Stabilité des ouvrages lors des :

- rénovations,

- Transformations,

- Réhabilitations.

Sommaire

I. Introduction

II. Types de rénovation

III. Eléments clés d’une rénovation

IV. Exemples

I. Introduction

I - Introduction

Les problèmes de stabilité rencontrés lors de travaux réalisés sur des bâtiments existants sont essentiellement dus à la suppression ou au déplacement de certains éléments porteurs d’origine :

Création d’ouvertures dans des refends, déplacement ou suppression de poteaux, suppression de murs de contreventement.

Les erreurs relevées concernent donc toujours le report des charges ou des efforts sur des structures de renforcement inadaptées, avec le risque de provoquer des déformations, voire l’effondrement de l’existant. On constate bien souvent à cet égard que les investigations faites pour connaître le fonctionnement des structures existantes sont nettement suffisantes.

I- Introduction

Pourquoi rénover un logement ?

moderniser et rendre plus fonctionnel répondre aux goûts de l’époque économiser de l’énergie rajouter du confort adapter le logement à des nouveaux besoins respecter les différentes réglementations

II. Types de rénovation

II – Type de rénovation

rénovation proprement dite : La rénovation d’un bâtiment consiste en son amélioration fonctionnelle,

physique ou esthétique sans modification de la vocation de l’ensemble.

2 groupes de rénovations : rénovation ayant pour objet d’améliorer et de mettre en valeur la

qualité de vie dans la maison en augmentant le confort rénovation ayant pour objet de réparer, de corriger un problème ou de

maintenir le bon fonctionnement d’une installation.

Le premier point à vérifier avant d’entreprendre des travaux est l’état de la structure, laquelle doit pouvoir « supporter » les travaux : il faut inspecter et réparer, s’il y a lieu, les fondations ainsi que vérifier et renforcer s’il y a lieu, la structure (planchers, murs, toit).

II – Type de rénovation

Travaux de rénovation de l’enveloppe extérieure : changement des revêtements ou des parements, modification des ouvertures, Réfection de la toiture amélioration ou changement de l’isolation réparation des saillies, balcons….

Travaux de rénovation à l’intérieur : refaire les planchers et les revêtements, refaire les finitions intérieures renouvellement des équipements (cuisine, SDB…) correction ou remplacement des installations de

plomberies, de chauffage, d’électricité et de ventilation.

II – Type de rénovation

Autres types de rénovations : Restauration : remise en état d’un bâtiment ayant une valeur

historique ou patrimoniale, selon l’ancienne manière, pour en prolonger la durée utile, en respectant autant que possible son caractère initial.

Recyclage : Opération destinée à changer la fonction d’un immeuble. Exemple : transformer une école en édifice à logement, une usine en bureaux.

Adaptation : modification apportée au bâtiment soit pour l’adapter aux nouveaux besoins des utilisateurs, soit pour en assurer l’accessibilité, ou répondre aux réglementations en vigueur.

Agrandissement : intervention qui implique une rénovation et une transformation pour ajouter de l’espace à un bâtiment existant. Exemple : construire un étage supplémentaire.

II – Type de rénovation

Transformation : travaux importants qui modifient considérablement l’aspect initial d’un bâtiment : on procède à une redistribution de l’espace et on modifie ainsi les relations physiques et visuelles de l’habitat. Exemple : abattre des cloisons d’un logement pour en faire un loft.

Réfection : travaux localisés qui ne modifient pas ou peu les particularités architecturales (s’appliquent surtout à la toiture, ou à la façade). Exemple : refaire la toiture, changer les fenêtres).

Réparation : correction d’un défaut très localisé et souvent mineur. Exemple : un robinet qui fuit.

Reconstruction : démolition complète ou partielle d’un bâtiment pour en construire un nouveau au même endroit.

III. Les éléments clefs d’une rénovation

III. Les éléments clefs d’une rénovation

santé des occupants : murs étanches à l’eau et à l’air, protection contre la vapeur d’eau et les gaz souterrains, matériaux et produits à faibles émissions polluantes, ventilation d’apport d’air et d’extraction de haute

efficacité, protection contre les produits de combustion.

