Les grandes techniques de la construction bois

Les techniques actuelles

De nos jours, les techniques n’ont cessé d’évoluer pour répondre à une conception de bâtiments performants et s’adapter à leur typologie. La construction en bois peut être envisagée aussi bien pour des bâtiments de plusieurs étages que pour des structures nécessitant de grandes portées, grâce à la polyvalence et aux performances mécaniques du matériau.

L’ossature bois – Définition / Explication / Schémas

L’ossature bois est une structure composée d’un tramage régulier de pièces de bois verticales disposées tous les 40 à 60 cm (les montants), et de pièces horizontales en partie haute, basse et médiane (les traverses et entretoises). Sur l’ossature bois ainsi formée, un voile travaillant en panneau bois est fixé, permettant le contreventement du bâtiment. Ce panneau (OSB ou panneau de particules principalement) participe aussi à l’étanchéité à l’air de la construction. Les cavités du panneau à ossature bois sont remplies d’un isolant, offrant à l’ouvrage d’excellentes performances thermiques et acoustiques.

Notons qu’il existe deux types de techniques à ossature bois :

• l’ossature à claire-voie (balloon frame) : les poteaux sont continus sur au moins deux niveaux ;
• l’ossature à plate-forme (plateform frame) : les poteaux sont interrompus à chaque étage et le plancher haut de chaque niveau reçoit la structure du niveau supérieur.

Le contexte d’utilisation

Avec 80 % des ouvrages bois réalisés en ossature, c’est de loin la technique constructive la plus utilisée. Elle se prête aussi bien à la construction de maisons individuelles que de projets d’extensions, de surélévations. La technique de l’ossature bois est notamment explicitée dans le NF DTU 31.2 « Construction de maisons et bâtiments à ossature en bois ». Ce document de référence précise ainsi que l’emploi de cette technique ne se fait que sur des bâtiments de climat tempéré, dont la hauteur atteint tout au plus 28 mètres.

Avantages

Un bâtiment à ossature bois présente de nombreux atouts, qui explique que cette technique soit majoritaire dans la construction bois actuelle. Citons par exemple :

• la préfabrication : en étant construits en atelier avec un outil industriel perfectionné, les murs bénéficient d’une précision sans pareille, permettant d’assurer une bonne étanchéité dans le futur édifice. Aussi, cela permet de s’affranchir des contraintes de la météo, ce qui limite le risque de retard et garantit la bonne intégrité des murs lors du montage ;
• la rapidité : le chantier consistant en l’assemblage des pans de murs préfabriqués, il est généralement rapide. Il n’est pas rare qu’une maison à ossature bois ne nécessite qu’une journée pour que ses cloisons soient montées. Une telle maison peut donc être hors d’eau/hors d’air en seulement quelques heures, ce qui réduit d’autant plus les nuisances du chantier pour les riverains ;
• la souplesse : avec l’ossature bois, on dispose d’une grande flexibilité constructive, qui s’adapte à toutes les typologies d’ouvrage et s’associe à des modes d’expression architecturale très différenciés ;
• la légèreté : grâce à la légèreté du matériau, et des murs qui en découlent, ces constructions s’adaptent aisément à tous les milieux (terrains de faible portance, mal stabilisés, pentus). Elle s’avère aussi pertinente pour des surélévations, par exemple, l’impact sur les fondations existantes étant en effet limité. Les moyens de levage nécessaires au montage sont aussi limités, ce qui facilite le chantier et est aussi un facteur de réduction de coûts ;
• la performance : ce système permet la conception de bâtiments énergétiquement performants, conformes aux réglementations actuelles. Avec l’application de la réglementation environnementale RE 2020, l’ossature bois permet de maximiser l’emploi de matériaux à faible émission de carbone, d’autant plus qu’il est possible de coupler l’ossature avec un isolant biosourcé (laine de bois, paille, etc.).

Une fois l’ouvrage monté, cette solution permet la mise en œuvre de tous les types de revêtements, intérieurs comme extérieurs, pour un rendu qui s’adapte aux attentes du maître d’ouvrage.

Inconvénients

L’ossature bois, en tant que construction bois en général, souffre de nombreuses idées reçues sur la pérennité du bâtiment notamment. On pense aussi souvent à tort qu’un tel ouvrage en bois sera revêtu de bois, ce que certains usagers redoutent (là aussi à tort) par rapport à l’évolution dans le temps. Or, la structure est indépendante du revêtement, dont la nature possible est extrêmement diversifiée (bois, enduit minéral, etc.).

