour les surfaces courbes, parce qu'il peut être cintré selon un rayon assez faible pour les courbes simples. On utilise habituellement pour cet emploi un panneau extra-dur de qualité spéciale.
Les lambris préfinis constituent un emploi important. Ils sont généralement livrés en dimensions de 4 x 8 pieds, soit gravés en relief soit imprimés d'une imitation du grain du bois. Des moulures accessoires préfinies sont souvent fournies avec les panneaux.
Le panneau dur est aussi utilisé en sous-couche de plancher où il sert à masquer les petites irrégularités de surface du sous-plancher et à assurer une base pour les revêtements de sol résilients.
Le parement extérieur des maisons est le principal emploi du panneau dur de densité moyenne. Ce produit relativement nouveau a une densité d'environ 40 lb/pied cube (640 kg/m³) et a habituellement une épaisseur de 3/8 de pouce. Il est soit enduit d'une couche d'impression en usine, soit complètement préfini ou teint. Il peut être pose sous de panneau ou comme parement à recouvrement. Lorsqu'il est livré préfini, les angles intérieurs et extérieurs ainsi que les clous sont fournis en couleurs assorties.
On étudie actuellement les conditions technologiques de nouvelles applications telles que parois pour panneaux à revêtement travaillant et goussets pour fermes de charpente.
Des quantités considérables de panneaux durs sont utilisées comme parement de portes planes et comme base pour les stratifiés décoratifs. Le panneau dur correctement fabriqué tend à réduire l'apparition en surface des irrégularités de la base sur laquelle il est posé.
PANNEAUX DE PARTICULES
Le panneau de particules est un produit relativement nouveau et ses emplois se développent encore. Selon les régions, il existe une variation considérable dans ses utilisations. Aux Etats-Unis, par exemple, relativement peu de panneaux de particules sont employés à l'extérieur, alors qu'en France cette application est plus courante.
Le panneau de particules peut être obtenu par pressage ou par extrusion. La plus grande partie est obtenue par pressage du mat de particules. Le panneau de particules obtenu par pressage est utilisé en Europe non seulement comme âme de panneaux d'ameublement, mais encore comme revêtement mural, sous-toiture, et revêtement de sol. Aux Etats-Unis, l'utilisation principale est comme sous-couche de plancher pour les revêtements de sol résilients, et représente 40 pour cent de la production.
Le panneau de particules sert pour les rayonnages, le revêtement des coffrages (de façon limitée) et comme matériau d'âme. Les emplois structuraux, comme pour les revêtements travaillants et les sous-planchers, sont assez rares bien que de récents progrès laissent présager une expansion future dans ce domaine.
Un produit spécial, appelé plancher de maison mobile, a été mis au point pour les maisons mobiles. Il est un peu plus rigide et solide que la sous-couche ou le matériau d'âme habituel. Lorsqu'il est collé avec une résine à base d'urée-formol, il est protégé de l'humidité du sol et possède la durabilité nécessaire à cet emploi. Un produit similaire collé avec une résine phénolique commence à être utilisé pour les habitations préfabriquées conçues pour une durée plus longue que les maisons mobiles.
EXEMPLES D'EMPLOI DANS LES PAYS EN DÉVELOPPEMENT
Aux Philippines, la consommation de contre-plaqué et de panneaux durs dans l'habitation est faible en dépit d'industries bien développées. Cela semble être le résultat d'une préférence traditionnelle pour le bois. On dit, cependant, que le panneau dur ondulé remplace quelquefois la tôle ondulée pour la couverture.
La production et la consommation des panneaux en Amérique latine sont faibles, le Brésil produisant près de la moitié de la totalité. Il existerait au Brésil deux grands fabricants de contre-plaqué collé aux résines phénoliques utilisé pour le coffrage du béton. La plupart des autres contre-plaqués produits dans cette région sont utilisés pour le parement des portes.
