Un produit d'avenir en construction: la charpente en lamellé collé

La charpente en lamellé-collé est un matériau d’avenir, offrant de nombreux avantages et s’inscrivant parfaitement dans le tournant environnemental de l’industrie de la construction. Pourquoi choisir la charpente en lamellé-collé pour vos projets ? Quels sont ses principaux avantages écologiques et structuraux ? Comment ce matériau contribue-t-il à une maison avec une Haute Qualité Environnementale (HQE) ?

Découvrez pourquoi la charpente en lamellé-collé est le choix idéal pour des constructions durables et respectueuses de l’environnement.

Qu'est-ce qu'une charpente en lamellé-collé ?

Source : Canva

La charpente en lamellé-collé est une structure en bois dont les éléments se composent de couches d’une épaisseur de 45 mm reliés entre eux par des colles. Celles-ci sont des résines phénoplastes et aminoplastes. 

C’est-à-dire des colles thermodurcissables qui sont faites de résine mélangée sur site avec un durcisseur.

Leur qualité dépend de 3 facteurs : 

• La pression, 

• L’humidité, 

• La température. 

Ces lamelles servent ensuite à construire des poutres et des colonnes qui forment la structure des charpentes. 

Quelle différence entre un lamellé-collé et un contre-collé ?

Le lamellé-collé et le contre-collé sont tous les deux très utilisés dans la construction, notamment pour les charpentes. Souvent confondus, ils présentent pourtant des différences notables, notamment en termes d'épaisseur des lamelles et d'orientation des fibres.

Le lamellé-collé est plus adapté aux éléments linéaires (poutres, poteaux) nécessitant une grande résistance et une certaine finesse. Il est souvent utilisé dans les constructions à ossature bois, les bâtiments industriels et les ouvrages d'art.

Le contre-collé, quant à lui, est plus adapté aux éléments de grandes surfaces (exemple: des panneaux) nécessitant une grande rigidité et de bonnes propriétés d'isolation. Il est utilisé dans la construction de maisons individuelles, de bâtiments collectifs et d'ouvrages d'art.

Le choix entre le lamellé-collé et le contre-collé dépendra donc de l'utilisation prévue, des contraintes mécaniques et des exigences esthétiques du projet.

Avantages et inconvénients pour la maison 

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Pourquoi construire en lamellé-collé?

1. Résistance

Comparée aux charpentes traditionnelles, la charpente en lamellé collé ne présente pas les défauts naturels du bois (larges nœuds, par exemple). La variation des propriétés de résistance de chaque poutre est notamment optimisée par les normes de fabrication du lamellé-collé. 

Surtout, à poids égal, la résistance des poutres en lamelles est plus importante que celle des poutres en bois naturel. 

Enfin, les lamelles résistent très bien aux agressions liées à d'éventuels produits chimiques, ainsi qu’aux déformations et torsions induites par l’humidité. 

2. Haute qualité environnementale (HQE)

Le secteur de la construction fait de plus en plus face aux risques de pénurie de ressources. Dans cette situation, l’accent est mis par le secteur sur l’utilisation de matériaux renouvelables. 

Le bois lamellé-collé entre exactement dans les critères d’un matériau efficace, propre et vertueux, puisqu’il possède : 

• Un rapport coût-bénéfice favorable, 

• Des caractéristiques respectueuses des générations futures, 

• Un cycle de vie en adéquation avec la croissance du secteur de la construction.

Il participe ainsi à inverser une tendance à la consommation d’énergie qui impressionne. En effet, le secteur du bâtiment représente actuellement : 

• 32% de la consommation totale d’énergie, 

• 38% des émissions de dioxyde de carbone. 

Faire le choix des lamelles, c’est donc faire le choix de l’avenir. 

3. Performances mécaniques

Bien que le lamellé-collé soit plus résistant que le bois naturel, il n’en demeure pas moins que ses performances mécaniques dépendent largement des méthodes utilisées pour répondre aux contraintes structurelles du bâtiment. 

Ainsi, pour une charpente en lamellé couvrant un bâtiment aux dimensions conséquentes, des plaques d’acier peuvent être ajoutées en renfort. Elles ont pour conséquence d’augmenter fortement la charge ultime et la rigidité axiale du bois lamellé-collé.

4. Grandes dimensions

Le taux d’humidité de 12% du bois lamellé-collé limite sa contraction et son gonflement, le rendant plus stable que le bois traditionnel. Parce qu’il est fabriqué à partir de couches collées les unes aux autres, une seule poutre peut mesurer jusqu’à 328 pi (100 m) de longueur.

De très grandes structures peuvent ainsi être réalisées, avec des formes variées allant des courbes aux arcs. 

L’espace ainsi créé par ce type de charpente a la particularité d’être largement ouvert et esthétique, grâce à l’absence de supports intermédiaires soutenant la structure. 

5. Grande légèreté

À volume égal, une poutre en lamelles est 5X plus légère qu’une poutre en béton. Pourtant, la résistance est la même. 

