Pendant près de 5 ans, Adrien a été dans l'équipe des contrôleurs d'Anco, pour des projets de construction allant de la maison individuelle à la tour de 20 étages. Passionné de nouvelles technologies et initiateur de ce blog, il est maintenant responsable de la communication d'Anco en télétravail.
Nous avons tendance à construire des bâtiments en nous focalisant uniquement sur les contraintes descendantes exercées par la gravité terrestre. Les constructions sont cependant également soumises à des forces horizontales capables de les déformer et de provoquer leur effondrement.
Découvrez en quoi consiste le contreventement des maisons à ossature bois ainsi que les différentes techniques utilisées par les professionnels de la construction.
Qu’est-ce qu’un contreventement dans une ossature en bois ?
Toutes les constructions, quelle que soit leur taille, sont soumises à des charges latérales.
Ces forces latérales sont principalement causées par le vent. Les séismes exercent également ce type de contrainte sur les structures suite aux mouvements de va-et-vient provoqués au niveau du sol.
Un système de contreventement permet d’équilibrer ces forces et de limiter la déformation des structures soumises à des charges latérales.
Les contreventements sont couramment utilisés par de nombreux corps de métier grâce à leurs nombreux atouts :
Solution peu coûteuse,
Installation facile et rapide,
Offrent une excellente stabilité à la structure.
Pourquoi utiliser des contreventements sur une ossature bois ?
Une maison en ossature bois est constituée de montants verticaux et de lisses horizontales qui forment un cadre vide avec des angles droits.
Cette structure dépourvue de contreventements n’est pas en mesure de lutter efficacement contre les forces latérales exercées par le vent.
Lorsque le vent exerce une force latérale sur l’un des côtés de la maison, la structure se déforme et devient un parallélogramme. Une déformation trop importante peut entraîner des fissures, et dans le pire des cas, un effondrement de la construction.
Fonctionnement du contreventement
Le principe du contreventement consiste simplement à placer un élément structurel en diagonale d’un coin à l’autre de l’intérieur du cadre. De cette manière, les angles droits ne se déforment plus.
Le placement d’un seul élément structurel en diagonale est la technique de contreventement la plus basique qui illustre le mieux le fonctionnement du contreventement.
Il existe naturellement d’autres techniques de contreventement plus complexes reposant sur ce même principe de remplissage des cadres vides.
Les différents systèmes de contreventement
Il existe plusieurs systèmes de contreventement, comprenant chacun leur lot d’avantages et d’inconvénients. Le choix se fait en fonction du projet de construction et de l’intensité des forces latérales auxquelles la structure sera soumise.
Le contreventement par triangulations
Le contreventement par triangulations est le système le plus simple.
Une triangulation est formée en insérant un élément structurel en diagonale dans les zones rectangulaires d’une construction. Cela permet de rigidifier la structure face aux forces latérales et d’empêcher une déformation des angles droits.
Sachant qu’un seul élément structurel est utilisé, il est indispensable de choisir un matériau capable de supporter les forces de traction et de compression exercées par le vent.
Le contreventement en croix de Saint-André
Le contreventement en croix de Saint-André est un des systèmes de contreventement les plus anciens utilisés en construction.
Ce contreventement en forme de X utilise deux éléments structurels en diagonale qui se croisent. Cela permet d’apporter plus de solidité à la structure, car un des éléments fonctionne en compression pendant que le second fonctionne en traction.
Les charges latérales sont réparties sur deux éléments plutôt qu’un seul, comme c’est le cas avec un contreventement par triangulation.
L’inconvénient majeur de ce système de contreventement est l’interférence générée avec le positionnement et le fonctionnement des fenêtres, des portes ou tout autre ouverture dans la construction.
Le contreventement par portiques
Les portiques sont généralement utilisés pour les plus grandes structures tels que des magasins, des entrepôts ou encore des bâtiments industriels.
Ces constructions ont en effet besoin d’ouvertures de grandes dimensions que les contreventements par triangulation ou en croix de Saint-André ne permettent pas.
Le contreventement par portiques n’utilise pas de diagonales qui interfèrent avec le positionnement des autres éléments de la construction. En contrepartie de cette plus grande liberté de conception, cette solution est la plus coûteuse.
Les portiques doivent en effet être fabriqués pour résister aux forces horizontales, mais également aux forces de pesanteur afin de supporter la structure. Cela signifie que les sections de béton et les armatures requises sont plus imposantes.
Les panneaux de contreventement
Les panneaux de contreventement, également appelés voiles, permettent d’assurer la stabilité d’un mur en ossature bois.
