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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
Le bois : une ressource, des matériaux
Produit végétal
Matériau
Produits de construction
Forêt
Scierie
Industries de transformation
RIOM2 déc 2010
Forêts tempérées ou tropicales
Le bois : une ressource, des matériaux
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
Le bois : une ressource, des matériaux
Grumier Parc à grumes
Ecorçage, tronçonnage Scan des billons (volume, débit)
Entrée ligne de sciage
RIOM2 déc 2010
Stockage et tri qualitatif
La scierie
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
2 déc 2010
Lasers
La scierie
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
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)
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
2 déc 2010
Le séchage
Séchage naturel Séchage artificiel
Le bois : une ressource, des matériaux
Le traitement
Trempage Autoclave
RIOM2 déc 2010
Éventuel, selon emplois et essences
Le bois : une ressource, des matériaux
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
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
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)
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
2 déc 2010
Les dérivés du bois
Dérivés de la trituration Dérivés du tranchage
Dérivés du sciage Dérivés du déroulage
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du bois
Le lamellé-collé
Aboutage :
• lames de grande longueur
• purge de défauts
Presse
RIOM2 déc 2010
Sections importantes
Formes courbes
Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du bois
Les panneautés
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du bois
Les panneaux structurels de bois massif contre-collé
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
2 déc 2010
Epaisseur : 10 à 30 cm – Longueur : jusqu’à 24 m – Largeur : jusqu’à 2,50 m
Les dérivés du bois
Les carrelets de menuiserie
Le bois : une ressource, des matériaux RIOM
2 déc 2010
Les dérivés du bois
Les contreplaqués
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du boisLe lamibois
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du boisLes déroulés redécoupés en lamelles longues
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du bois
Les panneaux à lamelles orientées (OSB)
Les panneaux de particules Les panneaux de fibres
Les panneaux à liant hydraulique
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les dérivés du bois
Les isolants (souples ou rigides)
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les composants bois pour la construction
RIOM2 déc 2010Le bois : une ressource, des matériaux
Les technologies de construction bois
Jean Claude GUY Ingénieur ESB – Expert SEB
RIOM - 2 décembre 2010
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
Les technologies de construction bois
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Réglementation :DTU 31-2
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
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Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Doc Auvergne Promobois - Sylva Conseil
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010
Le mur à ossature bois
• Construction sur site
• Construction par petits panneaux
• Construction par grands panneaux
• Construction par modules tridimensionnels
Fabrication et mise en œuvre
Les technologies de construction bois
Construction sur site
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Construction par petits panneaux
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
RIOM2 déc 2010
Le mur à ossature bois
Préfabrication atelier
Les technologies de construction bois
Construction par grands panneaux
RIOM2 déc 2010
Le mur à ossature bois
Les technologies de construction bois
Construction par grands panneaux
Construction en modules tridimensionnels
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010
Extensions surélévations
Les technologies de construction bois
Rénovation thermique (mur manteau)
Le mur à ossature bois
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Trelleborg ST
Physique de I´habitat
Fixations par vis, équerres, sabots, …
Etanchéité à l’air
Les panneaux de bois contre-collé
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
E-Installation
28
27
56
54
Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les panneaux de bois contre-collé
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
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
Les panneaux de bois contre-collé (murs et dalles)
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Suède - Växjö
Les structures poteau poutre
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les structures poteau poutre
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les structures poteau poutre
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les charpentes traditionnelles
RIOM2 déc 2010Les technologies de construction bois
Les charpentes industrielles
Les revêtements extérieurs sur structures bois
Jean Claude GUY Ingénieur ESB – Expert SEB
RIOM - 2 décembre 2010
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
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures 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
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Les bardages sans finition : entretien
Nettoyage + lasure après 15 ans
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Lasures :
• Filmogènes
• Non filmogènes
Les bardages bois avec finition lasure
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Les bardages bois avec finition peinture
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Les bardages en matériaux composites ou fibres-ciment
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Les bardages en terre cuite, ardoises, briques, …
RIOM2 déc 2010Les revêtements extérieurs sur structures bois
Les enduits (Enduits hydrauliques, revêtements minces)
Construction boiset performances thermiques
Jean Claude GUY Ingénieur ESB – Expert SEB
RIOM - 2 décembre 2010
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
RIOM2 déc 2010
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
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
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
Isolant 140 mm – λ = 0,035 W/m.K
U = 0,30 W/m².K
U = 0,25 W/m².K
( -17% )
( -30% )
Ossature bois 45x140 mm, entraxe 600 mm
Isolant 140 mm – λ = 0,032 W/m.K
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% )
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
Conception et réalisation de bâtiments bois
à basse consommation d’énergie
RIOM2 déc 2010
• 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 »
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
RIOM2 déc 2010
Une technologie simple, compétitive et performante
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
RIOM2 déc 2010
Une technologie simple, compétitive et performante
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
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
Une technologie simple, compétitive et performante
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
Exemples de détails
RIOM2 déc 2010
Une technologie simple, compétitive et performante
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
Exemples de détails
RIOM2 déc 2010
Une technologie simple, compétitive et performante
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
Mais … concevoir, réaliser et tester l’étanchéité à l’air des bâtiments
Test de porte soufflante
RIOM2 déc 2010
CONCLUSION
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
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
Bâtiments bois à basse consommation d’énergie
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