En savoir plus : L’ossature bois vous dévoile ses secrets

Focus sur la poutre en I

La poutre en I est un produit bois, composé de 2 membrures en bois à base de bois et de section rectangulaire. Leurs dimensions peuvent être identiques (poutre symétrique) ou différentes (poutre dissymétrique). En complément, une âme vient relier les deux membrures. Elle peut être à base de bois, voire métallique.

Ces poutres peuvent aussi rentrer dans la composition des murs (mais aussi dans les toitures et les planchers), et présentent notamment l’avantage de l’économie de matière et de la légèreté. L’épaisseur d’isolant sera aussi maximisée, tout en permettant de réduire le risque de pont thermique.

En savoir plus : Le Portail de la poutre en I

Poteau-poutre

Définition/Explication/Schémas

Le système constructif poteau-poutre consiste à ériger le squelette de la maison avec des poteaux et des poutres de forte section, capables de franchir d’importantes distances (sans reprise de charge). La structure érigée, les poteaux et les poutres peuvent être laissés apparents et générer ainsi une structure visible à l’intérieur de laquelle peuvent s’insérer des parois pleines, des fenêtres et des portes.

Espacés à intervalles réguliers (de 2 à 5 m), les poteaux dessinent la structure de la maison et offrent de grands volumes et de larges ouvertures. Ils remplissent leur rôle de transfert de charges jusqu’aux fondations. Le squelette est dissocié du mode de remplissage.

Le contexte d’utilisation

De nombreuses maisons contemporaines associent l’ossature bois, pour ses avantages thermiques et acoustiques, et le poteau-poutre.

Il représente aussi une technique éprouvée pour construire des bâtiments de grande hauteur. On peut citer comme exemple le bâtiment Pulse à Aubervilliers, qui a notamment accueilli le siège de l’organisation des Jeux olympiques de Paris 2024, ou encore la résidence étudiante « Brock Commons » à Vancouver, qui s’élève sur 18 étages.

Avantages

Parmi les avantages que revêt cette technique constructive, on peut citer :

• l’esthétique : l’ossature porteuse reste apparente et apporte du cachet à l’intérieur. Grâce à ses intervalles réguliers se forme une trame dans laquelle s’inscrivent les volumes de la maison. Cette trame offre un rythme constructif lisible en intérieur comme en extérieur ;
• l’espace et la lumière : les poutres de grande portée offrent une grande volumétrie intérieure et l’implantation des poteaux permet de conserver de larges ouvertures. La technique peut donc s’avérer intéressante dans une approche bioclimatique, permettant de profiter des rayons solaires en hiver pour chauffer le bâtiment. Il faut toutefois prévoir une protection contre ces mêmes rayons en été, pour éviter les surchauffes ;
• l’expression architecturale : la dissociation entre la structure et le remplissage autorise une grande variété de conceptions.

Enfin, pour bénéficier de la qualité et des atouts de cette technique, le poteau-poutre requiert une mise en œuvre particulière et l’intervention de professionnels hautement qualifiés dans l’ingénierie des structures.

En savoir plus : Poteaux-poutres : Principes & Avantages

Le panneau de bois massif (CLT) : Définition / Explication / Schémas

S’il a déjà fait ses preuves pour les bâtiments collectifs et industriels, le panneau CLT (Cross Laminated Timber) conquiert peu à peu le marché de la maison individuelle. Il s’agit d’un panneau structurel constitué de plusieurs couches de bois massif superposées et croisées, clouées ou collées entre elles. Des éléments structuraux entiers peuvent être conçus en amont. Ce produit s’apparente à un mélange entre la technique de production du bois lamellé et celle du panneau contreplaqué.

Le panneau CLT massif est polyvalent. Il s’emploie à la fois comme élément de mur extérieur, de plancher et comme support de couverture. Ses performances mécaniques sont supérieures à celles du bois massif. Le panneau travaille dans tous les sens et permet de constituer des parois indéformables. En façade extérieure, il peut également être associé à tout type d’isolants et de vêtures, pour allier confort et esthétique.