Efficacité énergétique : murs extérieurs perfectionnés et dalle du sous-sol isolée, fenêtres et lanterneaux de grande efficacité, éclairage adéquat, appareils domestiques de haute efficacité, ….

III. Les éléments clefs d’une rénovation

Utilisation efficace des ressources naturelles : matériaux faits de produits recyclés, produits en bois usiné, alimentation en eau et traitement des eaux usées, cabinet d’aisance à faible consommation d’eau, robinetterie à faible débit et brise-jet… ….

Respect de l’environnement : agencement adéquat des lieux, gestion des déchets de construction et recyclage, matériaux durables et non toxiques.

Prix abordable et viabilité économique : analyse du cycle de vie des matériaux et des systèmes, faibles coûts d’exploitation (y compris les coûts énergétiques), adaptabilité aux changements du cycle de vue des occupants.

III. Les éléments clefs d’une rénovation

Les points à inspecter et surveiller lors d’une rénovation : les fondations :

cf cours sur désordres des fondations la structure / charpente

poutres, toiture, murs porteurs, planchers… repérage des fissures, tassements… état des différents joints… pourriture ou maladies du bois..

la toiture déterminer son espérance de vie, repérage si fissures, ondulations… état des différentes couches : isolation, étanchéité,

couvertures…

III. Les éléments clefs d’une rénovation

isolation : vérifier l’état des matériaux isolants, présence ou non,

vieillissement, qualité… analyse de la consommation en énergie pour le chauffage

(relevés…), tests d’infiltration d’air, tests de déperdition, état de la ventilation, vérifier la non-obstruction des ouvertures

de ventilation parements extérieurs :

étanchéité des parements, repérage des infiltrations, fixations et rigidité, états des joints..

III. Les éléments clefs d’une rénovation

les menuiseries : fonctionnement et état des composants, étanchéité (eau, air..) isolation thermique et acoustique..

Finitions intérieures : fissures vieillissement …

Plomberie examen des tuyauteries état d’usure, repérage de fuites… vérification de la pression de l’eau, présence de bruits et de sifflement système de drainage des eaux usées

III. Les éléments clefs d’une rénovation

Electricité Sécurité Capacité de l’entrée électrique L’état de l’installation (câbles, prises, normes…) Le nombre de circuits

Chauffage capacité de chauffe, usure des appareils état général de l’installation, sécurité, normes les bruits pouvant être engendrés par les brûleurs si chauffage

au gaz efficacité énergétique

Ventilation Etat des conduits de ventilation Isolation Efficacité

III. Les éléments clefs d’une rénovation

Condensation présence d’humidité systèmes de ventilation et d’aération

Termites, insectes, animaux risques pour la santé et pour le bâtiment attention particulière pour les éléments en bois

Pour les habitations collectives, d’autres éléments sont à prendre en compte dans le cas de rénovations :

l’insonorisation entre les différents logements (bruits aériens et d’impact),

les normes de sécurité incendie les normes d’accessibilité handicapée.

IV. Exemples

IV. Exemples

Projets de rénovation touchant des fondations : Il est important de vérifier soigneusement l’état des

fondations avant d’entreprendre des travaux de rénovation, surtout en présence de problèmes (affaissement, fissures, etc…).

Les fondations doivent résister, d’une part, aux poussées latérales du sol et de l’eau et, d’autre part, aux mouvements causés par le gel et le dégel (elles doivent être donc assez profondes).

Elles doivent de plus, distribuer les charges du bâtiment sur un sol de bonne capacité portante, empêcher les infiltrations d’eau (pour les sous-sols habitables) et supporter la charpente au-dessus du niveau du sol pour éviter l’humidité.