En Amérique latine, quelques panneaux à base de bois entrent dans la préfabrication des habitations. Par exemple, il a été rapporté que plusieurs milliers de maisons de plain-pied ont été construites au Chili avec du panneau de particules extrudé. Une société de Colombie aurait utilisé le panneau dur, revêtu d'asphalte pour le revêtement mural extérieur sur un millier d'unités d'habitation bon marché. Une grande usine du Surinam produit des maisons préfabriquées dans la gamme des prix moyens; le contre-plaqué est utilisé pour les surfaces intérieures, et le panneau de particules pour les plafonds et les meubles incorporés.
Au Brésil, un fabricant de panneaux de particules a conçu et réalisé un projet pilote comportant mille maisons préfabriquées à base d'un panneau collé aux résines phénoliques. Si les premières maisons donnent satisfaction, le producteur prévoit 15 000 unités supplémentaires.
MENUISERIES
Le terme «millwork» (menuiseries) est utilisé en Amérique du Nord pour désigner un groupe d'articles comprenant des éléments tels que les fenêtres, les portes et les habillages. Partout ailleurs, le terme «joinery» (menuiseries) est utilisé. Aux Etats-Unis, cependant, les termes de «woodwork» (boiserie, menuiseries) et de «millwork» ont été utilisés l'un pour l'autre. La plus grande association de fabricants de menuiseries aux Etats-Unis porte le titre de National Woodwork Manufacturers Association.
La liste des produits qui peuvent recevoir le nom de menuiseries est longue. Les principaux, du point de vue de la quantité, sont les moulures, les huisseries de portes et d'entrées, les volets et persiennes, les châssis de fenêtres, les portes, les escaliers, les placards de cuisine, les manteaux de cheminée, les placards à vaisselle ou les encoignures.
Les menuiseries se rangent en deux catégories déterminées: sur stock et sur commande. Les menuiseries sur stock sont fabriquées en dimensions, modèles et aménagements normalisés, prêtes à l'emploi et sont facilement disponibles chez les distributeurs. Grâce à la normalisation, elles sont moins chères que les menuiseries sur commande. L'expression menuiseries sur stock ne signifie pas similitude monotone: il existe une variété suffisamment grande de dimensions et de modèles pour satisfaire l'éventail des demandes.
Les menuiseries sur commande, comme l'expression l'indique, sont fabriquées à la demande pour répondre à des applications spécifiques. Elles sont parfois appelées menuiseries architecturales. La principale association de fabricants de menuiseries sur commande aux Etats-Unis est le Architectural Woodwork Institute. Les menuiseries sur commande sont évidemment plus chères car elles ne sont pas fabriquées en quantités et nécessitent des montages de fabrication spéciaux. Elles sont largement utilisées dans les écoles, les églises, les habitations à prix élevé et dans les bâtiments publics.
Dans l'ensemble, les menuiseries ne remplissent pas de fonctions porteuses. Les escaliers constituent une exception. Cependant, les menuiseries peuvent remplir une fonction importante de protection, comme c'est le cas des fenêtres et des portes.
On ne tentera pas ici de décrire les types de menuiseries les plus courants, en raison de la grande diversité des produits et des variations pour un même type. Une revue complète de la menuiserie aux Etats-Unis énumère pour les seuls châssis de fenêtres quatre types principaux et sept types divers (21). On se contentera d'un certain nombre de considérations générales.
Essences utilisées
Le rapport sur une étude menée par le Groupe de travail international pour l'information du bois (20) énumère 55 essences utilisées en menuiserie dans les 11 pays ayant répondu à l'enquête. Cependant, l'importance de l'utilisation de chaque essence individuelle n'était pas mentionnée. Il est probable que certaines essences ne trouvent que des emplois limités et quelque peu localisés. La gamme des essences énumérées est grande et comprend des résineux et des feuillus, et des essences des zones tempérées et tropicales.
Un rapport, préparé à l'occasion d'une réunion du Groupe d'étude sur les techniques de production des maisons en bois dans les conditions prévalant dans les pays en voie de développement (14), présente une liste d'essences utilisées pour la menuiserie dans trois régions tropicales: Brésil, Paraguay, Congo, Côte-d'Ivoire, Kenya, Nigeria; Philippines, Malaisie. Cette liste donne également une indication de l'emploi et de brèves remarques sur les caractéristiques importantes de ces essences.
