Résumé Fondations Et Murs

Généralité de la Construction :

Résumé du chapitre 7 et 8 : Fondations et Murs

Chapitre 7 :

Généralités :

Présentation :

Les fondations ont pour rôle de transmettre et répartir de manière égale, les charges et surcharges (le poids) de la construction sur le terrain.

Les types, les formes et les dimensions des fondations sont déterminés par la nature et les caractéristiques de l’ouvrage, ainsi que par les propriétés des terrains où sera édifiée la construction.

C’est l’ingénieur civil qui s’occupe de la statistique du bâtiment (équilibre des systèmes de forces). Il étudie le concept de structure, il calcule l’ensemble du dimensionnement des murs, des poteaux, des sommiers, des dalles et des fondations etc. Pour ce faire, certaines informations sur les caractéristiques physiques et mécaniques du terrain à bâtir lui sont nécessaires et nécessitent une étude géotechnique.

Pour des projets dans des zones plus complexes, c’est le géologue qui détermine la nature et la résistance des sols.

On distingue deux catégories de fondations ; les fondations normales liées au bâtiment proprement dit, et les fondations spéciales qui sont en principe exécutées avec les travaux préparatoires.

Solidité du terrain :

Pour les terrains que l’on peut creuser en Suisse, la solidité du terrain à bâtir est en général de l’ordre de 0.2 à 0.3 N/mm2 (ou daN/cm2).

(Il est important que les charges des différentes parties du bâtiment soient égales à une constante, c’est-à-dire que chaque partie de la fondation applique la même pression sur le sol).

Il faut éviter de faire des fondations dans du remblai, la composition et la cohérence du terrain ne permettent pas d’exclure des tassements imprévisibles, inégaux et importants.

La présence d’eau dans le terrain, en fonction des quantités présentes et des pressions qu’elle engendre, modifie de manière considérable la résistance des terrains.

Dimensions de la fondation :

Afin de pouvoir dimensionner correctement une fondation, il faut connaitre le poids total de la future construction (les charges et les surcharges), et la force portante du terrain à bâtir.

Les relations entre les trois paramètres :

Force portante du sol ≥ (Charges totales [N])/(Surface d^' appui sur le sol [mm^2 ] )

Le calcul de la surface de la fondation :

Surface min. de la fondation [mm^2 ] =

Lors de fondations très rapprochées, il convient de faire attention à la répartition de la pression. La limite de pression sur le sol (contrainte admissible) ne doit pas être dépassée.

Rapport entre la fondation et le terrain :

Il importe de connaître le terrain non seulement au niveau des fondations, mais aussi bien au-dessous de celles-ci. Il faut toujours rechercher l’épaisseur de la couche d’assise et s’assurer si les couches sous-jacentes sont compressibles ou sans résistance, il est donc utile de prospecter le terrain sur une profondeur définie par deux fois la largeur de la semelle continue sous un mur et trois fois dans le cas d’une semelle d’un pilier isolé.

Exemple :

Pour semelles continues sous mur Pour piliers isolés

L’assise de la fondation doit être perpendiculaire au sens des efforts transmis afin d’éviter les risques de glissement possible.

La qualité du sol doit être régulière, la base de la fondation doit reposer sur un sol solide et stable. La profondeur des fondations est déterminée par le type et la fonction de ces dernières, mais dans tous les cas, elles doivent atteindre une profondeur limite « hors gel ».

Les matériaux :

On exécute des fondations avec des matériaux traditionnels utilisés dans la construction.

Le béton (armé ou non) : c’est généralement le matériau utilisé pour les fondations. Par ses qualités (résistant, compact, sans joint, etc.) il permet une exécution rapide, économique, de qualité, et offre des possibilités de traitements et protections contre les eaux d’infiltration dans le terrain.

Maçonnerie de briques ou moellons

Le bois : est rarement employé dans les fondations. Il peut convenir dans des milieux aquifères pour autant qu’il reste en permanence dans ces milieux.

Le fer et l’acier : ils sont rarement employés car ils s’oxydent rapidement, ils doivent donc être protégés efficacement et durablement.

Fondations :

La forme de la fondation répond à des critères statiques, elle dépend du type de porteurs rattachés à cette fondation (murs simples, murs de soutènements, piliers, colonnes, etc.) des efforts et des sens de poussées auxquels elle est soumise, ainsi que des matériaux utilisés.

Exécutée le plus souvent en béton (grâce à la facilité et rapidité de mise en place), on distingue deux catégories de fondations normales, celles qui sont non armées et celles qui sont armées.

Les fondations non armées

De nos jours, l’emploi de semelles de fondation non armées dans la construction se limite à des bâtiments de faible importance à un seul niveau. Les fondations non armées sont maintenant réalisées en béton.