Les voiles sont des plaques rigides qui sont clouées, vissées ou agrafées sur le cadre du mur en ossature bois avec une pénétration d’au moins 35 mm.
Il est nécessaire de prévoir un nombre suffisant et une répartition homogène des voiles afin d’empêcher une déformation de la structure.
Comment choisir vos panneaux de contreventement ?
Il existe deux types principaux de panneaux : les panneaux à base de bois et ceux à base de matériaux composites.
Les panneaux de contreventement à base de bois
Les panneaux à base de bois sont résistants à l’humidité et capables de résister efficacement aux forces latérales exercées sur la structure.
Il existe plusieurs types de panneaux à base de bois :
Les panneaux de particules (P5 C-TBH),
Les panneaux OSB de type 3 ou 4,
Les panneaux en contreplaqué,
Les panneaux en lamibois.
Les panneaux de contreventement composites
Les panneaux de contreventement à base de matériaux composites sont également résistants aux intempéries et en mesure d’assurer une bonne résistance de la structure contre les charges latérales.
Les principaux types de panneaux en matériaux composites sont :
Les panneaux composés de gypse et de cellulose : écologiques, résistants au feu et offrant une excellente isolation thermique,
Les panneaux composés de bois et de ciment ne pourrissent pas et résistent au feu et aux nuisibles,
Les panneaux composés de fibre de verre et de ciment sont reconnus pour leur grande robustesse et idéaux pour accroître la stabilité d’une construction.
Faites appel à un bureau d’études
Les ossatures bois sont un type de construction dont la solidité et la stabilité sont régies par des règles de calcul complexes et précises.Il est dès lors fortement recommandé de faire appel à un bureau d’études spécialisé afin de choisir les panneaux de contreventement les plus appropriés pour votre projet.
Questions fréquentes sur les panneaux de contreventement des maisons ossature bois
Quels sont les panneaux de contreventement les plus utilisés pour une maison ossature bois ?
Les panneaux de contreventement le plus fréquemment utilisés pour les maisons en ossature bois sont le plus souvent de l’OSB de type 3 ou 4 ou alors des panneaux de particules de bois.
Quelles sont les différents types de contreventement possibles pour une maison en bois ?
La technique la plus répandue est la pose de triangulations. Il est également possible de réaliser les contreventements par Croix de Saint André ou encore par pose de panneaux de contreventements.
Nous serons présents en tant que visiteur sur le salon “Faire Construire sa Maison” à Paris du 14 au 16 septembre 2012. Pour convenir d’un rendez-vous sur le salon, vous pouvez nous contacter au 09 72 13 26 10.
La réglementation parasismique considère plusieurs niveaux d’agression sismique sur les sites de construction. Ces niveaux sont aussi appelés catégories d’importance sismique. Lesdits niveaux sont classés de la catégorie I (qui regroupe les bâtiments à très faible enjeu) à la catégorie V (qui regroupe les bâtiments faisant l’objet d’un risque important d’écroulement) et ont un impact sur le type de construction parasismique nécessaire.
Voyons quelles sont les différentes catégories d’importance sismique et en quoi elles sont importantes pour la construction d’un ouvrage ou bâtiment.
Définition d’une catégorie d’importance sismique
L’objectif de la réglementation parasismique est de protéger les vies humaines en appliquant des règles de construction adaptées au niveau d’agression sismique relatif à chaque site de construction.
La réglementation sismique définit également des zones de sismicité ainsi que des catégories d’importance. Ces dernières reflètent l’enjeu associé à un bâtiment spécifique.
Les différentes catégories d’importance sismique
La réglementation parasismique a établi cinq catégories d’importance sismique. Toutes regroupent les ouvrages (bâtiments, équipements, installations, ponts, etc.) pour lesquels les conséquences d’un séisme sont limitées à leurs occupants et à leur voisinage immédiat.
La catégorie I regroupe les ouvrages dont la défaillance suite à une activité sismique ne présente qu’un risque minime pour les personnes ou l’activité économique,
La catégorie II regroupe les ouvrages dont la défaillance suite à une activité sismique présente un risque moyen pour les personnes ou l’activité économique,
La catégorie III regroupe les ouvrages dont la défaillance suite à une activité sismique présente un risque élevé ainsi que ceux qui présentent le même risque en raison de leur importance socio-économique,
La catégorie IV regroupe les ouvrages dont le comportement est primordial pour la sécurité civile, pour la défense ou pour le maintien de l’ordre public (gestion de crise).