Le choix des essences pour la menuiserie dépendra d'un certain nombre de caractéristiques. Parmi les plus importantes on peut citer l'aptitude à l'usinage; la stabilité dimensionnelle au cours des variations d'humidité; la facilité avec laquelle le bois peut être séché sans apparition de défauts importants; la facilité avec laquelle il peut être assemblé (par clouage, par exemple); la durabilité naturelle (pour l'emploi à l'extérieur) ou la facilité avec laquelle il peut être traité; l'aptitude à recevoir les finitions; et, évidemment, sa disponibilité en quantité suffisante dans la qualité nécessaire.
Normes
II existe habituellement des normes pour la qualité du produit fini. Elles peuvent être élaborées par des organismes normalisateurs privés, ou par une agence gouvernementale ou sous l'égide de celle-ci. Aux Etats-Unis, par exemple, les normes commerciales, ou les normes de produits, sont préparées par un groupe d'étude soumis au contrôle d'un comité largement constitué. La coordination est assurée par le National Bureau of Standards, U.S. Department of Commerce.
Outre la définition de la qualité du produit, la plupart des normes définissent également les dimensions normalisées et décrivent les produits standards. La normalisation des dimensions est nécessaire pour développer la facilité de construction, de telle sorte que le constructeur puisse normaliser l'ossature autour des ouvertures des fenêtres et des portes. L'illustration d'une norme de qualité préparée par une association industrielle est donnée par le livre Quality standards of the architectural woodwork industry (13).
Traitement
Le rapport précédemment mentionné (20) indique - la chose est étonnante - que les ouvrages de menuiserie extérieure ne sont pas tous traités pour enrayer l'attaque des champignons et des insectes. Il apparais, cependant, que le traitement est assez courant, bien que les produits chimiques diffèrent.
L'un des traitements les plus courants utilise le pentachlorophénol dans un solvant organique, l'essence minérale la plupart du temps. Aux Etats-Unis, le produit fini est trempé dans le produit de préservation pendant 3 à 5 minutes, et fréquemment un certain degré d'hydrofugation est conféré en ajoutant un produit hydrofuge (tel que la cire de paraffine) dans la solution de préservation.
Degré d'humidité
Les degrés d'humidité recommandés semblent varier considérablement. Par exemple, l'étude mentionnée plus haut montre, pour les produits utilisés à l'intérieur, des degrés d'humidité recommandés s'étalant depuis des degrés aussi bas que 4 pour cent jusqu'à des degrés aussi élevés que 8 à 17 pour cent. Certaines de ces différences peuvent s'expliquer par les variations des conditions climatiques et par la façon dont les maisons sont chauffées dans les climats froids. Il semble bien toutefois que le degré d'humidité soit toujours limité d'une manière ou d'une autre.
II est clair que le degré d'humidité doit être aussi près que possible de celui qui régnera une fois en service, faute de quoi des variations dimensionnelles se produiront, entraînant le gauchissement et le mauvais comportement.
Utilisation des colles
Les colles sont utilisées de diverses façons dans la fabrication des fenêtres, des portes, des habillages et ouvrages similaires. Par exemple, des pièces étroites peuvent être collées chant contre chant pour obtenir les largeurs désirées. Les assemblages à entures multiples sont utilisés de plus en plus pour réaliser les éléments de la longueur nécessaire. Les panneaux tels que le contre-plaqué et le panneau dur sont collés à l'âme des portes planes.
Aucune des références précédemment citées ne traite de ce point en détail. Il doit être évident, cependant, que tout produit destiné à être exposé aux intempéries exige l'emploi d'une colle étanche, ou, tout au moins, d'une colle très résistante à l'eau s'il y a le moindre risque que de l'eau libre entre en contact avec le joint de colle.
REVÊTEMENTS DE SOL
Le revêtement de, sol en bois est courant dans l'habitation. Une étude sur l'utilisation du bois dans les maisons aux Etats-Unis indique que, dans les maisons qui ne sont pas construites sur une dalle de béton, le parquet en bois représente environ 53 pour cent des revêtements de sol utilisés (25). Pour les maisons construites sur une dalle de béton, cependant, seulement 5 pour cent des revêtements de sol sont en bois (parquet en lames de bois massif, ou parquet de contre-plaqué).