IV-Exemples

Exemple 1 : Excavation d’un vide sanitaire pour transformation en sous-sol utilisable

En excavant dans un sol humide, il peut devenir nécessaire d’installer un drain relié à une fosse de retenue et une pompe rejetant l’eau à l’extérieur ou à l’égout. Mais, dans un sol argileux, ceci peut créer un assèchement du sol causant un affaissement sous les fondations.

Pour pouvoir transformer le vide sanitaire en sous-sol exploitable, la hauteur sous-plafond devra être suffisamment dimensionnée pour permettre à une personne de pouvoir y évoluer sans problème de faible hauteur.

Il n’y a aucun problème à creuser si l’excavation ne se poursuit pas au-dessous du mur ou de la semelle, et si l’on n’a pas de poussées latérales indues. Il en va autrement si l’on doit excaver sous le niveau du mur ou des semelles des colonnes et si l’on doit modifier la charpente.

IV-Exemples

Plusieurs solutions existent pour ce genre de problèmes : méthodes des pentes

A partir du bas du mur, se garder une marge sécuritaire de 100mm de sol, puis excaver à 45°. Comme les charges se transmettent dans le sol à 45°, il n’y aura pas de problèmes de poussées latérales ou d’enfoncement du mur. Cette méthode est économique, mais l’espace utilisable est réduit considérablement.

IV-Exemples

muret de soutènement Pour conserver le plus d’espace, excavé possible, on pourra, selon

la nature du sol et la profondeur de l’excavation, couler de murets de béton le long des fondations. Après avoir procédé mécaniquement selon la méthode des pentes, jusqu’au niveau désiré, il faudra poursuivre manuellement par étapes successives pour excaver et couler des portions de murs de façon à ne pas enlever plus du tiers de la surface portante du mur, et ce, afin d’éviter tout effondrement ou glissement. Cette méthode est moyennement coûteuse.

IV-Exemples

Travaux en sous-œuvre Enfin, pour utiliser l’espace au maximum, on procédera par des

travaux en sous-œuvre, par étapes successives, comme pour la 2ème méthode, mais sous la fondation existante cette fois. Cette méthode est relativement coûteuse.

Une solution de rechange : installer un système de soutènement composé de pieux métalliques ancrés sous les semelles existantes et s’enfonçant jusqu’au roc. On pourra alors excaver sous le niveau des fondations et couler un nouveau mur de béton sous les semelles, noyant ainsi les pieux dans le béton.

IV-Exemples

Exemple 2 : Rénovation d’une toiture La toiture est constituée d'une charpente et d'une

couverture. L'ensemble toiture, charpente et couverture sont des éléments essentiels pour la maison, elle est la première partie d'une construction à nécessiter une rénovation, les matériaux les plus communs, tels les tuiles, l'ardoise, le zinc, ont une espérance de vie plutôt longue, susceptible de dépasser le siècle, mais restent très exposés aux intempéries, à la pollution et de manière générale, à l'usure.

La toiture elle-même, doit garantir une parfaite étanchéité aux intempéries, pluies et neiges. La rénovation de toiture est conçue pour durer, sous condition d'un entretien régulier, normalement la réfection de la toiture est envisagée tous les vingt ans, la rénovation de la toiture aussi va permettre de renforcer sa solidité et son imperméabilisation.

IV-Exemples

Expertise de la charpente : La charpente bois en toiture sont en deux types :

toiture traditionnelle, charpente traditionnelle, toiture moderne, charpente en fermettes.

Le bois de toiture est un matériau vulnérable, exposé aux attaques des insectes xylophages et des champignons. Avant toute rénovation, il est essentiel de poser un diagnostic correct, les insectes (termites) qui attaquent le bois de toiture les plus fréquents sont les coléoptères.

L’état du bois de la toiture : Souvent le bois de constructions porteuses de toiture est trop

peu souvent traité contre les insectes et les champignons, les problèmes de la toiture sont pratiquement inévitables, un traitement préventif de toiture n'est pas non plus une garantie absolue, si les facteurs environnementaux sont défavorables, le bois de toiture traité peut aussi être victime d'atteintes.