La catégorie V est une catégorie exceptionnelle regroupant l’ensemble des ouvrages professionnels et d’habitation implantés dans les Antilles françaises. En effet, une très grande activité sismique est enregistrée dans cette région du monde, raison pour laquelle des directives extraordinaires ont été établies.
À noter que les bâtiments d’habitation sont généralement classés en catégorie II ou en catégorie III. Le choix de la catégorie dépend du nombre de personnes présentes dans le bâtiment, avec une limite de 300 personnes et une hauteur maximale de 28 mètres par bâtiment.
À quoi servent les catégories d’importance sismiques ?
La connaissance de la zone de sismicité à laquelle un chantier est soumis permet l’application de règles de construction parasismiques adaptées. Il en va de même pour les catégories d’importance sismique. Celles-ci garantissent une faible probabilité d’écroulement des ouvrages pour un niveau d’agression sismique de référence. L’objectif est de limiter les éventuels dégâts subis par les bâtiments.
Quels sont les textes qui définissent ces catégories ?
De nombreux textes de loi définissent les catégories préalablement citées, notamment :
L’article L112-18 du Code de la construction et de l’habitation,
Le décret n° 2010-1254 du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique,
Le décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010 portant sur la délimitation des zones de sismicité du territoire français,
L’arrêté du 22 octobre 2010 modifié relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal »,
La norme NF EN 1998-1, dite Eurocode 8-1, relative au calcul des structures pour leur résistance aux séismes,
La norme NF P 06-013, dite règles PS92, relative aux règles parasismiques applicables aux bâtiments,
La norme NF P 06-014, dite règles PS-MI 89 révisées 92, relatives à la construction parasismique des maisons individuelles et des bâtiments assimilés.
Rappelons que la règle générale de construction parasismique pour les bâtiments, ou Eurocode 8 (qui a remplacé les règles PS 92), est harmonisée au niveau européen. Certaines des règles susmentionnées sont transitoires et intègrent des préconisations sur la conception du bâtiment, des méthodes de dimensionnement de la structure, ainsi que des règles d’exécution.
Si vous souhaitez en apprendre plus sur les constructions parasismiques :
En 2011, la carte du zonage sismique a été modifiée, en accord avec la norme parasismique Eurocode 8. Avec ce nouveau zonage, plus de 50% des communes sont concernées par le risque sismique.
Le zonage sismique a changé en 2011
Pour bénéficier de l’amélioration de la connaissance de la sismicité depuis 1984. Le zonage sismique précédent datait de 1991 pour la loi, mais les données dataient de 1984. Le nouveau zonage sismique a donc bénéficié des avancées scientifiques des vingt dernières années dans la connaissance du phénomène sismique.
Pour s’accorder avec la nouvelle norme parasismique Eurocode 8. En effet, le nouveau zonage sismique du territoire permet de s’accorder avec les principes de calcul de la norme Eurocode 8, en vigueur depuis le 1er mai 2011.
Cliquez sur l’image de gauche pour voir le zonage en détail.
5 zones de sismicité dans le nouveau zonage sismique français
La zone 5, regroupant les îles antillaises, correspond au niveau d’aléa le plus élevé du territoire national. La métropole et les autres DOM présentent quatre zones sismiques, de la zone 1 de très faible sismicité (bassin aquitain, bassin parisien…) à la zone 4 de sismicité moyenne (fossé rhénan, massifs alpin et pyrénéen).
Un outil fiable et très pratique
Pour savoir si votre commune est concernée par le risque sismique : Macommune.prim.net Entrez le code postal de votre commune, et vous connaîtrez tous les risques naturels présents sur votre commune, ainsi que l’histoire des catastrophes naturelles qui y ont eu lieu.
Comparaison avec l’ancien zonage sismique
Sur les 36 697 communes que compte la France, le risque sismique concerne aujourd’hui 21 000 communes, contre 5000 communes avec l’ancien zonage sismique.
Comme mentionné plus haut, la géophysique et le risque sismique n’ont pas “réellement” changé en 2011 en France, simplement le risque est mieux pris en compte par la nouvelle règlementation parasismique, du fait de l’amélioration des connaissances.
Lors d’un séisme, les constructions sont impactées directement par le sol. La nature et les propriétés mécaniques des sols modifient l’intensité et la durée des secousses sismiques. Ce sont les effets de site. Connaître ces effets permet d’améliorer les constructions parasismiques.
Découvrez en détail ce qu’est un effet de site et comment le sol et la topographie d’une région influencent ce phénomène.
Qu’est-ce qu’un effet de site ?
