Les poutres en bois sont fréquemment utilisées lors de la construction de charpentes de bâtiment en bois.
Cependant pour ériger une charpente solide qui résistera au passage du temps et aux nombreuses contraintes auxquelles elle pourrait faire face, il faut choisir le bon type de poutres et les assembler à l’aide de la méthode appropriée.
Dans cet article, nos spécialistes en structures usinées en bois vous présentent différents types de poutres en bois, ainsi que plusieurs techniques pouvant être utilisées pour les assembler.
Les différents types de poutres en bois
Les poutres sont des morceaux de bois de grandes dimensions, capables de résister à d’importantes contraintes. Elles peuvent être faites de bois massif ou de bois d’ingénierie.
Elles sont disponibles en plusieurs variétés, possédant toutes des caractéristiques particulières :
Les poutres en bois massif
Les poutres en bois massif sont faites d’un seul morceau de bois. Très solides, elles sont utilisées depuis des siècles pour la construction de bâtiments et d’ouvrage de toutes sortes.
Ces poutres ont un charme indéniable compte tenu de leur apparence brute, mais sont assez dispendieuses. De plus, leur poids important les rend parfois plus complexes à installer.
Les poutres en bois massif abouté (BMA)
La technique de l’aboutage contribue à une utilisation optimale de la ressource forestière. C’est un procédé de fabrication permettant d’obtenir des poutres de longueur considérable en combinant plusieurs pièces de bois massif de courtes tailles, purgées de leurs défauts structurels.
Pour obtenir une meilleure stabilité dans le temps et une résistance mécanique plus élevée, les pièces de bois sont assemblées dans le sens de la longueur et reliées par des entures.
Les poutres en contreplaqué laminé LVL (Laminated veneer lumber)
Les poutres en contreplaqué laminé LVL sont considérées comme du bois d’ingénierie. Elles sont constituées d’un assemblage de placages de bois d’environ 3mm, collés parallèlement les uns aux autres, à chaud, sous haute pression.
Ces poutres de bois de charpente composite sont beaucoup moins susceptibles de se déformer, de se tordre, de se courber ou de rétrécir que les poutres en bois massif. Pour en augmenter les performances et la résistance, il est même possible de placer un certain nombre de placages avec le grain de bois perpendiculaire.
Les poutres en bois lamellé-collé (BLC)
Les poutres en bois lamellé-collé (parfois appelé glulam en anglais) sont faites de lamelles de bois de 6 mm à 45 mm collées à l’aide d’un adhésif hydrofuge, fibres du matériau dans le même sens. Elles sont surtout appréciées pour leur résistance mécanique, leur stabilité dimensionnelle et leurs qualités esthétiques.
Ces poutres de bois d’ingénierie peuvent atteindre une longueur impressionnante et sont donc utiles dans la construction de bâtiments de grandes dimensions dotés d’une charpente en bois.
Les poutres en bois massif reconstitué (BMR)
La différence majeure entre les poutres de bois massif reconstitué et celles en bois lamellé-collé se situe au niveau de l’épaisseur des lames de bois massif. Elle est inférieure à 45 mm pour le lamellé-collé et supérieure à cette valeur dans le cas du bois massif reconstitué.
Ces poutres possèdent de meilleures propriétés mécaniques et une meilleure stabilité que les poutres en bois massif traditionnelles. Elles sont utilisées dans la charpente en bois apparente ou dans la construction de maisons à ossature bois.
Les poutrelles préfabriquées en I
Les poutrelles préfabriquées en I sont des produits structuraux et porteurs pouvant être fabriqués sur mesure. Cette configuration en « I » se compose d’un composant horizontal supérieur et inférieur (la bride) et d’une section verticale (l’âme) entre les brides.
Les brides sont généralement fabriquées à partir de bois de placage lamellé ou de bois de construction lamellé, alors que l’âme est généralement constituée de panneaux OSB (panneaux à copeaux orientés).
Du fait de leur légèreté, ces poutrelles préfabriquées en I présentent l’avantage de pouvoir être facilement manipulées sur le chantier sans nécessiter d’équipement de manutention coûteux, même lorsqu’elles sont très longues. Leur configuration en « I » offre des caractéristiques de résistance à la flexion et de rigidité élevées.
Les poutrelles ajourées préfabriquées
Les poutrelles ajourées sont composées de deux semelles (brides) en bois de dimension reliées par des diagonales en bois. Cette géométrie permet d’utiliser le moins de bois possible tout en offrant des propriétés mécaniques intéressantes et bien précises, notamment en flexion. En plus, elles facilitent le passage d’éléments de la mécanique du bâtiment comme des tuyaux de plomberie et des conduites de ventilation.
Elles sont fabriquées à partir de bois de sciage (2×3 ou 2×4) placé à plat, ce qui procure une large surface de clouage au support du revêtement structural lorsqu’elles sont utilisées comme solives de plancher.