Anciennement, les semelles de fondations étaient en briques, en plots de béton, ou en moellons (pierres taillées).

Plus la largeur « b » augmente, uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu plus la hauteur « h » de la semelle njndswdjkebhdk devient grande.

Remarque : Une semelle non armée, très nnn large et peu épaisse risque de se rompre.

Les fondations armées

Afin de réduire la quantité de terrassement, de béton et le poids, ou utilise des armatures dans le sens transversal afin de reprendre les efforts de traction dans le bas des semelles. Des armatures placées dans le sens longitudinal assurent une répartition des efforts et une rigidité de la semelle dans le sens de la longueur. Avec des semelles de fondation armées, l’angle de décharge de 30° n’est plus nécessaire.

On applique un ordre de grandeur d’environ 80 à 100 kg d’acier d’armature pour 1m3 de béton mis en place, (c’est l’ingénieur civil qui par des calculs précis, détermine les quantités, les formes, les diamètres, et les emplacements des armatures dans les ouvrages en béton armé), les aciers d’armature doivent être enrobés d’au moins 3.5cm de béton. Les qualités de béton sont liées aux contraintes et exigences auxquelles doit répondre la structure en béton.

Un béton de propreté (béton maigre) d’une épaisseur d’environ 5cm est préalablement coulé dans le fond de fouille afin d’offrir une surface propre et régulière pour l’exécution des fondations.

Les semelles continues :

Appelées également semelles filantes, elles se situent sous les murs porteurs. Elles reprennent, répartissent et transmettent au terrain les charges transférées par les murs.

Les semelles ponctuelles :

Appelées également semelles isolées, elles sont généralement de surface carrée. Elles reprennent, répartissent et transmettent au terrain les charges transférées par les piliers, colonnes et poteaux.

Dans ce type de fondation, on dispose de deux nappes d’armatures afin de reprendre les efforts de traction orientés dans les deux directions.

On trouve souvent des semelles isolées reliées entre elles par des longrines (poutres horizontales) en béton armé (B.A.).

Les dallages :

Lorsqu’un bâtiment est réalisé avec des fondations sous formes de semelles continues ou ponctuelles, on exécute un dallage pour le sol de ce dernier.

Le dallage est une dalle de faible épaisseur, souvent séparée du terrain sous-jacent par un empierrement (couche d’égalisation et de répartition des charges). Lorsqu’une utilisation permanente du niveau en sous-sol a lieu, il faut poser un isolant thermique ainsi qu’un film étanche (une feuille de P.V.C ou similaire) entre le dallage et l’isolant, afin d’éviter la remontée capillaire des eaux.

C’est sur ce dallage que seront exécutées les couches de finitions (en plus de l’isolation ; une chape flottante et le revêtement final).

Les radiers :

On peut comparer un radier à une dalle en béton armé inversée, l’armature principale étant placée dans la partie supérieure (à l’inverse d’une dalle pleine).

Le radier est utilisé lorsque la contrainte admissible du sol est faible mais homogène, lorsque les empattements des semelles deviennent très larges et que ces dernières se touchent presque.

Un radier général utilise la surface totale du bâtiment comme appui sur le sol, et par son rapport poids/surface, il permet la construction de bâtiments de grande hauteur. Il améliore la résistance aux différences de tassement, et offre (suivant le type d’exécution) une meilleure étanchéité que les dallages.

Les cuvelages :

Un ouvrage situé au-dessous du plan des eaux souterraines est soumis à la poussée hydraulique. Cette dernière appelée « sous-pression » agit perpendiculairement aux parois et de bas en haut sous le radier.

La sous-pression dépend de la hauteur d’eau au-dessus du point considéré et tend à soulever l’ouvrage. Les fondations (calculées par l’ingénieur civil) seront donc dimensionnées pour résister à cette sous-pression, et dans ce cas, il faut exécuter une sorte de caisson étanche (murs et radiers) appelé « cuvelage ».

Pour exécuter un cuvelage il faut, après les opérations de terrassement (avec un éventuel abaissement de la nappe phréatique), poser un empierrement avec une incorporation éventuelle de drainages, et sur cet empierrement étendre un béton maigre.

Un cuvelage extérieur (appelé support ou précuvelage) résistant aux sous-pressions est réalisé en béton armé. Sur le sol et les faces, du côté intérieur de ce précuvelage, on applique une étanchéité et éventuellement une isolation qui seront protégées par une couche de mortier.

Vient ensuite le radier et les parois du sous-sol de la construction.

Il est impératif que l’étanchéité soit réalisée par des spécialistes et que toutes les mesures soit prises pour qu’elle ne soit pas abîmée pendant les travaux.

Toutes les dispositions doivent également être prises pour garantir l’étanchéité du cuvelage, même dans le cas de joints de dilatation, de traversées de l’enveloppe (tuyaux), etc.