Types
Le parquet de bois est fabriqué en une variété de types (16), (27), mais le parquet à lames est de loin le plus courant. En 1968, il constituait environ 52 pour cent des revêtements de sol des maisons non construites sur des dalles, inspectées par la Federal Housing Administration (25), alors que les autres types de parquets en bois représentaient moins de 1 pour cent.
Le parquet à lames est normalement fabriqué avec des rainures et des languettes sur les rives et aux extrémités des lames pour permettre le clouage caché. Un faible pourcentage est à chants droits et est cloué à travers les faces. Le parquet à lames larges ne diffère du parquet à lames que par sa largeur. Il peut être cloué par clouage caché, mais il est souvent posé avec des vis dont les têtes sont chassées et les trous obturés avec des bouchons.
Le parquet en panneau est disponible en carreaux de deux types: unitaire ou lamellé. Le parquet en panneau unitaire est constitué de lames réunies par une fausse languette ou assemblées les unes aux autres par un autre moyen. Le parquet en panneau lamellé est contre-collé comme un contre-plaqué et ainsi se rétracte et gonfle moins avec les variations d'humidité que les autres types de parquet. Les rives des panneaux sont habituellement à rainures et languettes. Une variété de modèles spéciaux est disponible.
Pose
Aux Etats-Unis, on utilise un sous-plancher en bois constitué de planches ou, plus communément, de contre-plaqué, posé sur les solives dans les constructions qui ne sont pas construites sur dalle. L'emploi d'un sous-plancher ne semble pas être aussi répandu dans les autres pays.
Comme il a été noté auparavant, la plupart des parquets à lames sont cloués par clouage caché aux solives, la longueur des lames à parquet faisant un angle droit avec les solives. Sur les dalles de béton, il est courant de poser des lambourdes sur lesquelles le parquet est cloué.
Le parquet en panneau est aussi cloué habituellement. Sur les dalles de béton, le parquet en panneau peut être posé sur un mastic.
Des descriptions détaillées des méthodes de pose sont données dans plusieurs références: (9, 10, 16, 27).
Essences utilisées
Le bois de feuillus est utilisé pour la plupart des parquets de bois en raison de sa plus grande dureté et de son plus bel aspect. Aux Etats-Unis, le chêne, l'orme, le hêtre, le bouleau et le pacanier sont les essences les plus importantes (16).
Dans d'autres régions, une grande variété d'essences est utilisée. Les essences proposées sont indiquées dans les deux publications de la Timber Development Association (27) et (28). Le choix sera fonction de la stabilité, de l'aptitude à l'usinage et de l'aspect.
Degré d'humidité
Le degré d'humidité au moment de la pose du parquet est un facteur essentiel, vu la grandeur de l'aire recouverte. Il doit être aussi près que possible du degré d'humidité en service. Un degré d'humidité trop élevé peut provoquer le retrait et, par conséquent, l'ouverture de joints entre les lames ou les panneaux. Si l'humidité est trop faible il peut y avoir gauchissement.
Les recommandations sur ce point varient. Au Royaume-Uni, par exemple, les recommandations indiquent un degré d'humidité un peu plus élevé qu'aux Etats-Unis. La raison en est probablement due aux différences dans les méthodes de chauffage.
Au Royaume-Uni, la Timber Development Association suggère 14 pour cent pour les bâtiments chauffés par intermittence, et 12 pour cent pour les bâtiments chauffés de manière continue (27). La pratique américaine est très différente avec une moyenne proposée de 7 pour cent pour la plus grande partie du pays, et avec des moyennes de 11 pour cent pour les zones humides, et de 6 pour cent pour les régions sèches (16).
Normes
Il existe des normes pour les parquets. Aux Etats-Unis, par exemple, les normes industrielles sont publiées, et pour certains types de parquets il existe des normes commerciales promulguées par le U.S. Department of Commerce.
Utilisation des colles
Habituellement, les colles ne servent pas pour les parquets, sauf pour le type à panneau lamellé. Les fabricants des Etats-Unis tendent à utiliser les colles à base de mélamine et d'urée - compromis entre les considérations de coût et de durabilité. Le type employé, cependant, doit être approprié pour résister aux conditions d'utilisation.