Le contexte d’utilisation

Le panneau de bois massif, en raison de sa polyvalence, s’adapte à diverses typologies, tant pour des structures verticales qu’horizontales. Il présente un intérêt pour la construction de bâtiments multiétages. Sa capacité à supporter de lourdes charges, en fonction de son épaisseur, permet de concevoir des tours de plus de 10 étages, un type de construction déjà présent dans le paysage architectural français et international.

Avantages

Grâce à l’évolution des techniques, l’émergence de ce panneau permet de répondre à bien des besoins. Il présente notamment les atouts suivants :

• la rapidité : les éléments de structure conçus et préfabriqués en atelier sont prêts à être assemblés sur le chantier ;
• la polyvalence : la stabilité structurelle et la grande capacité portante du CLT permettent l’utilisation des panneaux pour la construction de tous les éléments de structure : murs extérieurs et intérieurs, planchers et supports de couverture ;
• la performance : les panneaux de bois massifs, combinés à des solutions d’isolation performantes, permettent une grande performance thermique.

L’offre française s’est fortement développée ces dernières années, pour répondre aux besoins grandissants du marché.

Inconvénient

Dans un contexte où la récolte de bois n’est pas toujours assimilée dans la société, le panneau de bois massif exige une grande quantité de bois pour être réalisé. L’intérêt réside alors toutefois dans la séquestration du carbone à long terme.

En savoir plus : Construction bois : Quand le CLT offre de nouvelles idées…

Les techniques ancestrales

Si ces techniques ne sont plus vraiment pratiquées pour la construction de nouveaux édifices, leur existence démontre le potentiel du bois à proposer des bâtiments durables. En effet, plusieurs régions disposent de bâtiments bois datant de plusieurs siècles, où les structures sont encore tout à fait fonctionnelles.

Le colombage : Définition / Explication / Schémas

Cette technique a été très utilisée en France à partir du Moyen Âge. Des pièces de bois verticales et des traverses horizontales de fortes sections sont montées sur une assise en pierre. Elles sont assemblées entre elles par un système de tenons et mortaises. Des chevilles en bois viennent consolider la structure. Entre les pièces structurelles, un remplissage est effectué en torchis, briques ou terre, laissant apparentes les poutres de bois. Différentes longueurs pouvaient être utilisées (bois courts ou bois longs).

Le contexte d’utilisation

Cette technique, aussi appelée « maison à pans de bois », se retrouve massivement dans des territoires comme l’Alsace ou la Normandie. L’emploi de cette technique revêt de nos jours une vertu patrimoniale, vu que cette technique a surtout été développée du Moyen Âge jusqu’au xixe siècle. Un des intérêts consistait à créer un encorbellement, afin de disposer d’une surface plus grande dans les étages qu’au rez-de-chaussée, grâce à une construction en surplomb par rapport au mur de ce même rez-de-chaussée. Les taxes se calculaient en effet sur la surface au sol : le rajout de surface au niveau des étages n’augmentent donc pas le montant de l’impôt.

Avantages

Ce type de bâtiments met en avant l’utilisation de matériaux biosourcés et géosourcés, tels que le torchis, composé de terre crue et de fibres naturelles comme la paille. Ils témoignent également des savoir-faire ancestraux et illustrent, si besoin, la durabilité des constructions en bois à travers les siècles.

Inconvénients

Aujourd’hui, ces bâtiments peinent à répondre aux exigences thermiques imposées par la réglementation, nécessitant fréquemment des rénovations, notamment pour garantir une meilleure étanchéité à l’air. Cependant, restaurer ces édifices tout en préservant leur valeur patrimoniale et les techniques traditionnelles requiert une expertise spécifique, ce qui peut se révéler plus coûteux qu’une démolition suivie d’une reconstruction. Face à la multiplication des reconstructions modernes remplaçant ces précieux témoins de l’Histoire, des associations se mobilisent pour préserver et valoriser ces maisons emblématiques.

Le bois massif empilé : Définition / Explication / Schémas

Il s’agit de la plus ancienne technique de construction bois. D’épaisses pièces de bois de section ronde (rondin) ou carrée (madrier) sont empilées horizontalement. Ces pièces sont conçues pour s’emboîter avec précision. Les parois ainsi élevées assurent une bonne étanchéité à l’eau et à l’air. Les pièces de bois empilées, éléments structurels, ont la particularité d’assurer également les fonctions de bardage. Hormis le bois massif, il est possible d’utiliser des bois contrecollés, pour limiter les déformations au fil du temps. Cette technique ancienne, longtemps utilisée pour la réalisation de chalets, ne proposait qu’un vocabulaire architectural restreint. Elle a su évoluer vers une architecture plus moderne et s’ouvre aujourd’hui à la réalisation de maisons contemporaines.