IV-Exemples

Les problèmes de champignons dans les bois de la toiture, on pense tout de suite à la mérule, mais il existe une grande quantité d'autres espèces de champignons que raffolent du bois de la toiture.

Les éléments qui indiquent une atteinte par des champignons :

La présence d'une poudre brune, des filaments, de la peinture qui se détachent, une odeur de moisi ; des zones molles, et douces dans le bois, du bois à la structure poudreuse ou fibreuse, des fissures qui divisent la surface du bois en rectangles, une déformation des éléments bois, une déformation des structures.

IV-Exemples

Avant toute rénovation de toiture il est primordial d'expertiser :

le bois de charpente, pour savoir si elle n'est pas attaquée par les termites,

le type de bois de toiture, la couleur et la forme de la poussière rejetée,

les dimensions et la forme de trous dans le bois de la toiture permettent de déterminer de quelle espèce il s'agit.

On peut aussi voir sur le bois de la toiture, des trous, des sillons, et de la poussière, un son sourd quand on tape sur le bois, des zones molles dans le bois, une déformation des éléments ou de la structure, certains bruits rongement ou appels entre les mâles et les femelles.

IV-Exemples

Expertise de la couverture : L'infiltration d'eau à travers la toiture peut être imputable à divers facteurs, la

première cause possible réside dans le mauvais état de la couverture proprement dite, une couverture usée, des fissures dans la membrane d'étanchéité d'une toiture plate, des soudures dégradées ou de mauvaise qualité entre les bandes de la couverture sur une toiture plate.

Une toiture mal exécutée peut également donner lieu à des problèmes.

L’humidité :

infiltration d'eau à travers la toiture, couverture usée, l'étanchéité de toiture mal exécutée, un raccord incorrect aux murs montants, la brique et le mortier ne sont pas étanches, un chevauchement insuffisant des panneaux de sous toiture, l'association inappropriée d'une couverture, d'une sous toiture, d'une

isolation, et d'un écran perméable à la vapeur donnés. De la condensation peut alors s'accumuler dans la toiture.

IV-Exemples

Récupération des vieilles tuiles : Si on veut réutiliser de vieilles tuiles pour la toiture, il faut vérifier d'abord

si le nombre est suffisant et s'il en manque, s’il est possible de trouver des tuiles compatibles. Les tuiles de toiture qui présentent de la mousse doivent être nettoyées et séchées avant de pouvoir être examinées.

Le contrôle des tuiles de la toiture comporte deux phases : Une visuelle pour les dommages visibles, une auditive pour les dommages internes.

Le test auditif est très important lorsqu’on souhaite isoler une toiture existante, les tuiles subissent les agressions de l'humidité et de la température différemment sur une toiture isolée et une toiture non isolée.

Avant de choisir votre type de tuiles pour la toiture, il faut s’assurer de respecter les bonnes prescriptions de l'urbanisme, elles déterminent la forme et l'inclinaison de la toiture, le type de matériaux, les teintes autorisées.

IV-Exemples

L’isolation sous toiture La rénovation de la toiture par l'isolation sous toiture, habituellement, la

laine de roche offre une excellente solution pour l'isolation sous toiture des combles, il existe aussi d'autres produits comme : le chanvre, et les isolants naturels.

Isoler et habiller les combles :

Pour le travail de rénovation de toiture, après la pose des tuiles et l'écran sous toiture, on procède la mise en place de l'isolation sous toiture. Pour éviter le problème de pont thermique à la toiture, la mise en œuvre en deux couches superposées croisées est souhaitable.

La finition sous la toiture peut se faire par de différents types d'habillage : plaques de plâtre, lambris, ou panneaux contre plaqués. Une chose très importante, pour la rénovation de toiture, il faut laisser au moins 2cm de ventilation entre la couverture et l'isolant, ce vide est obligatoire et participe à une bonne isolation thermique.

Pour le travail de rénovation de toiture, la mise en place d'isolation sous toiture pour les combles est indispensable pour l'économie d'énergie, ainsi que la création de surface habitable supplémentaire sous la toiture bien aménagée, et l'espace conviviale.

