Bois et construction - GUY

Jean Claude GUY Ingénieur ESB – Expert SEB

Le bois : une ressource, des matériaux

RIOM - 2 décembre 2010

Enjeux :• Bois / matériaux concurrents

• Bois français / bois d’importation


Produit végétal

Matériau

Produits de construction

Forêt

Scierie

Industries de transformation

RIOM2 déc 2010

Forêts tempérées ou tropicales


Forêts feuillues ou résineuses

Une ressource hétérogène :

des matériaux à caractéristiques

très variables

RIOM2 déc 2010

+ altitude, latitude, nature du sol, exposition, …

Le bois : une ressource, des matériaux RIOM

2 déc 2010

La récolte

Abattage, débardage, transport par grumiers

La scierie


Grumier Parc à grumes

Ecorçage, tronçonnage Scan des billons (volume, débit)

Entrée ligne de sciage

RIOM2 déc 2010

Stockage et tri qualitatif

La scierie


2 déc 2010

Lasers

La scierie


2 déc 2010

Tri (qualité, section, longueur) Empilage automatique sur liteaux

La scierieProduction à partir de 100 m3 de grumes :

• 50 m3 de sciages • 50 m3 de produits connexes

Ecorces, sciures, plaquettes pâte à papier, panneaux, énergie

Sciures : granulés(Poêles, chaudières)

Ecorces : énergie(Chaufferies industrielles)

Plaquettes : (Pâte, panneaux, chaufferies industrielles)


2 déc 2010

Le séchage

Séchage naturel Séchage artificiel


Le traitement

Trempage Autoclave

RIOM2 déc 2010

Éventuel, selon emplois et essences


Les produits de construction dérivés du bois massif

• augmenter les dimensions (sections et longueurs)

• disposer de produits plans (panneaux)

• augmenter la qualité (résistance ou aspect)

Demandes du marché

RIOM2 déc 2010

Évolution des matériaux dérivés du bois massif

Produit végétal

Matériau

Produits de construction

Enjeu et objectif Cadre réglementaireDemandes du marché

Eurocode 5Marquage CECertification (PEFC, …)Chartes de qualitéPV essais, …

ImportationProduction locale

?

TriSéchageAboutageRabotageCollage

Sciage

RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux

Évolution des matériaux dérivés du bois massif

Des « produits » aux « composants de construction » …

Les robots de taille de charpente à commande numérique


Les produits de construction dérivés du sciage

• Bois massif (Séché, raboté)

• Bois massif abouté (Séché, raboté, lg 13 m)

• Bois contrecollé (Duo, Trio, lg 12 m)

• Bois lamellé collé (Droit, grandes longueurs)


2 déc 2010

Les dérivés du bois

Dérivés de la trituration Dérivés du tranchage

Dérivés du sciage Dérivés du déroulage



Le lamellé-collé

Aboutage :

• lames de grande longueur

• purge de défauts

Presse

RIOM2 déc 2010

Sections importantes

Formes courbes



Les panneautés



Les panneaux structurels de bois massif contre-collé


2 déc 2010

Epaisseur : 10 à 30 cm – Longueur : jusqu’à 24 m – Largeur : jusqu’à 2,50 m


Les carrelets de menuiserie


2 déc 2010


Les contreplaqués


Les dérivés du boisLe lamibois


Les dérivés du boisLes déroulés redécoupés en lamelles longues



Les panneaux à lamelles orientées (OSB)

Les panneaux de particules Les panneaux de fibres

Les panneaux à liant hydraulique



Les isolants (souples ou rigides)


Les composants bois pour la construction


Les technologies de construction bois



1 / Ossature bois et solivage traditionnel

2 / Panneaux « bois massif contre-collé »

3 / Poteau – poutre, arcs, …

Techniques structurelles contemporaines

+ Mixité des matériaux de structure

Bois / boisBois / acierBois / béton Bois / acier / béton

RIOM2 déc 2010

+ Charpentes traditionnelles ou industrielles


Le mur à ossature bois

RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois

Réglementation :DTU 31-2



Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil




























RIOM2 déc 2010


• Construction sur site

• Construction par petits panneaux

• Construction par grands panneaux

• Construction par modules tridimensionnels

Fabrication et mise en œuvre


Construction sur site



Construction par petits panneaux



RIOM2 déc 2010


Préfabrication atelier


Construction par grands panneaux

RIOM2 déc 2010



Construction par grands panneaux

Construction en modules tridimensionnels




RIOM2 déc 2010

Extensions surélévations


Rénovation thermique (mur manteau)



Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)




Trelleborg ST

Physique de I´habitat

Fixations par vis, équerres, sabots, …

Etanchéité à l’air

Les panneaux de bois contre-collé


E-Installation

28

27

56

54





Les panneaux de bois contre-collé


Reconstruction L’Aquila(Suite au séisme du 6 avril 2009)

Aquila 18 résidences R+24 appartements par résidenceS Hab. : 12 800 m2 - REI 90

Aquila 27 résidences R+24 appartements par résidenceS Hab. : 16 800 m2 - REI 90

Travaux du 6 juillet au 20 septembre 2009

Volume de bois utilisé : 11 000 m3



Suède - Växjö

Les structures poteau poutre






Les charpentes traditionnelles


Les charpentes industrielles

Les revêtements extérieurs sur structures bois



RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois

MaçonnerieEnduits hydrauliquesAcier, aluminium, …Terre cuite, ardoise, …Verre, polycarbonateMatériaux de synthèse

LamesPanneauxBardeaux

Les revêtements avec d’autres matériaux

Les revêtements bois


1 – Sans traitement ni finition

2 – Avec traitement autoclave, sans finition

3 – Avec finition lasure

4 – Avec finition peinture

5 – En bois reconstitué peint

Les bardages bois

Essences naturellement durables (classe 3)

Essences imprégnables


Les bardages sans finition : entretien

Nettoyage + lasure après 15 ans


Lasures :

• Filmogènes

• Non filmogènes

Les bardages bois avec finition lasure


Les bardages bois avec finition peinture


Les bardages en matériaux composites ou fibres-ciment


Les bardages en terre cuite, ardoises, briques, …


Les enduits (Enduits hydrauliques, revêtements minces)

Construction boiset performances thermiques



Évolution de la réglementation thermique

Comparaison France / Europe

- RT 2005 (France Région H1) 130 kWh/m²/an ( Labels « HPE » : -10% - « THPE » : - 20%)

- RT 2020 (Avant Grenelle environnement) 80 kWh/m²/an

- Habitat basse énergie (Allemagne) 65 kWh/m²/an

- Minergie (Suisse) 42 kWh/m²/an

- Habitat passif (Allemagne) 15 kWh/m²/an

France 2007 :moyenne

logements 250 kW/m²/an

Loi « Grenelle de l’environnement » - bâtiments neufs - RT 2012 : 50 kWh/m²/an ( Label BBC)

- RT 2020 : « 0 » à 15 kWh/m²/an

Consommation calculée en combustibles fossiles pour le chauffage, le refroidissement et la production d’eau chaude sanitaire

Bâtiments bois à basse consommation d’énergie RIOM2 déc 2010

U : coefficients de déperdition surfacique d’un élément (mur, plancher, fenêtre, …)

Exprimés en W/m².K – Zone H1

Valeurs de références de la RT 2005

Bâtiments bois à basse consommation d’énergie

Toiture =

Mur =

Habitat individuel Bâtiments tertiaires

0,27

0,20

0,36

Menuiserie = 1,80

0,60

0,55

0,60

0,40

1,50 0,27 0,36 2,10Mur = Menuiserie

= Ponts thermiques

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Ossature bois simple

Ossature bois + contre-isolation

Panneau bois contre-collé + isolation extérieure

Principes de murs

Traitement de pont thermique de dalle Source CNDB

Bâtiments bois à basse consommation d’énergie RIOM2 déc 2010

Coefficients de conductivité thermique

Valeur de calculpour le bois :

λ = 0.12 W/m°C

λ(W/m°C)

Aluminium 230

Acier 52

Granite 3.5

Béton 1.75

Plâtre 0.5

Chêne 0.23

Sapin, épicéa 0.12

Liège 0.10

Balsa 0.054

Laine minérale 0.040

Comparaison des coefficients de transmission thermiquede matériaux de construction courants


