Connexion de panneaux CLT
Les solutions d'assemblage Würth: calcul et mise en oeuvre
Le Cross Laminated Timber ou CLT (panneaux massifs en bois lamellé-croisé, en français) est un matériau de construction réalisé en bois massif tendre (épicéa, et douglas pour les essences courantes). Il s’agit d’un panneau à usage structurel (murs, planchers ou toiture), fabriqué sur mesure et composé de lames de bois massif, croisées perpendiculairement les unes aux autres. Il se présente sous forme de panneaux de grandes dimensions (H 3,5 m x L 15 à 20 m), c’est pour cette raison qu’il est principalement employé pour réaliser des immeubles de moyenne et grande hauteur (IMH, IGH).
A l’image des autres ouvrage réalisés en bois, le bon maintien des panneaux de CLT nécessite des produits d’assemblages tels que des vis à bois. Le CLT n’étant pas (encore) intégré à la norme Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1), ces vis doivent faire l’objet d’une certification spécifique comme une Evaluation Technique Européenne (ETE ou ETA en anglais).
Les vis commercialisées par Würth France sont couvertes par l’ETE 11/0190.
Cadre normatif et dimensionnement
1. État des lieux
En 2009, les ingénieurs Thomas UIBEL et Joachim BLASS ont réalisé un travail permettant de cadrer les assemblages dans ce support (Bemessungsvorschläge für Verbindungsmittel in Brettsperrholz)
Notre ATE, et donc nos méthodes de calcul pour les assemblages avec du CLT, sont basés sur les résultats de ces recherches.
Ces travaux ont été établis sur 8 hypothèses de vissage :
Extrait du Bemessungsvorschläge für Verbindungsmittel in Brettsperrholz
2. Calcul de la résistance
Afin de calculer la résistance des assemblages, il faut en premier lieu calculer la portance locale (f h,k) des panneaux CLT utilisés que ce soit pour un assemblage sur face ou sur rive.
Pour cela, nous nous référons à notre ATE 11/0190 qui donne les formules suivantes :
3. Calcul des espacements
De la même manière que pour le calcul de la résistance, nous distinguons 2 cas de figure :
La fixation sur face
La fixation sur rive
4. Particularités: le frettage
Dans le cadre d’un assemblage d’angle, il convient de vérifier la longueur de pénétration de la vis côté pointe (h) (voir schéma ci-dessous).
Si la valeur h est trop importante, il y a un phénomène de décollement du panneau possible, il faudra alors renforcer la structure par le biais d’une vis de frettage.
La formule pour calculer ce ratio est : a / ℎ ≤ 0,7
Quels sont les types d’assemblages courants en CLT ?
On distingue 3 types d’assemblages :
- Horizontaux : Assemblage des panneaux constituant le plancher
- Verticaux : Assemblage des panneaux constituant les murs
- Angles : Assemblage des murs d’angles du bâtiment
Les assemblages horizontaux (planchers)
Parmi les nombreuses possibilités qui existent, la solution la plus couramment retenue est celle par « feuillure et fausse languette ». On utilise généralement des vis à bois standards (Assy 4 CSMP) disposées à 90° :
Les assemblages verticaux (murs)
Parmi les nombreuses possibilités qui existe, la solution la plus couramment retenue consiste à assembler les murs par vis croisées. On utilise généralement des vis à bois techniques (Assy 4 Plus CH) :
Les assemblages d’angles
Parmi les nombreuses possibilités qui existent, la solution la plus couramment retenue consiste à assembler les murs d’angles par vis disposées à 90°. On utilise généralement des vis à bois techniques (Assy 4 Plus CH) , leur filetage complet apporte une meilleure résistance aux efforts (potentiellement importants dans ces zones) :
Quoi d’autre ?
Les solutions d’assemblages présentées précédemment ne sont pas les seules existantes. Selon les fabricants, les bureaux d’études et les constructeurs, d’autres systèmes sont utilisés. Pour chaque cas plusieurs vis peuvent convenir, ci-dessous, retrouvez une liste non exhaustive de ce qui se pratique sur le marché français :
Assemblage par double fausse languette
Ce mode de liaison est surtout utilisé pour les assemblages des panneaux constituant les planchers. Il est intéressant car la jonction des 2 panneaux est plus stable. Il n’est toutefois pas utilisé quand le bâtiment doit justifier d’une bonne tenue au feu.
Assemblage par feuillure à mi-bois
Ce mode de liaison est surtout utilisé pour les panneaux constituant les planchers mais transposables aux liaisons des panneaux constituant les murs. Il est intéressant car la jonction des 2 panneaux est plus stable et limite la propagation des flammes et des fumées en cas d’incendie. Toutefois, le fait de réaliser un usinage important le rend coûteux.
Les vis peuvent être disposées à 90° ou à 45°. Cette deuxième disposition est, cependant, peu utilisée car elle est contraignante à mettre en œuvre.
- Assy 4 CSMP
- Assy Plus 4 CSMP (filetage partiel)
- Assy Plus 4 FT(tête cylindrique pour le vissage à 45°)
Assemblage par rainure et fausse languette
Ce mode de liaison est surtout utilisé pour les panneaux constituant les planchers mais transposables aux liaisons des panneaux constituant les murs. Il est intéressant car la jonction des 2 panneaux est plus précise. Ce mode d’assemblage est peu répandu car il nécessite un appareillage spécifique des industriels pour réaliser l’usinage de la rainure. De plus, les vis disposées à 45° sont contraignantes à mettre en œuvre.
- Assy Plus 4 VG (tête cylindrique)
Assemblage d’angle par vis à 45°
Ce mode de liaison est utilisé pour assembler les panneaux constituant les angles des murs. Il apporte l’avantage d’offrir une résistance plus importante. Le fait que cette configuration soit contraignante à mettre en œuvre en fait un assemblage privilégié pour les charges élevées.
Assemblage d’angle par platine métallique et vis à 45° + rondelle d’angle
Ce mode de liaison est utilisé pour assembler les panneaux constituant les angles des murs. Il apporte l’avantage d’offrir une résistance très importante. L’utilisation de rondelles d’angle à 45° permet de réduire les coûts de fabrication des connecteurs métalliques tout en offrant un bon confort de pose.
Assemblage d’angle par platine métallique et vis à 45° + rondelle d’angle
Ce mode de liaison est utilisé pour assembler les panneaux constituant les angles des murs. Il apporte l’avantage d’offrir une résistance très importante. L’utilisation de rondelles d’angle à 45° permet de réduire les coûts de fabrication des connecteurs métalliques tout en offrant un bon confort de pose.
Pour aller plus loin
La filière bois se fixe l’objectif d’atteindre 20 à 30% de part de marché d’ici à 2030. Pour atteindre ce but, le CLT est le matériau qui permettra dans les années à venir, de palier les besoins des immeubles de moyenne et grande hauteur. Pour répondre aux exigences techniques, les vis à bois seront les organes d’assemblages majeurs. Un immeuble fabriqué en CLT demande une quantité de vis supérieure à 100 000 unités alors que la place disponible sur le lieu de la construction diminue chaque année.
Par conséquent, en plus d’être capable de répondre aux sollicitations des ingénieurs, les industriels devront disposer de stocks importants.
Avec 70 millions de vis en stock en France en permanence et un Pôle d’Ingénierie dédié aux donneurs d’ordres (maîtres d’ouvrages, architectes, bureaux d’étude, bureau de contrôle, …) ; Würth France répond pleinement à ces exigences.
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