Quels sont les 4 inconvénients du lamellé-collé?

1. Un prix plus élevé

Le prix du lamellé-collé doit être mis en perspective avec les ressources disponibles. Au Québec, où le bois est facilement accessible, le lamellé-collé coûte bien moins cher que dans un pays pauvre en espaces sylvicoles.

Quoi qu’il en soit, le bois lamellé-collé sera toujours plus cher que le bois traditionnel, du fait de sa transformation. 

2. Des qualités inégales

La qualité du bois lamellé-collé dépend grandement des procédés utilisés durant sa phase de construction. C’est notamment le cas de la colle utilisée pour réunir les couches de lamellé.  

Si les conditions de pression, d’humidité et de température ne sont pas réunies, la résistance d’une poutre en lamelles n’est plus la même. Toutefois, des normes encadrent la fabrication de tels matériaux. 

Notamment la norme CSA 086, qui distingue 4 types de bois lamellé-collé : 

• Le 20f-E, 

• Le 20f-EX, 

• Le 24f-E, 

• Le 24f-EX. 

Les mentions E et EX servent à indiquer le sens de pose des lamelles, c’est-à-dire soit symétriquement à l’axe neutre de la poutre (EX), soit asymétriquement (E). 

Ces lamelles sont alors qualifiées de génériques, par opposition au lamellé-collé dit propriétaire. C’est justement de lui qu’il convient de se méfier. 

Les lamelles propriétaires correspondent à du lamellé-collé qui ne répond pas à la norme CSA 086, mais dont les caractéristiques sont similaires. Pour s’en assurer, le Centre canadien des matériaux de construction (CCMC) est chargé de les approuver. 

Au Québec, le bois lamellé-collé générique est notamment fabriqué par Goodfellow et Art Massif. 

3. Une rupture par fendage

C’est avant tout un problème inhérent aux structures de grande taille. Le lamellé-collé, bien qu’il possède moins de raccords que les matériaux habituels, est affaibli par les raccords en acier. 

Ainsi, les ruptures par fendage sont principalement observées aux extrémités des poutres, là où les forces de tension sont transversales au grain du bois. La ductilité (capacité à se déformer) et la résistance à la charge sont donc amoindries. 

Des solutions ont toutefois été développées : 

• Vis autotaraudeuses, 

• Tubes en acier, 

• Contrefiches, 

• Entretoises, 

• Contreventements. 

Les recherches continuent pour développer des raccords, maintenant la capacité de charge du bois lamellé-collé, notamment au travers d’une meilleure répartition des forces entre les angles supérieurs et inférieurs des poutres et les colonnes . 

4. Sensibilité à l’eau

Parmi les avantages, nous avions dit que le lamellé-collé résiste à l’humidité. Certes, il y résiste, mais il n’est pas moins vrai qu’il n’apprécie pas l’eau. Ainsi, les dommages liés à une infiltration d’eau peuvent entraîner : 

• Du pourrissement, 

• Une décomposition biotique. 

Ce dernier point correspond à la prolifération de moisissures, de mousses, etc., qui attaquent le lamellé-collé de la même façon qu’un bois naturel. 

Comment protéger du lamellé-collé ?

La protection du lamellé-collé implique une série de traitements qui peuvent être appliqués en usine ou sur chantier. Le choix des produits et méthodes dépend généralement de l'emplacement, de l'exposition du bois aux éléments naturels et des préférences esthétiques.

Voici quelques options pour protéger le lamellé-collé :

Traitement en usine

• L'imprégnation : le bois est traité par autoclave avec un produit protecteur pour le rendre résistant aux insectes et aux champignons.

• Le revêtement protecteur : un revêtement peut être appliqué pour augmenter la résistance du bois aux rayons UV et faciliter son entretien.

Traitement sur chantier

• La lasure : cette option permet de protèger le bois des rayons UV tout en mettant en valeur son veinage. Toutefois, elle nécessite de renouveler l'application périodiquement.

• La peinture : la peinture offre également une protection contre les UV et les intempéries, mais contrairement à la lasure, elle occulte le veinage naturel du bois.

• L'huile : elle pénètre le bois, le nourrissant et le protégeant contre les éléments extérieurs, mais elle doit elle aussi être appliquée fréquemment pour rester efficace.

Stabilité et homogénéité des poutres en lamelles de bois

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Le fait que les lamelles soient assemblées par morceaux, avec des colles, permet de ne pas utiliser de grands arbres. 

Par conséquent, le lamellé-collé est moins sujet aux nœuds, qui se développent avec le temps. Il est donc plus résistant que le bois naturel, grâce à sa plus grande homogénéité. 

La stabilité dimensionnelle d’une poutre en lamelles est également plus importante que celle d’une poutre en bois naturel. La raison vient de la méthode de séchage. En effet, chaque lamelle de bois est séchée individuellement avant que les colles ne lui soient appliquées.