Finition
Les sealers à bois et les vernis sont le plus communément utilisés. Les premiers ont l'avantage de pénétrer dans le bois et de ne pas former une pellicule en surface. Les parquets qui ont reçu une finition à base de sealers sont plus faciles à entretenir parce qu'il est possible de rénover la finition sur les parties usées sans avoir à refaire la totalité du parquet. Il existe également des parquets préfinis en usine.
(1) AMERICAN PLYWOOD ASSOCIATION. 1966. Plywood design specification. Supplement 2. - Design of plywood beams. Supplement 3. - Design of flat plywood stressed-skin panels. Tacoma, Washington.
(2) AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS. 1965. Designing buildings to resist snow and wind loads. St. Joseph, Michigan.
(3) AMERICAN WOOD PRESERVERS' ASSOCIATION. 1970. American Wood Preservers' Association book of standards. Washington, D.C.
(4) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. FHA pole house construction. Washington, D.C.
(5) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1969. Pole building design. 6th ed. Washington, D.C.
(6) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1969. Pressure-treated pole frame buildings survive hurricane Camille. Washington, D.C Wood preserving, December 1969.
(7) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1970. All-weather pressure-treated wood foundation. Washington, D.C.
(8) ANDERSON, L.O. 1968. Construction of Nu-Frame research house. Madison, Wisconsin, Forest Products Laboratory. U.S. Forest Service Research Paper FPL 88.
(9) ANDERSON, L.O. 1969. Low-cost wood homes for rural America: construction manual. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 364.
(10) ANDERSON, L.O. 1970. Wood-frame house construction. Washington, D.C. U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 73 (Revised).
(11) ANDERSON, L.O. & SMITH, WALTON R. 1965. Houses can resist hurricanes. Madison, Wisconsin. Forest Products Laboratory. U.S. Forest Service Research Paper FPL 33.
(12) ANDERSON, L.O. & ZORNIG, HAROLD F. 1969. Designs for low cost wood homes. Washington, D.C, U.S. Forest Service.
(13) ARCHITECTURAL WOODWORK INSTITUTE 1968. Quality standards of the architectural woodwork industry. Arlington, Virginia.
(14) BIM, J. & KOUKAL, M. 1969. Production of joinery for tropical countries. A paper prepared for presentation at a conference on Production Techniques in Wooden Houses Under Conditions Prevailing in Developing Countries, sponsored by the United Nations Industrial Development Organization, Vienna, Austria. Doc. ID/WG 49/6.
(15) BLOMQUIST, R.F. 1969. Timber-framed construction for tropical climates. A paper prepared for presentation at a conference on Production Techniques in Wooden Houses Under Conditions Prevailing in Developing Countries, sponsored by the United Nations Industrial Development Organization, Vienna, Austria. Doc. ID/WG 49/2.
(16) ETATS-UNIS. FOREST SERVICE. FOREST PRODUCTS LABORATORY. 1961. Wood floors for dwellings. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 204.
(17) ETATS-UNIS. FOREST SERVICE. 1965. Timber trends in the United States. Washington, D.C. Forest Resource Report N° 17.
(18) GATCHELL, CHARLES J. 1967. Machine-driving of wooden posts. Upper Darby, Pennsylvania, Northeastern Forest Experiment Station. U.S. Forest Service Research Paper NE-81.
(19) HURST, HOMER T. 1965. The wood frame house as a structural unit. Blacksburg, Virginia, Virginia Polytechnic Institute. Technical Bulletin N° 179.
(20) INTERNATIONAL WORKING GROUP ON TIMBER INFORMATION. 1969. Some facts concerning joinery work. Amsterdam, Houtvoorlichtingsinstituut.
(21) LLOYD, WILLIAM B. 1966. Millwork: principles and practices. Chicago, Illinois, Cahners.
(22) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1964. Low-profile wood floor system. Washington, D.C. Technical Report N° 4.
(23) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1967. Cost saving with the UNICOM method. Washington, D.C. Technical Report N° 6.