IV-Exemples

Exemple 3 : Ouverture dans un mur porteur

Créer de nouveaux espaces dans un logement veut souvent dire mettre à bas une cloison ou percer un trou dans un mur. Avant de faire une ouverture dans un mur, il faut vérifier s’il est porteur ou si ce n'est qu'une simple cloison.

Faire une ouverture dans un mur porteur : Un mur porteur est une des pièces maîtresses de la structure

d'une maison. Il supporte le poids des planchers et plafonds, parfois aussi celui d'une partie de la toiture.

IV-Exemples

Avant de faire une ouverture dans un mur porteur, il faut :

étayer pour éviter l'effondrement du mur.

Percer le mur de chaque côté de l'emplacement prévu de l'ouverture et au-dessus.

Enfiler un bastaing dans ces ouvertures et le soutenir par des étais métalliques réglables de chaque côté du mur.

Dégager un emplacement au-dessus de l'ouverture de 25 cm de haut et de 20 cm de plus de part et d'autre.

Placer un linteau en béton armé ou métal dans l'espace juste au-dessus de l'emplacement de l'ouverture.

Procéder à l'ouverture du mur porteur, une fois le linteau bien scellé.

IV-Exemples

Exemple 4 : création d’une ouverture en façade Description sommaire de l'ouvrage :

Bâtiment existant à rez-de-chaussée el deux étages. Murs de façade et refends en maçonnerie. Charpente de couverture en bois.

Anomalies détectées en phase Travaux Défaut d'étaiement d'une ferme implantée dans l'axe d'une ouverture

de porte pratiquée dans un mur de façade. L'intervention d'un contrôleur technique a été demandée en cours de

chantier par le maître d'ouvrage qui souhaitait être informé sur la possibilité de couper les entraits en général, afin de permettre l'aménagement des combles.

Lors de la visite du contrôleur, l'ouverture de la baie avait été entreprise sans étaiement et la ferme s'appuyait sur les solives de plancher non prévues à cet effet; l'une d'entre elles s'était d'ailleurs rompue et la flèche atteignait 5 cm.

D'autre part, aucune disposition ne semblait avoir été prise pour assurer la reprise des charges.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Affaissement de la ferme entraînant l'effondrement partiel de la

toiture. Modifications obtenues

Suite à l’intervention du contrôleur technique, des dispositions satisfaisantes d'étaiement ont été prises en attendant le report définitif des charges sur la structure par la création d'un linteau.

IV-Exemples

Exemple 4 : création d’un plancher en combles Description sommaire de l'ouvrage

Réhabilitation d'un centre de formation. Dimensions en plan: 9 x 14 m. Rez-de-chaussée et 2 étages. Reconstruction à l'identique de la charpente de couverture,

mais un plancher est ajouté et supporté par l'entrait retroussé. Anomalies détectées en phase Étude

Charpente sous-dimensionnée par absence de calcul prenant en compte l'effet des charges apportées par le nouveau plancher.

La vérification tenant compte des charges du plancher conduit à des contraintes maximales de 34,6 MPa nettement supérieures à la contrainte admissible de 9,8 MPa.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Déformations importantes avant d'atteindre la charge

d'utilisation et effondrement pour celle-ci. Modifications obtenues

Sections de l'entrait et des jambes de force déduites d'un calcul correct ainsi que leurs assemblages.

IV-Exemples

Exemple 5 : suppression de murs porteurs sous combles

Description sommaire de l'ouvrage Immeuble administratif comportant deux niveaux, murs

porteurs en maçonnerie et ouverture tuiles sur charpente bois et faisant l’objet de travaux de rénovation..

Anomalies détectées en phase Étude Suppression d'éléments porteurs du plancher des combles.

L'entrait des fermes en « A » supporte le plancher et prend appui sur deux murs intermédiaires dont la suppression était prévue.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Effondrement de la charpente de couverture.

Modifications obtenues Création de poutres longitudinales auxquelles le plancher est

suspendu.