Fondations spéciales :

Généralités :

On parle de fondations spéciales lorsque les programmes des bâtiments à construire, les exigences statiques, et les caractéristiques des terrains à bâtir ne permettent pas de rester dans des concepts de fondations conventionnelles tels que ; semelles filantes ou ponctuelles, radiers et cuvelages simples.

On distingue dans les fondations spéciales trois catégories principales à savoir ; les enceintes de fouilles, les pieux, et les reprises en sous-œuvre.

Remarque : La présence d’eau superficielle issue des pluies, ou d’eau profonde circulant sous terre par les effets de la gravité, peut modifier les caractéristiques des sols. Elle complique les terrassements et nécessite certaines interventions (épuisement des eaux) afin de pouvoir effectuer des fondations et des travaux spéciaux. Dans ce cas, on utilise des systèmes tels que ; les drainages, le rabattement de l’eau par pompage (abaissement de la nappe phréatique), et même dans certains cas particuliers, la congélation du sol.

Les enceintes de fouilles :

Exécutées pendant la phase de travaux préparatoires, les enceintes de fouilles sont des éléments crées afin de pouvoir effectuer des travaux de terrassement (fouilles en pleine masse) dans des zones où l’environnement, les qualités des terrains, le domaine bâti existant, et la place disponible ne permettent pas effectuer des fouilles traditionnelles avec des talus.

Les enceintes de fouilles sont réalisées, soit de manières provisoires et démontées en fin de chantier, ou alors de manière définitive et dans ce cas, elles seront utilisées comme parois de fondation pour l’ouvrage à créer.

Le rideau de palplanches

Le rideau de palplanches est utilisé en tant que protection de fouilles afin d’éviter les éboulements de ces dernières. Il permet également le travail en présence d’eau car il offre un écran relativement étanche. C’est un système relativement économique de fouilles.

Les palplanches sont des éléments verticaux jointifs fichés dans le sol.

C’est les palplanches en acier qui sont le plus souvent utilisées. Elles sont fichées dans le sol, soit par battage au moyen d’un mouton, soit par enfoncement au moyen de vérins hydrauliques, cette deuxième solution permettant d’éviter le bruit et les vibrations.

Le « batardeau » est constitué de deux rideaux de palplanches, distantes de quelques mètres, entre lesquels on place du remblai. Cette construction utilisée lors de travaux en milieu aquatique, permet de réaliser des enceintes provisoires étanches. L’eau est alors pompée à l’intérieur de l’enceinte, afin de pouvoir exécuter les terrassements de la future construction.

Les parois moulées

Les parois moulées, exécutées en béton armé, permettent de contenir les éboulements en résistant à la poussée des terres, offrent une bonne protection contre la poussée de l’eau, (la réalisation par étapes ne permet pas de garantir une étanchéité parfaite) et assurent un rôle statique par leur intégration dans le concept de structure d’un ouvrage. De par leur rigidité, elles n’entraînent pas de déformation du sol, elles sont donc réalisables même proche de bâtiments existants. L’exécution de parois moulées ne peut se faire en milieu aquatique.

Le principe de la paroi moulée est également utilisé pour les parois préfabriquées.

Les parois berlinoises

Le principe de la paroi dite « berlinoise » consiste à mettre en place préalablement dans le terrain des profilés métalliques (IPE, HEA, HEB) ou des pieux en béton.

Pour ce faire, on procède d’abord à un forage, puis on introduit le profilé, réglé parfaitement vertical et on procède au scellement de ce dernier.

Au fur et à mesure du terrassement, on met en place des éléments horizontaux (éléments de béton préfabriqués ou coulés sur place par étapes, bois ronds ou traverses en bois) qui relient ces profilés.

Dans certains cas, il est nécessaire de prévoir des tirants d’ancrages pour assurer la stabilité de l’ensemble.

Les parois parisiennes

Les conditions d’emploi sont les mêmes que celles de la paroi berlinoise.

Les parois épinglées

Appelées aussi parois clouées, il s’agit d’une consolidation de la paroi de la fouille, dans le cas de terrassement de faible hauteur. Les éléments de retenue peuvent être exécutés sur place, avec la pose d’une armature et une projection de béton, une autre solution consistant à la mise en place de plaques préfabriquées en béton armé.

Les pieux :

Lorsque les fondations traditionnelles et les radiers ne permettent pas de transmettre les charges du bâtiment au terrain, car celui-ci n’offre pas la force portante nécessaire, en recherche une meilleure qualité de terrain en profondeur.