Conformité réglementaire : label Acermi ou Avis technique CSTB

1 91743329154211

0,50,3

Écart / bois

Bois de structure = résineux

Le bois matériau de structure et isolant

RIOM2 déc 2010

RIOM2 déc 2010

Exemple : murs ossature bois selon avis technique CSTB (Isover Vario)

Rappel : U ref RT 2005 = 0,36 W/m².K

Mur à ossature bois conventionnel

Ossature bois 45x120 mm, entraxe 600 mm

Isolant 120 mm – λ = 0,035 W/m.K

Ossature 45x140 mm, entraxe 600 mm


U = 0,30 W/m².K

U = 0,25 W/m².K

( -17% )

( -30% )

Ossature bois 45x140 mm, entraxe 600 mm


Ossature métallique croisée, entraxe 600 mm

Isolant 60 mm - λ = 0,035 W/m.K

U = 0,17 W/m².K

Mur à ossature bois + contre-isolation

( -53% )


Conception et réalisation de bâtiments bois

à basse consommation d’énergie

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• Permettre le choix entre plusieurs niveaux de performance de déperdition thermique avec un même principe constructif

• Développer une technologie banalisée et compétitive et un langage commun entre les concepteurs et les

entreprises (Cahiers de détails, méthodes de prix, …)

• Permettre une liberté de conception architecturale et une adaptation aux différents sites (Revêtements extérieurs notamment)

• Standardiser et limiter les composants de base pour faciliter les approvisionnements et la compétitivité des entreprises

• Favoriser l’emploi de bois local en conformité avec les exigences réglementaires (Qualité, séchage, usinage, certification, …)

Une stratégie « marchés »


RIOM2 déc 2010

Une technologie simple, compétitive et performante


RIOM2 déc 2010



Plusieurs largeurs d’ossature + une contre-isolation intérieure U : 0,18 à 0,10 W/m².K = niveau BBC à Passif (rappel : RT 2005 : 0,36)Exemples :

- 140 mm + 70 mm (210 mm d’isolant)- 180 mm + 90 mm (270 mm d’isolant)- 220 mm + 110 mm (320 mm d’isolant)

5 typologies de revêtements extérieurs :

- Bardage bois horizontal- Bardage bois vertical- Panneaux bois 3 plis- Panneaux ou clins composites et minéraux- Enduits (Revêtement minéral épais ou enduit hydraulique)

DTU 31-2 : pare-vapeur au maximum à 1/3 de l’épaisseur totale d’isolant (à λ égal) à partir de l’intérieur du mur (1/4 au-dessus de 600 m d’altitude)

RIOM2 déc 2010



Exemples de détails

RIOM2 déc 2010



Exemples de détails

RIOM2 déc 2010



Mais … concevoir, réaliser et tester l’étanchéité à l’air des bâtiments

Test de porte soufflante

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CONCLUSION


Possibilité de réaliser des bâtiments conformes aux exigences de la future RT 2020 dés aujourd’hui dans des conditions de fiabilité technique et de compétitivité avec les entreprises locales

Plusieurs conditions :

Sensibiliser et informer les maîtres d’ouvrage, publics et privés, contrôleurs techniques, organismes de certification, …

Former les différents acteurs : maîtres d’ouvrage, architectes, BET, économistes, négociants, entreprises (TCE), etc.

Créer et animer un réseau avec tous les acteurs concernés

RIOM2 déc 2010


Le principe du « Bottom up » …

« On avance pas à pas en profitant à chaque étape du retour d’expérience.

On tire peu à peu l’ensemble de la profession vers le haut, en responsabilisant chacun à son échelle d’intervention.

Cette pratique est favorisée par le fédéralisme et l’autonomie des régions. » »

… opposé à celui du « Top down »

« Quelques « têtes pensantes » fixent pour l’ensemble d‘une profession des objectifs toujours ambitieux, parfois irréalistes.

Le ordres descendent d’en haut de manière hiérarchique et plus ou moins rapidement jusqu’en bas de l’échelle, avec des conséquences désastreuses sur l’ambiance de travail et donc sur l’efficacité.

Cette pratique est courante dans les pays où le pouvoir est centralisé et où les lobbies ont une grande influence. »

Réf. Dominique Gauzin Müller : «l’expérience du Vorarlberg »

Un exemple : le Vorarlberg

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