L’effet de site est un phénomène qui a pour effet de modifier l’amplitude et les caractéristiques d’un mouvement sismique. Autrement dit, lors d’un séisme, cela se traduit par des secousses amplifiées et prolongées.
L’effet de site est causé par les caractéristiques spécifiques en termes de topographie et de géologie d’une zone géographique.
Quelle est l’influence du sol et de la topographie en cas d’effet de site ?
En cas d’effet de site, c’est en grande partie la nature du sol qui va modifier l’intensité des ondes sismiques, et par conséquent, les dommages occasionnés.
La topographie d’une zone géographique peut également provoquer un effet de site.
L’influence du sol
La nature des couches géologiques proches de la surface de la Terre influence fortement l’intensité d’un séisme. Chaque milieu géologique dispose de propriétés mécaniques différentes qui modifient la vitesse de propagation et l’amplitude des ondes sismiques.
Les sols rocheux et durs ont tendance à ne pas être affectés par les effets de site. À contrario, les sols mous avec des couches épaisses de sédiments subissent des effets de site.
En France, certaines villes sont touchées par des effets de site importants. C’est par exemple le cas des villes de Nice, Grenoble ou encore Lourdes.
Dans certains cas, le sol peut perdre ses propriétés mécaniques durant un séisme. Cela peut produire certains phénomènes, comme par exemple :
Une liquéfaction des sols,
Un tassement des sols,
Une dislocation,
Un glissement de terrain.
Les conséquences en termes de dommages aux bâtiments sont généralement catastrophiques : fissures sur les constructions ou encore créer un risque d’effondrement pour un immeuble. Les constructions supposées résister aux secousses d’un séisme ne peuvent effectivement pas résister à ce type d’effet de site.
L’influence de la topographie
Il a été également prouvé que la topographie a une incidence sur les effets de site. Plus le relief d’une zone géographique est marqué (collines, pentes, montagnes, etc.), plus il est probable qu’un effet de site se produise.
Les secousses sismiques, et par conséquent les dommages occasionnés, sont plus intenses au sommet des reliefs ou sur le rebord d’une falaise. La topographie influence fortement l’amplification du mouvement de sol.
Exemples d’effets de site lors d’un séisme
Voici quelques exemples d’effets de site.
Liquéfaction des sols
La liquéfaction d’un sol peut se produire durant un séisme. C’est un processus brutal et temporaire durant lequel un sol perd une partie ou la totalité de sa résistance au cisaillement par augmentation de la pression interstitielle.
Ce phénomène a lieu dans les zones constituées de sols saturés en eau (sables, limons, argiles, etc.). Les conséquences d’une liquéfaction d’un sol peuvent être dramatiques. Les déformations du sol de forte amplitude peuvent en effet entraîner l’enfoncement ou l’effondrement de bâtiments.
Glissement de terrain
Les effets de site ont un impact indéniable sur le déclenchement de glissements de terrain.
Un glissement de terrain peut être constitué par la chute de blocs, de masses de terre et/ou de boue. Les conséquences d’un tel phénomène peuvent être tout aussi destructrices que les mouvements du sol générés par le séisme.
Dans un milieu avec une forte topographie et des couches importantes de sédiments, la probabilité qu’un glissement de terrain se produise durant un séisme est fortement augmentée.
La cuvette alluvionnaire
Dans les zones avec un remplissage sédimentaire, les secousses d’un séisme sont plus fortes et durent plus longtemps. Cela est dû au fait que les ondes du séisme rebondissent à la verticale entre le fond et la surface du remplissage sédimentaire. De plus, les ondes sismiques se retrouvent piégées dans ce qui est appelé la cuvette alluvionnaire. Cette dernière s’apparente à un creux fermé de tous les côtés par des pentes.
Le séisme qui a frappé la ville de Mexico en 1985 illustre parfaitement ce phénomène d’effet de site. Mexico est située dans une cuvette alluvionnaire qui a provoqué des amplifications de facteur 10 entre l’épicentre du séisme (situé à plusieurs centaines de kilomètres) et le centre de la ville. De nombreuses constructions se sont effondrées à cause de l’effet de site.
Impacts et conséquences des effets de site sur la construction
Les effets de site impactent énormément la manière dont les bâtiments doivent être construits. La nature des sols modifie en effet leurs mouvements lors d’un séisme. Lors de la construction d’un bâtiment dans une zone sujette aux effets de site, certaines normes parasismiques doivent être respectées, notamment l’Eurocode 8.
Si vous vous intéressés aux constructions et normes parasismiques, n’hésitez pas à consulter nos articles dédiés :