(24) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1968. National design specification for stress-grade lumber and its fastenings. Washington, D.C.
(25) PHELPS, ROBERT B. 1970. Wood products used in single-family houses inspected by the Federal Housing Administration 1959, 1962 and 1968. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Statistical Bulletin N° 452.
(26) SOUTHERN FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. How to build storm resistant structures. New Orleans, Louisiana.
(27) TIMBER DEVELOPMENT ASSOCIATION, LTD. 1957. Wood floors. High Wycombe, Bucks, England.
(28) TIMBER DEVELOPMENT ASSOCIATION, LTD. 1959. Wood flooring. High Wycombe, Bucks, England.
(29) TIMBER ENGINEERING COMPANY. 1956. Timber design and construction handbook. New York, F.W. Dodge Corporation.
(30) ETATS-UNIS DEPARTMENT OF COMMERCE. 1970. American soft wood lumber standard. Washington, D.C., National Bureau of Standards. Voluntary Product Standard PS 20-70.
NOTES DOCUMENTAIRES
(31) COUNTRYMAN, DAVID. 1971. The use of glued and composite elements in housing. WCH/71/3/3.
(32) LEWIS, WAYNE C. 1971. Use of panel products in housing. WCH/71/3/2.
(33) PERCIVAL, D.H. 1971. Present and potential applications of treated pole and post construction for houses. WCH/71/3/4.
(34) PRANGE, GERALD F. 1971. Uses of sawn wood in housing. WCH/71/3/5.
1. Cette section étudie les emplois actuels du bois dans la construction de maisons; elle traite de cinq sujets principaux: bois de sciage; pilotis et poteaux; éléments collés et éléments composites; panneaux; matériaux à parquet et menuiserie. Sur les quatre premiers sujets, d'autres documents de référence apportaient un supplément d'information. La Consultation a étudié chacun de ces documents comme base de discussion. Les résolutions suivantes sont adoptées.
2. Les participants reconnaissent que l'exploitation rationnelle des ressources forestières n'entraîne pas l'épuisement d'une ressource naturelle essentielle, comme c'est le cas dans le domaine des mines ou du pétrole, mais ne constitue qu'une étape dans le cycle naturel de cette ressource. De plus, l'utilisation économique des forêts devrait avoir un effet moins marqué sur l'environnement que l'exploitation d'autres ressources, non seulement en termes de pollution et d'accumulation de déchets mais aussi en termes de besoin en énergie de transformation. Par conséquent, la Consultation recommande que les gouvernements tiennent compte des avantages non seulement: économiques mais également sociaux de l'emploi du bois dans leurs programmes de logement.
3. Les participants reconnaissent que le bois doit absolument avoir des dimensions et une qualité déterminées si l'on veut que les architectes et les constructeurs l'emploient de façon efficace pour résoudre le problème mondial urgent du logement. Cependant, pour atteindre cette fin, les normes applicables aux produits ligneux d'exportation pourront être fondamentalement différentes des normes applicables aux bois destinés à l'usage local. Les premières doivent être établies en fonction des besoins du pays importateur; et comme ces besoins varient d'un pays à l'autre, il peut être difficile et même impossible d'établir des normes internationales. Les normes nationales doivent non seulement correspondre aux besoins du pays, mais aussi à son degré de technologie; leur portée et leur complexité doivent évoluer au rythme du progrès technologique. Les participants n'ont pas essayé d'énumérer toutes les normes que pourrait requérir l'emploi efficace du bois dans les logements. Mais ils insistent sur le besoin de normaliser les dimensions, de bien conduire le séchage et les traitements de préservation, et de mettre au point des règles de classement du bois. A ce propos, il est particulièrement important de bien former les préposés au classement et à l'inspection du classement. Il serait important de normaliser les unités de mesure dans le commerce international. Donc, pour assurer la meilleure utilisation possible des produits forestiers dans l'habitation, la Consultation recommande que les gouvernements prévoient l'établissement de normes appropriées en fonction des besoins; de chaque pays et du degré d'évolution de sa technologie.