Les pieux sont des éléments de section relativement faible et de grande longueur. Ils se composent de trois parties ; la tête, le fût et la pointe. On distingue différents types de pieux :

Les pieux préfabriqués : les pieux préfabriqués sont exécutés en béton armé avec, comme sabot, une pointe en acier. Ils sont livrés sur chantier prêt à être fichés dans le sol. Cette opération se fait par battage au moyen d’un mouton (la tête de pieu doit être protégée par un casque de battage).

On trouve également des pieux en bois (pilotis) qui doivent rester en milieu aquifère en permanence pour éviter leur pourrissement.

Les pieux métalliques offrent une bonne résistance à la compression et à la flexion. Le fait que l’on puisse souder successivement des éléments à la suite, permet d’atteindre de grandes profondeurs. La rouille en revanche attaque ce type de pieux. Il convient dans ce cas, de les surdimensionner légèrement.

Les pieux exécutés sur place : ces types de pieux sont réalisés en béton ou en béton armé, ils peuvent être réalisés avec ou sans armature.

On distingue deux principaux concepts de mises en œuvre.

Pour le premier, on procède à l’exécution des forages, on incorpore le panier d’armature puis on effectue le bétonnage. En fonction des terrains, certains forages sont réalisés avec des systèmes de coffrages sous formes de tubes mis en place lors de la creuse et retirés au moment du bétonnage. L’enfoncement des tubes se fait par battage, ou havage lors du forage.

Il existe un grand nombre de systèmes pour l’exécution de pieux moulés sur place. La plupart de ces systèmes sont exécutés en béton (système Franki, Compresol, Symplex, Express), mais quelques-uns offrent la possibilité de joindre de l’armature (système Zeiss, Hochstrasse-Weise).

L’autre concept consiste à « creuser » le sol par la chute d’un pilon qui compresse le sol. Le puits ainsi réalisé est rempli par du béton fortement comprimé par pilonnage. Ce système peut être utilisé dans des terrains de remblais ou de faible consistance lorsque les eaux ne sont pas abondantes, mais ne convient pas dans les terrains très argileux.

Les micropieux :

Il s’agit de pieux de petits diamètres (de 5 à 25 cm), armés et travaillant uniquement au frottement latéral. Ces pieux, exceptionnellement élancés, travaillent en compression, mais ils peuvent également, si besoin est, travailler en traction comme les tirants d’ancrage.

Les reprises en sous-œuvre :

Les reprises en sous-œuvre consistent à intervenir sur des parties de structure d’un ouvrage existant (murs, planchers, fondations), sans pour autant nuire au reste du bâtiment. Elles sont souvent nécessaires lors des transformations de bâtiments existants, ou lorsque l’on exécute un nouvel ouvrage accolé à une construction déjà en place (mitoyenneté).

Par exemple, des reprises en sous-œuvre sont nécessaires, si le fonds de fouille d’un ouvrage à construire est plus bas que le niveau des fondations de la construction attenante existante.

Les travaux de reprises en sous-œuvre sdvchjsdvjhsh djnd font appels à des techniques de construction constriiiiiiojh sophistiquées et doivent être confiés à des vjhfjhzfzj entreprises spécialisées dans ce domaine.

Kjxbaskdsajhdvhjdvjdvjashvdsavihdh Les travaux de reprises en sous-œuvre sajdsjbcdkjascjha doivent être exécutés par petites étapes.

Hjvhgdjgxcgjckghckdgxchmchkixkti Par exemple pour les murs, on intervient hvhjfkofkzfhkgfhlfchgkhkdkghkiikg généralement sur la « demi-épaisseur » de bvhdurdjfgcgfighckghdkdkhcigfx celui-ci, puis quand la première partie est gjhffkcvkhckhfkhcvhgcfkhflohcgifhgtk terminée, on effectue la même opération sur bnxvashjkcfksdzjfgjasdhkvfgjlsiiihvfldjf la deuxième demi-épaisseur.

Pour des interventions sur des fondations, on travaille également par étapes, sur toutes la profondeur de la semelle filante existante, mais par tronçons allant de 2 m jusqu’à 4 m en fonction de la nature des fondations du bâtiment existant et de la qualité du terrain rencontré.

Les joints :

Généralités :

Aujourd’hui, l’emploi de matériaux très rigides comme le béton armé ou l’acier et des solutions techniques comme la précontrainte ou la préfabrication nous obligent à prévoir des joints, dès l’étude du projet et déjà depuis le niveau des fondations.

Les joints sont des dispositions constructives permettant de dissocier des parties d’ouvrages.

On distingue sommairement deux catégories de joints ; les joints de dilatation et les joints de tassement.

Les joints de dilatation :

Les joints de dilatation sont comme leur nom l’indique, destinés à permettre aux différentes parties d’un ouvrage de dilater. Chaque matériau possède son propre coefficient de dilatation.

