Quelles sont les applications innovantes du bois lamellé dans la construction ?

Matériau

Le bois lamellé dans la construction

Plusieurs couches de bois collées sous pression pour former des poutres et des panneaux plus résistants que l'arbre dont ils proviennent. Et avec lesquels on bâtit désormais des tours.

Lamellé-collé et CLT
Plus résistant que le massif
Des immeubles de grande hauteur en bois

bois lamellé

Grande toiture portée par des poutres cintrées en lamellé-collé (Richmond Olympic Oval, Canada) — Grande toiture portée par des poutres cintrées en lamellé-collé*Richmond Olympic Oval, Canada*

En résumé

Pourquoi le lamellé est plus résistant

Cela paraît contre-intuitif : débiter du bois puis le recoller, et le voilà plus résistant. C'est pourtant exact, et la raison en est statistique.

Dans une poutre massive, le point le plus faible détermine la résistance de l'ensemble. Un gros nœud au mauvais endroit, et la poutre casse là. Si vous débitez cette même grume en fines lamelles que vous recollez, ce nœud ne se trouve plus que dans une couche sur vingt — et les dix-neuf autres reprennent la charge.

S'y ajoute que les lamelles peuvent être triées : les plus résistantes en faces supérieure et inférieure, là où la contrainte est la plus forte, et les moins bonnes au milieu. On obtient ainsi une poutre plus résistante au kilo que ce que la nature avait fourni.

Deux produits, deux rôles

Glulam (bois lamellé-collé) est fait de lamelles superposées dans le sens de la longueur — cela donne des poutres et des poutraisons pour de grandes portées. CLT (bois lamellé croisé) a des couches croisées, comme le contreplaqué mais sur des dizaines de centimètres d'épaisseur — cela donne des murs porteurs et des dalles de plancher. Ensemble, ils rendent la construction bois en hauteur possible.

Glulam: lamelles dans la longueur ; poutres et poutraisons
CLT: croisées ; murs et dalles de plancher
Résistance: le point faible n'est que dans une couche parmi beaucoup
Portée: des dizaines de mètres sans appui intermédiaire
Hauteur: des tours en bois de plus de quatre-vingts mètres
Forme: les poutres cintrées sont possibles

Soyons honnêtes : le bois lamellé est du bois collé, et cette colle est le point d'attention. Au feu, le lamellé-collé se comporte remarquablement — il se carbonise en surface et conserve sa capacité portante plus longtemps que l'acier non protégé — mais les joints de colle sont bien l'endroit où les performances varient d'un fabricant à l'autre. Pour un ouvrage structurel, c'est la certification du producteur qui compte, pas le matériau en général.

En pratique

Ce qu'on en construit déjà

Des immeubles de grande hauteur en bois

Des tours d'habitation de plus de quatre-vingts mètres existent désormais en Norvège, en Autriche et au Canada. Elles sont plus légères que le béton, ce qui permet des fondations plus modestes, et le chantier est plus court parce que les éléments sont préfabriqués.

Ponts en arc

Les poutres lamellées peuvent être produites cintrées, ce qui est impossible en bois massif. Cela donne des ponts aux portées de plusieurs dizaines de mètres.

Salles de sport et piscines

L'emploi classique : de grandes portées sans poteaux, et le bois ne rouille pas dans une atmosphère chlorée, contrairement à l'acier.

Toitures de forme libre

Les toitures ondulées et cintrées sont bien plus faciles à réaliser en lamellé-collé qu'en acier ou en béton.

Pourquoi le bois s'en tire bien au feu

Une poutre en bois épaisse se carbonise en surface, et cette couche carbonisée isole le cœur. La poutre perd donc sa capacité portante lentement et de façon prévisible. L'acier non protégé, lui, perd brutalement sa résistance à quelques centaines de degrés. Les ingénieurs calculent pour cette raison avec une vitesse de combustion — pour le lamellé-collé, c'est une grandeur calculable.

Comment c’est fabriqué

De la planche à la poutre

1 · TrierLes lamelles sont triées mécaniquement selon leur résistance. Les plus résistantes vont aux couches extérieures, là où la contrainte est la plus forte.
2 · Aboutage à enturesDes pièces courtes sont assemblées par entures multiples jusqu'à la longueur voulue. On obtient ainsi des poutres bien plus longues qu'aucun arbre.
3 · Encoller et presserLes lamelles sont encollées et pressées sous pression dans un moule — droit ou cintré, selon le projet.
4 · FinirRabotage, mise à longueur et, éventuellement, un traitement ignifuge ou hydrofuge.

Matériau apparenté

Le lamellé-collé et le CLT appartiennent à la même famille que le contreplaqué et OSB : tous des bois transformé, dont les propriétés du produit fini sont conçues plutôt que poussées.

Réponse rapide

Questions fréquentes sur le bois lamellé

Pourquoi le bois lamellé est-il plus résistant que le bois massif ?

Parce qu'un point faible comme un gros nœud n'occupe qu'une couche parmi beaucoup, alors que dans une poutre massive il détermine la résistance de l'ensemble. De plus, les lamelles les plus résistantes peuvent être placées volontairement en faces supérieure et inférieure.

Quelle est la différence entre le lamellé-collé et le CLT ?

Dans le lamellé-collé, les lamelles sont superposées dans la longueur — cela donne des poutres et des poutraisons. Dans le CLT, elles sont croisées — cela donne des murs porteurs et des dalles de plancher.

La construction bois est-elle sûre au feu ?

Une poutre en bois épaisse se carbonise en surface et cette couche isole le cœur, si bien que la capacité portante diminue lentement et de façon prévisible. L'acier non protégé perd sa résistance bien plus brutalement.

Jusqu'à quelle hauteur peut-on construire en bois ?

Il existe désormais des tours d'habitation de plus de quatre-vingts mètres en Norvège, en Autriche et au Canada. La limite continue de reculer.

Poursuivre dans le Guide des Bois

Le bois lamellé en perspective

Du bois dont les propriétés sont conçues au lieu d'avoir poussé.

Bois transformé Bois de construction Vers le Guide des Bois

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Photos via Wikimedia Commons : Bout de bois lamellé-collé : lamelles collées et cernes visibles — メルビル (Wikimedia Commons), CC BY-SA 3.0 · Rivière Montmorency, Québec — Cephas, CC BY-SA 3.0 · Richmond Olympic Oval, Canada — Duncan Rawlinson, CC BY 2.0