Sources : APA - The Engineered Wood Association et Département (ministère) américain de l'Énergie
La charpente (ou ossature) de maisons avancée, également connue sous le nom d'ingénierie de la valeur optimale (OVE), fait référence aux techniques de charpente conçues pour réduire la quantité de bois utilisée et les déchets de construction en bois.
Ces techniques améliorent aussi l'efficacité énergétique en remplaçant le bois par des matériaux isolants tout en maintenant l'intégrité structurelle de la maison. Les techniques d'ossature avancées améliorent la résistance thermique (valeur R) de l'ensemble du mur en réduisant les ponts thermiques (flux thermique qui se produit lorsque des matériaux peu isolants occupent un espace qui pourrait être isolé) à travers l'ossature et en maximisant la surface murale isolée. En installant moins d'éléments d'ossature, il est plus facile pour le constructeur d'appliquer une couverture d'isolation complète et d'obtenir une enveloppe de bâtiment plus étanche.
Cette approche permet d'obtenir une maison dont la structure est solide et dont les coûts de matériaux et de main-d'œuvre sont inférieurs à ceux d'une maison à ossature conventionnelle. Les techniques avancées de charpente peuvent être mises en œuvre individuellement ou dans leur ensemble. Selon le Département de l'Énergie des États-Unis, « la mise en œuvre complète de ces techniques permet de réaliser des économies de matériaux pouvant atteindre 500 $ à 1 000 $ pour une maison de 1 200 à 2 400 pieds carrés, respectivement, des économies de main-d'œuvre de 3 à 5 % et des économies annuelles de chauffage et de climatisation pouvant aller jusqu'à 5 %. » L'Association américaine du bois d'ingénierie (APA) est encore plus optimiste : « En optimisant l'utilisation des matériaux d'ossature, le constructeur peut réduire les coûts des matériaux d'ossature des planchers et des murs jusqu'à 30 %, tout en réduisant le travail d'installation de l'ossature. »
Les techniques d'ossature avancées comprennent :
• Des modules de deux pieds permettant d'utiliser au mieux les dimensions courantes des panneaux et de réduire les déchets et la main-d'œuvre.
• L'espacement des montants des murs aux 24 pouces (po) au centre (on dit centre/centre ou c/c) au lieu d'aux 16 po.
• L'espacement des solives de plancher et des chevrons de toit jusqu'à 24 po au centre.
• Utiliser une ossature d'angle à deux montants et des agrafes à gypse peu coûteuses ou des chutes de bois pour le support des cloisons sèches au lieu des montants.
• Éliminer les linteaux [éléments horizontaux coiffant un ou plusieurs poteaux et servant à l'appui] dans les murs non porteurs.
• Utiliser une ossature en ligne dans laquelle les éléments d'ossature du plancher, des murs et du toit sont alignés verticalement les uns par rapport aux autres et les charges sont transférées directement vers le bas.
• L'utilisation de linteaux en bois simple et de sablières, le cas échéant.
Au début du processus de conception, vérifiez auprès des responsables locaux de la construction que les techniques d'ossature avancées sont conformes aux codes du vent, aux codes sismiques et aux autres codes en vigueur dans votre région. Choisissez également un entrepreneur familiarisé avec cette approche. Dans le cas contraire, le processus d'apprentissage des charpentiers risque de ralentir vos travaux.
L'ossature avancée par rapport à l'ossature conventionnelle
La méthode de l'ossature avancée, combinée au revêtement en panneaux structuraux continus en bois, offre aux constructeurs une solution : un système d'ossature rentable qui produira des maisons plus écoénergétiques sans compromettre la solidité ou la durabilité de la structure. Ces avantages clés de l'ossature avancée permettent de produire des maisons à haut rendement énergétique et à la structure solide, avec des coûts de matériaux et de main-d'œuvre inférieurs à ceux des maisons à ossature conventionnelle. Les structures construites avec des techniques d'ossature avancées sont plus économes en ressources et offrent plus d'espace pour l'isolation des cavités que des structures similaires construites avec une ossature conventionnelle.
Voic les différences entre les techniques d'ossature conventionnelles et les techniques d'ossature avancées.
OSSATURE CONVENTIONNELLE OSSATURE AVANCÉE
Ossature en bois 2x4 ou 2x6 espacés de 16 pouces au centre Ossature en bois 2x6 espacés de 24 pouces au centre
Plaques supérieures doubles Plaque supérieure simple
Coins à trois montants Coins à deux montants
Plaques supérieures doubles Plaques supérieures simples
Chevrons doubles ou triples Chevrons simples
Plusieurs goujons d'arrêt Goujons d'arrêt minimaux
Intégrité structurelle
Lorsqu'ils sont correctement construits, les murs construits à l'aide d'une ossature avancée et entièrement revêtus de panneaux structuraux en bois confèrent à la structure la force nécessaire pour supporter en toute sécurité les charges de conception. De tous les produits de revêtement mural disponibles, les panneaux structuraux en bois sont ceux qui bénéficient de la plus grande souplesse dans le cadre du code du bâtiment pour une ossature murale de 24 pouces au centre, offrant des solutions aux limitations du code qui restreignent la plupart des autres matériaux de contreventement mural et les produits de bardage populaires. Lorsque les constructeurs alignent les éléments d'ossature verticaux sous les fermes de toit ou les chevrons, un chemin de charge direct est créé où les charges de compression et de tension sont directement transférées à travers les éléments d'ossature verticaux. Il en résulte une structure plus solide avec moins d'éléments de charpente soumis à des contraintes.
Comme l'explique le directeur de l'organisme Écohabitation, Emmanuel Cosgrove, une charpente avancée, « c'est simplement un format de base, sans linteaux, qui ne supporte pas la charpente. Les montants peuvent donc être aux 24 po centre-centre (c/c). Il est possible d’aligner les fermes de toit sur des sablières simples, et d’enligner chaque montant pour qu’il soit directement sous une ferme et qu’il y ait une continuité de chaque montant jusqu’à la fondation. C’est de la charpente avancée appliquée à la lettre. Si on a un toit à deux versants, le plus simple est de mettre des montants aux 24 pouces c/c dans les murs non-porteurs dans les côtés pignons. Il est important qu’il n’y ait pas de charges à ces endroits. Pour accueillir les revêtements, on met des fourrures simplement aux 16 pouces. Pour mettre une fourrure verticale aux 16 pouces, il faut donc mettre une double fourrure, une à l’horizontale (aux 24 po) et une à la verticale (aux 16 po) pour permettre l’aération et l’asséchement avant de clouer le revêtement. »
Durabilité
Les techniques d'ossature avancées s'intègrent bien dans les stratégies de construction écologique, en optimisant l'utilisation des matériaux et en réduisant les déchets de construction. De nombreuses techniques avancées de construction de charpentes peuvent donner droit à des points dans le cadre des principales normes et directives de construction écologique, telles que la National Green Building Standard™ (ICC 700-2008) et le système d'évaluation LEED® pour les habitations qui permet d'obtenir une certification délivrée au Québec par Écohabitation.
L'ossature avancée : comment construire des maisons économes en énergie
Cette vidéo (produite en anglaise par l'APA présente les éléments de l'ossature avancée et la manière dont ces techniques peuvent être utilisées pour répondre aux exigences du code structurel et aux exigences énergétiques.