Afin d’éviter que les mouvements liés aux variations de température n’engendrent des tensions qui pourraient fissurer l’ouvrage, il est nécessaire de prévoir un « espace vide » dans les cas de grands éléments, ou entre les différentes parties d’éléments d’une construction.

Les joints de tassement :

Les joints de tassement permettent les mouvements des différentes parties d’un bâtiment ou entre deux corps de bâtiment.

Chapitre 8 :

Généralités :

Fonctions :

Eléments verticaux dans la construction, les murs et cloisons ont beaucoup de fonctions, ils permettent entre autres :

La délimitation et la subdivision de l’espace.

La protection contre les influences climatiques et météorologiques extérieures.

Le respect de l’intimité, par la défense contre les intrusions de tiers, et la protection contre les nuisances extérieures.

Les murs porteurs sont des éléments de structure qui assurent, en plus des fonctions énumérées précédemment :

La reprise des charges et surcharges des planchers et la transmission de celles-ci aux fondations.

Le contreventement de la construction.

Influences et contraintes :

Le confort intérieur nécessite la maîtrise des influences extérieures ainsi que des contraintes qui en résultent.

Les matériaux servant à l’édification des murs et des cloisons doivent être choisis en rapport avec leurs fonctions. A cet effet, il faut tenir compte de leurs caractéristiques sur des points tels que ; la résistance aux efforts mécaniques, l’isolation phonique et thermique, la résistance à l’eau, la diffusion de vapeur, l’accumulation de chaleur, la réflexion, la résistance au feu, etc.

Les murs extérieurs en construction légère ont des poids surfaciques bien moindres que ceux des murs massifs (masse surfacique d’environ 100 kg/m2).

Terminologie :

Les murs pignons et gouttereaux constituent l’ensemble des murs de façade (murs de l’enveloppe). Ce sont des murs porteurs qui doivent également assurer une bonne isolation thermique et phonique.

Les murs de refend servent souvent d’appui intermédiaire aux planchers et assurent un contreventement de la construction.

Les murs d’échiffre sont destinés à h hhhhhvhjfkfghffhkfghfkghffhjkfkh supporter les escaliers.

Les murs mitoyens, construits dddddddjshkjsgaksgaskgaskddgdg anciennement à cheval sur la limite hhdhdhdhdhdhdhdhdhdhdhdhdh de propriété, appartiennent donc à jscjkshkshskhskdhkhddjdjdjdjdj deux ou plusieurs propriétaires.

Mode de construction, appareils :

Empilage d’éléments ; pierres naturelles, plots, briques, etc.

Empilage et coulage ; éléments de coffrage (pierres naturelles, plots, briques) et coulage de béton.

Coulage ; éléments en béton avec pose d’armature (y compris montage préalable du coffrage).

Montage ; et assemblage de plaques en béton préfabriqué ou autres matériaux.

Montage et empilage ; éléments de structure avec remplissage de briques, parpaings isolants.

Murs :

Les murs massifs se caractérisent par l’utilisation d’un matériau unique, ayant au mieux un enduit ou un crépi. Ils sont homogènes pour la majorité (par le passé, certains murs en matériaux hétérogènes furent construits par souci d’économie ou de décoration). La construction massive satisfait à de nombreuses exigences des murs de l’enveloppe, telles que ; transfert des charges verticales, stabilité, isolation (bruit, chaleur, incendie), accumulation de chaleur (inertie thermique), résistance dans le temps, etc.

Les matériaux généralement utilisés sont ; les pierres naturelles (moellons ou pierres de taille), les briques de terre cuite (briques pleines de parement, briques perforées), les briques silico-calcaires, les plots de ciment (agglomérés de béton ou ciment).

Les éléments de maçonnerie utilisés en sous-sol ne doivent pas absorber plus de 12 g/dm2). Des mesures à prendre comme l’utilisation de béton étanche (adjuvants hydrofuges), couches de carton bitumé, crépis et peintures étanches, plaques filtrantes et drainages, sont indispensables pour éviter l’humidité en sous-sol.

Coupe verticale sur un mur de façade monolithique en plots isolants (béton cellulaire).

Les murs composés :

De nos jours, une grande partie des murs de façade (murs de l’enveloppe) sont construits en « multi-couches » du moins, dans les pays de l’Europe centrale et chez ceux où règnent des conditions climatiques similaires.

De nos jours, la composition « multi-couches » des murs résulte en premier lieu des exigences de l’isolation thermique (exigences de confort intérieur devenues plus élevées, la protection de l’environnement, les économies d’énergie).

On distingue dans les murs composés deux grands principes :

« système traditionnel »  murs porteurs à l’extérieur, isolant thermique et doublage coté intérieur.

« système périphérique »  murs porteurs à l’intérieur, isolant thermique et revêtement coté extérieur.