Les méthodes d’assemblage de poutres en bois
Les assemblages jouent un rôle essentiel dans le comportement des charpentes en bois. Le choix d’une méthode d’assemblage de poutres en bois doit se faire en fonction du type et de l’intensité du chargement auquel l’assemblage sera soumis.
Voici les principales méthodes d’assemblage pouvant être appliquées aux poutres en bois.
Les assemblages des pièces bout à bout
Cette technique d’assemblage de poutres en bois est très simple. Elle consiste, à assembler les pièces par leurs bouts, avec le moins de modifications possible.
Il existe d’ailleurs plusieurs types d’assemblages bout à bout :
L’assemblage à sifflet du bois de charpente
L’assemblage à sifflet permet de joindre deux bouts à coupe oblique.
Les principales variantes d’assemblages à sifflets sont les assemblages à sifflets désaboutés, avec des bouts découpés verticalement ou en biais pour éviter leur glissement.
D’autres modèles désaboutés, dits « à crochet » peuvent aussi prévenir le glissement des poutres. Ils sont conçus avec une entaille jusqu’au milieu pour s’emboiter parfaitement avec leurs pairs pourvus de la même entaille, mais orientée dans le sens contraire.
Ces types d’assemblages sont généralement utilisés pour les grosses pièces de charpente tels que les chevrons, car ils sont efficaces pour transmettre les forces de compression.
L’assemblage avec enture à mi-bois
L’assemblage avec enture à mi-bois consiste à emboîter deux pièces avec entaille horizontale occupant la moitié de la longueur du bois. Il s’agit d’une méthode particulièrement efficace pour les très grosses pièces de bois comme les poutres.
Pour maximiser la tenue d’un assemblage avec enture à mi-bois, il est recommandé d’ajouter des fixations métalliques
L’assemblage à recouvrement
Cette technique d’assemblage vise à créer des pièces dont le bout ou une autre partie de la première va couvrir une partie de la seconde. Il en existe différents types :
L’assemblage à recouvrement à sifflet
L’assemblage à recouvrement en sifflet comporte une coupe oblique dont la surface est un peu plus importante que celle de l’assemblage à sifflet classique.
L’assemblage à recouvrement à mi-bois
La version à mi-bois de l’assemblage à recouvrement consiste à retirer de l’épaisseur sur une partie des deux pièces pour pouvoir les emboîter.
Ce type d’assemblage se décline sous plusieurs configurations :
- Assemblage en T
- Assemblage en croix
- Assemblage en L
- Assemblage à queue d’aronde
L’assemblage avec feuillure
Dans cet assemblage, une seule poutre comporte une entaille pour recevoir le bout de l’autre poutre.
L’assemblage avec feuillure et onglet
Il s’agit d’un type d’assemblage pour lequel la pièce d’accueil aussi bien que la pièce à recouvrir comportent un onglet.
L’assemblage à tenon et mortaise
Ce système consiste à créer une pièce avec un embout (le tenon) façonné de manière à pouvoir être inséré dans une fente (la mortaise) réalisée sur l’autre pièce.
Elle se présente aussi sous quelques déclinaisons :
- Assemblage à tenon à mordâne et mortaise à renfort oblique
- Assemblage à tenon traversant (apparent sur la face postérieure de la pièce à mortaise)
- Assemblage à tenon-mortaise double
- Assemblage à tenon mortaise chevillée
Les assemblages avec des connecteurs mécaniques
Les connecteurs mécaniques sont généralement des éléments faits d’acier et qui sont conçus spécialement pour assembler des éléments de charpente en bois.
Les connecteurs mécaniques peuvent être divisés en deux catégories selon leur façon de transférer l’effort. Ils peuvent aussi être combinés pour offrir la résistance recherchée.
Les connecteurs de type tige
Ces connecteurs mécaniques transfèrent l’effort sur l’épaisseur de la poutre.
En voici quelques exemples :
- Boulons
- Tire-fonds
- Clous
- Vis
- Goujons
Les connecteurs de surface
Ces connecteurs distribuent l’effort sur la surface de contact.
Ils peuvent prendre différentes formes :
- Anneaux fendus
- Disques de cisaillement
- Connecteurs métalliques
Pour faire le bon choix de poutres et de méthode d’assemblage, fiez-vous vous à UsiHome
Chez UsiHome, bien que notre spécialité soit la fabrication de produits de charpente en bois, nous possédons aussi des compétences approfondies en ingénierie. Nous pouvons donc vous aider à choisir le type de poutre et d’assemblage qui conviendront le mieux à votre projet de construction.
N’hésitez pas à nous contacter pour obtenir des conseils en ce qui a trait aux bâtiments à ossature en bois!