4. Les participants reconnaissent qu'il faut élever le niveau technologique des pays en voie de développement pour assurer la meilleure exploitation possible de leurs ressources, pour les rendre plus indépendants des importations et pour résoudre leurs problèmes de logement de la façon la plus rapide et la plus efficace possible. Le meilleur moyen d'y arriver est d'exporter la technologie des pays industrialisés. Mais cette solution comporte quelques risques. Ainsi, l'importation et l'implantation des techniques doivent correspondre au degré de développement et se faire par étapes non calculées. De plus, ce doit être une importation de savoir et non pas de personnel, et il faudra donc former techniciens et technologues. De plus, on devra éviter avec soin que le pays importateur devienne dépendant du pays exportateur dans le domaine de l'équipement, des matériaux et du personnel. Par conséquent, la Consultation recommande que les organismes internationaux et les gouvernements qui ont des programmes d'aide bilatérale intensifient leurs efforts pour hausser le niveau technologique des pays, tout en tenant compte des points précisés.
5. Les participants reconnaissent que les produits ligneux peuvent grandement aider à fournir un logement convenable. Il y a cependant une prévention à l'égard du bois dans beaucoup de régions, et un rendement médiocre en service ne peut qu'aggraver la situation. Il faut donc à tout prix imposer un emploi correct du bois et éviter ainsi les échecs résultant de l'emploi de bois mal séchés, mal préservés, mal assemblés et autres erreurs techniques. Par conséquent, la. Consultation recommande aux architectes, aux constructeurs et aux organismes publics compétents de prendre toutes les mesures pour assurer Le bon emploi des produits ligneux dans le logement.
6. Il est indispensable d'appliquer de bonnes méthodes d'assemblage des éléments de maison et d'employer Les moyens les plus simples pour une fin déterminée. En général, les clous sont plus satisfaisants et il n'y a qu'à prévoir des formes d'assemblage supplémentaires, notamment les brides ou les boulons, dans les régions particulièrement exposées aux risques d'ouragans, de typhons ou de tremblements de terre. Les procédés d'assemblage plus perfectionnés, notamment ceux qui demandent des produits adhésifs ou des organes d'assemblage spéciaux pour bois d'œuvre, ne devraient servir que dans les ouvrages complexes ou dans les pays suffisamment industrialisés. Il a été noté qu'il faudrait étudier l'assemblage de bois très denses. La Consultation rappelle aux architectes et constructeurs des pays en développement qu'il est bon d'employer, pour obtenir une stabilité et une résistance données, les méthodes d'assemblage les plus simples possibles.
7. Les participants reconnaissent qu'il faut construire des installations de transformation primaires dans les pays en développement pour transformer les bois locaux, si l'on veut pouvoir donner le rythme qui convient à la construction d'habitations. Par conséquent, la Consultation recommande que les Etats des régions en développement étudient à fond, dans la planification économique du logement, les moyens de financer la construction d'installations essentielles de transformation primaire.
8. D'accord en cela avec l'idée exprimée dans la section 2, les participants remarquent que les pays en voie de développement devraient étudier avec une attention particulière la possibilité d'employer pour l'habitation des produits tirés d'essences actuellement secondaires et de moindre valeur commerciale. Bien qu'on ne puisse définir précisément des termes comme «espèces secondaires» ou «espèces peu utilisées», il reste que certaines essences ont eu moins d'importance commerciale à cause de préventions locales, de l'orientation vers les marchés d'exportation et autres facteurs sans rapport avec la valeur intrinsèque du bois. Cependant, les participants soulignent que plusieurs espèces dites secondaires ont d'excellentes propriétés et qu'il ne faut pas croire que secondaire signifie faible qualité. La construction de maisons modèles, remarque-t-on, pourrait aider à faire disparaître la prévention à l'égard de ces bois. Et les résidus de transformation pourraient fournir des produits utiles dans l'habitation. Par conséquent, la Consultation recommande que les gouvernements des pays en développement étudient avec soin, lors de la mise au point de produits de construction, l'utilisation des espèces moins connues et des déchets de transformation.