Les murs de façades en « système traditionnel »

Les éléments porteurs (béton armé, brique terre cuite, plots de ciment, etc.) se trouvent coté extérieur, généralement avec un crépi de finition. Sur la face du côté intérieur, se trouve une isolation thermique (laine minérale, polystyrène extrudé ou expansé, verre cellulaire, etc.) souvent accompagnée d’un pare-vapeur. L’isolant sera protégé par un doublage intérieur (brique de galandage en terre cuite, carreaux de plâtre, panneaux bois, etc.) ainsi qu’une couche de finition intérieure.

Ce type de construction présente l’avantage d’être une solution éprouvée. Les principaux défauts résident dans les divers ponts thermiques (têtes de dalles, passages de balcons, etc.), et le fait que la structure soit simultanément au froid (les murs extérieurs) et au chaud (les planchers, les dalles) ce qui engendre des tensions (phénomène de dilatation) dans les divers éléments.

La cloison intérieure appelée « doublage » a pour but de protéger la couche calorifuge et de servir de finition intérieure de l’élément de façade.

Coupe verticale sur un mur composé de façade « système traditionnel »

Les murs de façades en « système périphérique »

Dans ce type de murs, l’élément porteur se situe du côté intérieur, l’isolation thermique se trouve sur la face du côté extérieur. L’isolant sera, soit protégé par une « peau extérieure » (doublage extérieur de constructions), soit directement crépi.

Ce type de construction présente plusieurs avantages. Il n’y a pratiquement pas de ponts thermiques et l’ensemble de la structure du bâtiment (les murs porteurs, les planchers, les dalles) est à la même température, protégé par une enveloppe d’isolation, ce qui évite les tensions (phénomène de dilatation) dans les divers éléments.

Il existe une grande variété de solutions pour l’exécution de l’élément de protection de l’isolation thermique périphérique (la « peau extérieure »), allant du simple crépi, au placage en pierres naturelles, en passant par le bardage en bois, en fibro-ciment ou en métal, et les éléments préfabriqués en béton.

Briques de parement Préfabriqués béton Bardage fibro-ciment Placage pierres naturelles

L’ensemble de la structure porteuse du bâtiment doit être absolument stable à l’égard des forces qui s’exercent verticalement et horizontalement (tassement des fondations, ouvrages de soutien, vent, séismes, poussée des terres, etc.)

L’isolant thermique assume la plus grande part de la fonction calorifuge du mur. Il faut prendre garde à ce que cette lame calorifuge ne soit interrompue en aucun point et ne puisse pas glisser entre les deux parois. Il est bon d’appliquer et de fixer les panneaux isolants à la paroi interne.

Pour la paroi externe (« peau extérieure ») on tiendra compte des effets de variation de température, de la disposition des joints de dilatation et de retrait, ainsi que de la construction des baies (dimensions, emplacement).

La paroi externe doit être indépendante de la structure porteuse, elle doit pouvoir « bouger » sous l’effet de la dilatation, aucun lien de solidarité rigide entre les deux parois ne doit exister, on évitera soigneusement toutes contraintes internes dues à des ponts de mortier, à des chevrons ou à des châssis de fenêtre solidarisant les deux parois.

Néanmoins pour qu’elle possède la stabilité requise, elle doit être reliée à la structure porteuse par des ancrages spéciaux. Différents types d’ancrage ont fait leurs preuves et sont devenus usuels.

Pièces d’ancrage articulées

Pièces d’ancrage Carbo j

Pièces d’ancrage hélicoïdales

Les ancrages doivent répondre à des efforts de traction et de compression exercés perpendiculairement au plan du mur composé.

Pour des raisons pratiques les ancrages seront disposés en rangées horizontales, à raison d’une éventuellement de deux, par étage. Leur répartition et leurs dimension seront déterminées par l’ingénieur civil, et répondront d’une part à la pression du vent et d’autre part à la nature de la construction et à ce qu’enseigne l’expérience.

Les murs préfabriqués :

La préfabrication des façades permet, sous certaines conditions (par exemple, utilisation d’éléments répétitifs) ; un gain de temps, un gain d’argent, et une excellente qualité de construction.

Généralement, une façade préfabriquée est basée sur le principe des murs composés « système périphérique ». L’élément porteur est en béton armé, l’isolant thermique en polystyrène expansé ou extrudé, la paroi externe est souvent en béton avec un aspect décoratif (sablé, lavé, cannelé, concassé, agrégats divers, ciment avec pigments).

La préfabrication peut aussi s’appliquer à des murs en maçonnerie (briques, parpaings), pour des murs intérieurs et extérieurs.

Il est important de tenir compte de la taille et du poids des éléments lors de la planification, afin de maîtriser le transport, la manutention et la mise en place de chaque pièce.

