Lors d’une rénovation ou dans le cadre de la pose d’une nouvelle poutre en bois, vous serez peut-être confronté au calcul de sa résistance. Dans la construction, l’estimation de cette donnée va assurer la sécurité de votre logement, mais aussi l’usage que vous pourrez réserver à cette poutre et surtout son maintien en parfait état, dans la limite des déformations permises. Par exemple, vous ne prendrez pas les mêmes poutres pour créer un étage ou une charpente. Il faut donc s’assurer de la résistance de la poutre en bois afin qu’elle corresponde à son usage. Dans cet article, nous allons parler des facteurs importants qui jouent sur le dimensionnement d’une poutre et des grandes questions qui reviennent souvent autour de ce sujet.
Quels sont les facteurs qui jouent sur la résistance d’une poutre en bois ?
Plusieurs facteurs exercent une influence sur la résistance de votre poutre en bois. En effet, d’une poutre à l’autre, vous n’aurez pas forcément les mêmes caractéristiques. Il faut alors se pencher sur les propriétés intrinsèques du bois : le choix des essences, leur provenance, les niveaux de séchage ou encore les classes mécaniques.
Le choix des essences et leur provenance
Les essences de bois vont avoir un impact non négligeable sur la résistance de la poutre en bois. En effet, chaque essence d’arbre possède ses propres caractéristiques mécaniques. Cela se traduit par une solidité variable et par une flexibilité tout aussi variable. En fonction de l’usage de votre poutre en bois, les essences à sélectionner ne seront donc pas les mêmes. Chez France Poutres nous utilisons principalement le Sapin et l’Epicéa et plus exceptionnellement du Douglas et du Chêne provenant majoritairement de forêts gérées durablement de Scandinavie, de France et plus largement d’Europe.
Les niveaux de séchage
Le bois étant un matériau vivant, ses caractéristiques peuvent varier en fonction de son taux d’humidité. Pour le travailler et fabriquer des poutres stables, nous le recevons déjà sec : son taux d’humidité est alors inférieur à 20%. Le séchage entraîne une diminution du volume du bois, ce phénomène est appelé « retrait ».
Les classes de résistance mécanique
Appelée aussi classes structurelles, ce classement des bois s’oriente sur les propriétés mécaniques. Ce n’est pas à confondre avec les classes d’aspects ou de choix qui correspondent à des exigences esthétiques. Le classement mécanique a pour objectif de proposer différentes catégories où les bois seront classés en lots homogènes de même résistance. Pour cela, deux méthodes existent :
- le classement visuel selon la norme NF B 52-001 : les singularités du bois (quantité de nœuds, diamètres des nœuds, poche de résine, altération) sont observées. Les classes sont les suivantes : ST-I, ST-II, ST-III, ST-IV.
- Le classement mécanique selon la norme NF EN 338 : les propriétés du bois sont mesurées via des machines. Les classes sont désignées par une lettre : C pour les bois résineux et D pour les feuillus. Après cette lettre, un nombre indique la contrainte de rupture en flexion supportée par le bois. Plus il est élevé, plus la résistance au bois est importante (par exemple, la classe C24 signifie que la pièce résiste à une pression de 24 Mpa en flexion).
Chez France Poutres nous utilisons que des bois résineux : le Sapin, l’Epicéa et le Douglas. En fonction de la qualité des pièces de bois et de leur destination, nous utilisons préférentiellement des bois classés C18 ou C24.
Le calcul de la résistance d’une poutre en bois
Pour calculer la résistance d’une poutre en bois, il est primordial d’en connaître l’usage. Les paramètres chantier sont très important : la portée et les charges appliquées par exemple. Notre bureau d’études intégré nous permet de réaliser des études structurelles.
La section de votre poutre et la portée
La section représente la « grosseur » de votre poutre. Plus une poutre est d’une section importante, plus le poids qu’elle peut soutenir est lui aussi important. La portée quant à elle représente la longueur maximale de la poutre. Évidemment, plus une poutre est longue, plus il faut une section importante pour éviter une trop grande flexibilité. Ces deux aspects vont de pair et sont intimement liés à la notion de solidité d’une poutre en bois.
Son usage futur pour connaître les charges appliquées
Le calcul de la résistance d’une poutre, et surtout du réel besoin, prendra aussi en compte l’usage que vous allez en faire. La création d’une toiture, d’un plancher ou d’une poutre de soutènement ne demande pas les mêmes caractéristiques. Il est donc important de prendre ces dernières en compte ainsi que les différentes charges associées qui sont les suivantes :
- les charges dites « permanentes », c’est-à-dire le type de couverture, le revêtement de sol ou encore le plafond ;
- les charges dites « d’exploitations », c’est-à-dire des charges qui dépendent de l’activité réalisée dans le projet global ou de l’occupation qu’on en a (habitation, bureau, hôpital, bibliothèque…) ;
- les charges dites « climatiques », c’est-à-dire la neige et le vent .
Qu’est-ce qu’un abaque de résistance pour une poutre en bois ?
Lorsque l’on cherche à connaître la résistance d’une poutre en bois, le terme d’abaque revient régulièrement. Un abaque est un registre sous la forme de tableau, ou d’une courbe, qui va donner les indications de la section en fonction de la portée pour un usage dédié. Plus simplement, si vous souhaitez mettre en place un plancher, vous allez vous référer à l’abaque dédié afin de connaître en fonction de votre portée la section de la poutre qu’il vous faudra. Les données peuvent être exposées de différentes manières permettant ainsi d’avoir une vue de lecture en fonction des informations que l’on possède.
Exemple d’abaque appliqué pour notre Inopanne Standard :
Les abaques constituent une étape de prédimensionnement. Il convient de consulter un bureau d’étude pour confirmer les besoins exacts de votre chantier.
Calcul de la résistance d’une poutre : est-ce réellement simple ?
La résistance d’une poutre et son mode de calcul vont être la résultante de nombreux facteurs. En conséquence, non, il n’est pas simple de connaître la résistance d’une poutre en bois. C’est pourquoi il est toujours plus sage de faire part de ces problématiques à des professionnels qualifiés qui ont les outils pour réussir ces calculs. De plus, leur connaissance des produits est également un atout de taille !