9. A mesure que la technologie progressera, on entreprendra la fabrication de produits plus compliqués. Par exemple, certains pays en développement envisagent des usines de panneaux de particules, pour lesquels il faut des résines comme liant. Pour se procurer à l'étranger de tels matériaux, et même des articles aussi simples que les clous, il faut des devises étrangères. Par conséquent, la Consultation recommande que les gouvernements des pays en développement étudient, dans le cadre de leur planification économique, s'il n'est pas plus avantageux de créer, à l'intérieur de leurs frontière ou à l'échelle régionale, des fabriques de résines ou de clous.
10. Les participants reconnaissent qu'une planification de la production ou de l'achat des produits ligneux destinés à la construction d'habitations ne saurait être efficace sans qu'on ait fixé des objectifs permettant d'évaluer les besoins. Ainsi le genre, le style et la méthode de construction sont des facteurs de la plus haute importance pour la planification. Par exemple, quelles sont les dimensions nécessaires? La construction sera-t-elle entièrement en bois, ou bien en béton avec parements, portes et fenêtres en bois? Quel est le prix de revient prévu? Ces décisions économiques, sociales et politiques, tout en étant fonction des conditions locales, sont des facteurs dont on doit tenir compte dans la planification. La Consultation recommande donc que les institutions dont relève la construction de logements fixent dès le début de leur planification des objectifs permettant d'évaluer les besoins en produits ligneux.
11. Les matériaux devant servir à la construction d'habitations doivent remplir une ou plusieurs des trois fonctions suivantes: assurer le support de l'édifice; en garantir la fermeture (ou la protection contre les éléments); lui donner des qualités esthétiques appropriées. Chacune de ces exigences dépend des conditions locales. Ainsi, il faut une structure plus résistante dans les régions sujettes à des vents violents ou à des tremblements de terre; la fermeture devra être plus efficace dans les régions à température basse, et ainsi de suite. Donc, le choix des matériaux à employer pour la construction d'habitations dépendra tant de la fonction prévue que de l'importance relative de cette fonction. Une présentation esthétique des maisons doit vaincre les préjugés contre l'emploi du bois. La Consultation recommande donc que les organismes de recherche ou autres du secteur de la construction définissent les fonctions des matériaux, pour guider le choix et l'approvisionnement.
12. Les participants reconnaissent que la nécessité de la recherche a été implicitement admise au cours de la plupart des débats. Il faut connaître les caractères des essences peu commercialisées pour les employer efficacement. Des méthodes perfectionnées d'assemblage des éléments en bois dense sont nécessaires. Il faut de meilleurs moyens de diffusion des découvertes technologiques. Souvent, il serait avantageux de créer des centres de recherche régionaux et, probablement, des centres de recherche sur la construction seraient plus utiles que des centres de recherche sur les produits forestiers. La Consultation note qu'il existe des moyens de diffusion de renseignements sur les caractéristiques des bois tropicaux. On constate aussi le besoin de recherches sur les méthodes de construction, et on suppose que la section 5 définira c_ qui est nécessaire dans ce domaine. Par conséquent, la Consultation recommande que les institutions internationales travaillent à créer des centres techniques régionaux de vulgarisation, de coordination et de mise au point concernant l'emploi du bois pour la construction d'habitations. La Consultation recommande que l'IUFRO intensifie son activité de collecte et de diffusion de documentation sur les bois tropicaux.
13. Les participants constatent que, dans certains cas, les institutions de financement ne sont disposées à intervenir que dans les conditions les plus favorables, faute de moyens d'évaluer la durabilité d'une maison et les difficultés et les frais qu'entraînera son entretien. La Consultation recommande donc que les organismes de recherche prévoient les conséquences qu'auront sur la durabilité des maisons les facteurs de détérioration et les modalités de construction.
14. Les participants constatent que l'emploi rationnel du bois en construction est sérieusement freiné dans le monde entier par le peu d'importance qu'on accorde à ce matériau dans l'enseignement de l'architecture et des sciences de l'ingénieur et par le manque de manuels techniques spécialisés. Par conséquent, la Cousultation recommande qu'on demande instamment aux universités du monde entier de modifier leurs programmes de façon à offrir aux architectes et aux ingénieurs une formation suffisante en ce qui concerne le dessin et la construction des bâtiments en bois.