Un « découpage » de la façade au moment du projet permet de rationaliser les différentes pièces et de définir le nombre et l’emplacement des joints entre les pièces (joints de dilatation et de mise en place).

Il existe pour les murs comme pour les dalles des systèmes « semi-préfabriqués ». On utilise alors les « prémurs », appelés également murs précoffrés. Ces éléments se composent de deux plaques minces de béton armé, préfabriquées et assemblées en usine pour former, au moyen de poutres en treillis, un double élément avec un vide intermédiaire. Après le montage sur le chantier, on remplit le vide au moyen de béton coulé sur place. Le vide peut être compléter de paniers d’armature si nécessaire.

Les murs en construction bois :

Simplicité, facilité de mise en œuvre, faible poids et bon isolant thermique sont les principaux avantages des constructions bois, par contre, il offre une faible isolation phonique, une sensibilité à l’humidité (gonflement/retrait), et pour un dimensionnement normal, les portées et les charges sont limitées.

Si la structure est correctement dimensionnée, le comportement du bois en cas de feu est positif. Certains éléments (par ex. panneaux de particules compressés) sont admis en classe de résistance au feu F30.

On trouve le bois dans la construction des murs porteurs sous forme d’éléments « monolithiques » et de « structure portantes ». Pour les cloisons (non porteuses), ces dernières sont le plus souvent réalisées en panneaux préfabriqués légers.

Les murs monolithiques (bois)

Réalisés avec des pièces de bois massives (rondins ou bois équarris), on nomme construction « en madriers » les murs monolithiques en bois. Elles sont réalisées avec des pièces de bois empilées, c’est autant la structure porteuse que la façade.

Avec l’évolution des contraintes, notamment en matière d’isolation thermique, certains fabricants proposent des pièces de « madriers isolés » composés d’un isolant phonique (polystyrène expansé) collé entre deux éléments de bois de manière à ne former plus qu’une seule pièce. Une construction en bois est généralement posée sur des éléments de maçonnerie, tels que ; soubassements, semelles ou dalles en béton.

Une attention particulière doit être apportée à base de la paroi pour protéger des intempéries. La filière (semelle) en bois doit être située en saillie de la maçonnerie, et à 30 cm du sol (protection contre les projections d’eau). Il est important d’éviter les remontées d’eaux capillaires en plaçant un élément étanche (papier bitumineux) sous la filière en bois. Cette dernière sera fixée dans la maçonnerie, au moyen de goujons chimiques ou de tire-fonds à sceller.

Les murs en structure portantes (charpentes)

Les murs réalisés en structure portante bois, peuvent être exécutés par montage des divers éléments directement sur le chantier, ou par montage et assemblage de panneaux porteurs préfabriqués légers (réaliser en atelier). C’est cette seconde méthode qui est la plus utilisée par soucis de qualité, rapidité, économie. On nomme ce type de structures bois, construction « à ossature » ou « à colombages ».

Construction à colombages

La construction à colombages est une tradition. Les poutres sont façonnées selon les besoins, dotées des éléments de liaison et provisoirement assemblées en atelier. La construction est ensuite transportée, sous forme démontée ou partiellement assemblée, sur le lieu de pose pour être érigée. Les bois massifs reprennent les forces verticales, des diagonales assurent la stabilité de l’ensemble. L’espace contenant les colombages était auparavant rempli par du « torchis » (mélange de terre et de fibres végétales, il n’est plus utilisé actuellement chez nous), aujourd’hui plusieurs types de remplissages sont utilisés, par exemple, les briques ou plots de ciment.

Construction à poteaux-poutres

La construction à poteaux-poutres. Un système à ossature (platform-frame) rappelant le colombage, est beaucoup utilisé en Amérique du nord. Cette construction permet des portées importantes qui exigent des bois lamellés-collés de grandes sections, mais généralement utilise trame de 3 à 5 m. les différentes pièces de la construction sont préparées en atelier et montées sur le chantier à l’aide d’une grue. La construction à poteaux-poutres constitue un réseau maillé régulier composé de poteaux sur lesquels s’appuient des poutres, des solives avec une structure principale et secondaire.

La construction à poteaux-poutres convient particulièrement aux plans ouverts, aux locaux de grande surface ainsi qu’aux façades pourvues de grands vitrages. Les parois en bois enveloppent les poteaux, le remplissage est exécuté avec de l’isolation.

Le système à ossature continue (baloon-frame), est une méthode moderne. Elle comprend un petit nombre de pièces standards (ossature, dim. 510 cm) avec un faible entraxe (environ 60 cm), des montants, des parois et des porteurs principaux de planchers. Le façonnage du bois et les assemblages (par clouage) des éléments de la structure sont réduits à l’essentiel. Les montants en bois massifs ou en lamellé-collé supportant les charges verticales sont d’une pièce du sol au toit et le contreventement est assuré par des entretoises.