IV-Exemples

Exemple 6 : remplacement d’un mur par des poteaux

Description sommaire de l'ouvrage Aménagement d'un local commercial de 200 m² au rez-de-

chaussée d'un bâtiment, consistant à remplacer deux murs de refend par deux poteaux et un linteau métalliques pour chacun d'eux.

Anomalies détectées en phase Étude Avant le début des travaux, il est constaté, dans un mur du

sous-sol, une ouverture, avec un linteau en bois, située sous l'un des poteaux. Le linteau était insuffisant pour supporter la charge de 350 kN du poteau..

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Rupture du linteau en bois et effondrement.

Modifications obtenues Le linteau en bois a été remplacé par une poutre en béton

armé.

IV-Exemples

Exemple 7 : Appui sur structure existante Description sommaire de l'ouvrage

Réservoir industriel existant de 15 x 8 m ; hauteur des parois 7 m. Projet de construction d'un bâtiment technique en charpente

métallique appuyé sur les parois de l'ouvrage existant. Anomalies détectées en phase Travaux

Conception incompatible avec de bonnes conditions de mise en œuvre et n'assurant pas la stabilité.

L'implantation de l'assise de la charpente métallique était prévue sur des murettes périphériques construites sur les parois de l'ouvrage.

Les entreprises avaient confirmé au maître d'ouvrage que ces murettes étaient en béton et situées à l'aplomb des parois en béton de l'ouvrage.

Il a été constaté, après sondages destructifs et relevés in situ que: les murettes étaient nettement désaxées des parois de l'ouvrage,

cheminant en fait sur un porte-à-faux situé en tête de cet ouvrage; ces murettes étaient en parpaings creux de Ciment de 12 cm d'épaisseur.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Effondrement du porte-à-faux existant et de la structure

métallique. Modifications obtenues

Destruction des murettes périphériques en parpaings. Réalisation d'un soubassement en béton armé, liaisonné à la

structure à l'aplomb du voile. Le déplacement de l'appui était compatible avec les exigences

d'exploitation.

IV-Exemples

Exemple 8 : Suppression d’un mur porteur Description sommaire de l'ouvrage

Centre de vacances R + 1 sur sous-sol. Transformation d'une cuisine collective avec modification de

murs en béton armé. Anomalies détectées en phase Étude

Insuffisance du diagnostic avant travaux d'aménagement. Suppression d'un mur pour extension d'une pièce au rez-de-

chaussée. L'entreprise pensait que ce mur supportait seulement le

plancher haut du rez-de-chaussée et a procédé à l'étaiement de ce plancher de part et d'autre du mur.

Il s'agissait en fait, d'une poutre voile supportant le plancher haut du rez-de-chaussée et celui du sous-sol.

Les étais n'étant pas reportés jusqu'au sous-sol, les deux planchers n'auraient plus été supportés.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Effondrement généralisé du bâtiment.

Modifications obtenues Étaiement en sous-sol jusqu'à la création de la structure de

renforcement, dans la hauteur du sous-sol et du rez-de-chaussée.

IV-Exemples

Exemple 9 : suppression de murs et planchers intérieurs

Description sommaire de l'ouvrage Réhabilitation d'un immeuble d'habitation. Dimensions en plan :10 x 18 m. Rez-de-chaussée et 2 étages. Mitoyen avec d'autres immeubles sur 2 côtés. La façade sur rue et les refends sont conservés.

Anomalies détectées en phase Travaux Instabilité provisoire de la façade en cours de travaux. Aucun dispositif provisoire n'est prévu pour assurer la stabilité

de la façade en cours de travaux du fait de la présence des refends, en réalité, l’un des refends conservés n'étant pas lié la façade ne peut participer à cette stabilité comme envisagé lors de l'étude.

IV-Exemples

Conséquences prévisibles Risque d'effondrement de la façade en cours de travaux.

Modifications obtenues Tirant assurant la liaison entre le refend et la façade. Etrésillons dans les baies de la façade et du refend.