Avantages

Ce type de construction affiche une identité marquée en faveur du bois, avec une expression pleinement assumée, tant en façade qu’en aménagement intérieur. Cette approche confère à l’ensemble une atmosphère chaleureuse, généralement plébiscitée par les usagers.

Inconvénients

L’image type de ces bâtiments, faisant plus facilement penser à des chalets, donne un côté rustique, parfois inadapté aux besoins sociétaux exprimés actuellement. Ils sont donc particulièrement difficiles à intégrer parmi d’autres habitations, dans des villes où les règles d’urbanisme ne préconisent pas nécessairement cet aspect.

Aussi, ces structures étant particulièrement lourdes, on observe parfois un phénomène de tassement avec le temps, qui vient altérer l’étanchéité du bâtiment, ainsi que les volumes intérieurs. Par ailleurs, il demeure complexe d’adapter ces constructions anciennes aux exigences des réglementations actuelles.

La construction ou la rénovation de bâtiments érigés avec des techniques ancestrales requiert un savoir-faire très pointu, pour associer performance du bâti et respect de sa valeur patrimoniale. Leur application fait notamment appel à des filières d’excellence, puisque les professionnels mettent leurs compétences en œuvre dans le respect de ces bâtiments historiques, voire classés. Ces structures sont aussi le témoin privilégié de la durabilité du matériau bois dans la construction, vu que de nombreux exemples en France ou dans le monde peuvent arguer qu’ils ont plusieurs siècles d’existence.

Les raisons du développement de la construction bois

Les principales données chiffrées disponibles sur le marché français de la construction bois sont issues de l’Enquête Nationale de la Construction Bois 2022, portée par l’UICB, l’UMB-FFB, la CAPEB et financée par France Bois Forêt et le CODIFAB, en partenariat avec FIBOIS France.

Ainsi, avec un chiffre d’affaires en hausse en 2022, par rapport à 2020, le secteur de la construction bois pèse à lui tout seul près de 4,6 milliards d’euros HT. Si 73 % de ce chiffre est lié à la construction neuve, on note une hausse de la rénovation/réhabilitation (+ 23 %) et des extensions/surélévations (+ 24 %), ce qui confirme les tendances actuelles.

Enfin, les données sur les techniques constructives évoquées confirment la prédominance de l’ossature bois, devant les structures en poteau-poutre et le panneau de bois massif. Les techniques ancestrales, elles, restent de nos jours marginales.

Ces savoir-faire requièrent une formation professionnelle adaptée, afin d’obtenir des constructions performantes et durables.

Grâce à ses performances, il est désormais possible de construire des bâtiments de grande hauteur en bois. De même, sur le volet énergétique, les constructions bois sont souvent à l’origine de bâtiments passifs, voire à énergie positive. En ce sens, les besoins en consommation énergétique sont fortement réduits, voire annulés, ce qui limite les factures et les besoins en énergie pour le chauffage/rafraîchissement ou les équipements, par exemple.

Par ailleurs, avec une conception appropriée, la durabilité d’un bâtiment en bois n’est pas un sujet. En utilisant le « bon bois au bon endroit » et en prenant soin d’éviter la stagnation d’eau au contact du matériau, ces bâtiments peuvent assurer une longévité, comme en témoignent les ouvrages multiséculaires encore existants.

La construction bois s’adapte aussi aux volontés des maîtres d’ouvrage, qui recherchent souvent un aspect bien précis pour leur bâtiment. Ainsi, toutes les solutions de revêtements sont envisageables, qu’il s’agisse d’un bardage bois ou d’un enduit minéral, entre autres.

Il est d’autant plus important de maîtriser ces sujets, car le bois représente une solution d’avenir en plein essor. En effet, la réglementation RE 2020, qui privilégie les matériaux à faible empreinte carbone, confère au bois une place de choix : renouvelable, de proximité, facile à travailler et stockant du carbone, il répond pleinement à ces objectifs. Par son emploi, il se substitue aussi à d’autres matériaux plus énergivores, ce qui renforce une fois de plus ses qualités environnementales.