Les systèmes de parois de façades, légères, préfabriquées. La préfabrication en atelier, la qualité des panneaux, des finitions, des remplissages (isolation, barrière-vapeur), l’aspect esthétique et le gain de temps sont autant de facteurs qui rendent ce principe de construction attractif. Il est souvent utilisé avec ce principe de parois, des systèmes de planchers préfabriqués, d’éléments caissons.

Les surfaces des parois extérieures en bois doivent être protégées contre les attaques climatiques (intempéries, pluie, grêle, neige, soleil, etc.), les attaques des insectes (xylophages) et les champignons.

Certaines protections sont faites par imprégnation, d’autres par applications de produits de surface :

Les lasures, produit d’imprégnation, contiennent généralement un composant insecticide et fongicide.

Les vernis, sont plus durables que les lasures, mais l’exposition au soleil ou à la pluie peut entraîner une rupture du film protecteur.

Les peintures, perméables ou étanches à la vapeur d’eau.

Les murs en construction métallique :

On ne peut pas parler de murs « métalliques », il s’agit en fait d’éléments de structure en acier (poteaux, poutrelles, profilés divers) qui par assemblages constituent l’ossature du bâtiment. Les façades sont ensuite complétées par des éléments préfabriqués ou semi-préfabriqués. Ces derniers sont généralement constitués de cadres en acier ou en aluminium avec des éléments intégrés, soit des vitrages isolants ou des panneaux « sandwich » (panneaux d’isolant plaqués sur chaque face par des tôles).

Lorsque les panneaux sont fixés sur la face extérieure de la structure porteuse, on parle de « façades rideaux ». Ces façades sont dites « légères ».

Un système de façades dites « lourdes » existe également en construction métallique, utilisant pour les parties opaques des matériaux se rapprochant par leur poids de ceux utilisés dans la construction massive.

Crépissage :

Crépissage, généralité :

Le crépi des parois, c’est l’élément qui permet, dans le cas des façades en maçonnerie, de protéger les murs de l’enveloppe contre les agents extérieurs. Il doit avant tout pouvoir résister à la pluie battante, aux différences de température, aux effets du gel et aux pressions du vent, mais il ne doit pas empêcher la diffusion de la vapeur d’eau de l’intérieur vers l’extérieur.

D’un point de vue architectonique, il doit servir de couche de finition et permettre de donner un aspect esthétique à la paroi, par type de sa texture (parement frotté, gratté, rustique, à la truelle, etc.), par la teinte dans la masse, par la possibilité de le peindre, etc.

Le crépi est également utilisé pour les parois (murs et cloisons) intérieures.

Les critères importants qu’il faut prendre en considération pour exécuter avec succès un crépi extérieur sont en résumé les suivants ; conception constructive et résistance du mur extérieur (en particulier de la résistance de la maçonnerie à la traction par flexion), teneur en eau minimale de la maçonnerie lors de l’application du crépi (également à l’intérieur), application d’un mortier de crépi adéquat pour le type de maçonnerie concerné, exécution des travaux de crépissage par des professionnels.

Il existe plusieurs types de crépis ou d’enduits, qui varient en fonction du matériau utilisé, du support (type de murs), et de l’aspect final attendu.

Crépi traditionnel

Pour l’extérieur, exécuté en 3 couches (épaisseur totale environ 20 à 25 mm) comprenant la couche d’accrochage (giclage, dégrossissage) au mortier de ciment, la couche de fond (sous couche, dressage) au mortier bâtard, et la couche de finition. Cette dernière peut être exécutée sous forme d’un ribage de chaux blanche, ou d’enduit de parement minéral ou synthétique.

Dans le cas d’une exécution à l’intérieur, la couche d’accrochage est faite au mortier bâtard (event. au ciment), la couche de fond au mortier bâtard, et la couche de finition par chaux blanche, ou enduit minéral ou synthétique.

Pour les crépis utilisés à l’extérieur, l’adjonction d’un hydrofuge ou d’adjuvants est possible.

Enduit synthétique

Pour l’extérieur, exécuté en 2 couches (épaisseur totale environ 10 à 15 mm) comprenant la couche de fond au mortier de ciment et chaux améliorées avec des matières synthétiques, et l’enduit de finition lié avec des matières synthétiques.

Dans le cas d’une exécution à l’intérieur, les proportions entre mortier de ciment et chaux varient légèrement, l’épaisseur totale est légèrement moindre.

Enduit monocouche

Utilisable uniquement à l’intérieur, il s’agit d’un couche d’égalisation et de parement (épaisseur totale environ 5 mm) au plâtre ou mortier amélioré de matières synthétiques.

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