3. COMPARAISON STRUCTURELLE BOIS BETON
3.6. SYNTHESE COMPARATIVE DES DEUX SOLUTIONS STRUCTURELLES BOIS BETON
3.6.4. Synthèse environnementale
Contrairement au béton ou à l’acier, le bois est une ressource renouvelable. Comme nous l’avons vu dans les chapitres précédents le bois joue un rôle de « puits de carbone » c’est-à- dire qu’un élément bois pendant son cycle de vie, absorbe plus de CO2, principal gaz responsable du réchauffement climatique, pour relâcher de l’oxygène dans l’atmosphère. Un avantage particulièrement apprécié de nos jours dans le contexte de réchauffement climatique.
Un bâtiment qui utilise 35 m3 de bois, stock ainsi un peu plus de 35 tonnes de CO2 dans ses poutres, solives, bardages, planchers, etc. A l’inverse, le béton est responsable de 10% des émissions de CO2 en France.
NTOLLA François
Mémoire d’ingénieur spécialité Bâtiment
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Si l’on tien compte du bilan environnemental comparé de deux structures constructifs, réalisé par l’ACOB (Association Française des Fabricants de Charpentes en Béton) et publié en février 2009, celui de l’ossature en béton et celui de l’ossature mixte : poteaux en béton, poutres et pannes en bois lamellé collé, rédigée en conformité avec les exigences de transparence des normes internationales, et à partir des « FDES » Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire établies suivant la norme NF P 01-010.
Cette analyse comparée des cycles de vie et le bilan environnemental d’une poutre en lamellé collé et d’une poutre en béton armé pour un bâtiment de stockage, il en ressort un bilant environnement en faveur de béton armé avec 8 critères favorable contre 3 seulement pour la poutre en lamellé collé malgré un bilan d’émission de CO2 négatif pour le bois. Sachant que le transport des bois, par bateau ou par route, émet des pollutions qui augmentent les émissions de gaz à effet de serre, de même que les bois venant des pays de l’est et transportés par camions. En privilégiant l’achat des essences locales au projet ceci permettrait de limiter l’impact des gaz à effet de serre. Cependant, cette solution défavorise des villes dépourvues des exploitations forestières et du niveau de développement des filières bois régionales, elle reste donc très inégale géographiquement.
NTOLLA François
Mémoire d’ingénieur spécialité Bâtiment
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CONCLUSION
Ce mémoire s’est décomposé en deux phases de travail qui m’ont permis de voir et d’approfondir mes connaissances du matériau bois et de découvrir la conception de structure à ossature bois, ces avantages et ces inconvénients, en fonction des choix fait par le maître d’ouvrage, l’architecte et le bureau d’études quant au type et système constructif. Cette étude comparative entre une structure à ossature bois et une structure en béton a permis de fournir une base sur le choix de construction répondant au mieux au cahier de charges du maître d’ouvrage. De cette comparaison il ressort que la solution d’une construction en bois est plus économique, les constructions en bois sont plus performantes du point de vue écologique, énergétique et acoustique. Leur mise en œuvre est beaucoup plus rapide car préfabriquée en usine, et demande moins de main d’œuvre, cependant elle nécessite une étude préliminaire approfondie, seul inconvénient les structures à ossature bois sont limitées en hauteur.
Le développement des bâtiments BBC (Bâtiment Basse Consommation) nous pousse à dire que la construction des structures à ossature bois connaitra de plus en plus une forte progression dans les années à venir. Face à la technicité de ce type de construction, le travail de conception et de réalisation ne peut plus être effectué par l’architecte seul. Car quand on construit un bâtiment à ossature bois, trois éléments doivent retenir l’attention du maître d’ouvrage : il s’git de la solidité du bâtiment, sa stabilité à travers le temps. Si construire une maison en bois répond à ces deux critères, il permet d’en satisfaire un troisième : le gain de place, pour ces raisons les connaissances des ingénieurs en matière de stabilité de la structure doivent intervenir dès la conception afin de proposer de nouvelles solutions, efficaces et économiques.
Cette étude, en plus de m’avoir permis de découvrir ce nouveau type de construction structurelle, car mes expériences se limitaient dans la construction des structure en béton, ce travail m’a aussi fait sentir que les choix de l’ingénieur peuvent avoir d’énorme conséquences sur la structure et qu’il convient de ne pas se tromper pendant la conception. En suivant de bout en bout ce projet j’ai vu l’importance qu’ont les interactions entre les différents corps de métier et les différents acteurs de la construction pour faire avancer ce projet.
Les résultats de mon étude comparative sont synthétisés à la fin du troisième chapitre, et dont les critères ont été définis lors des réunions avec le maître d’ouvrage. Apres le choix du type de structure par le maître d’ouvrage, la définition des matériaux et des techniques de réalisation, tout ceci a permis de déterminer les solutions constructives les mieux adaptées et les plus efficaces pour notre projet.
NTOLLA François
Mémoire d’ingénieur spécialité Bâtiment
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Les synthèses font ressortir une base de comparaison technique et un bilan estimatif des deux solutions structurelle bois-béton.
Sur le plan personnel ce travail m’a permis de découvrir la conception des structure en bois, et m’a conforté dans mon envie de continuer à travailler dans le secteur de la construction « bois – béton », et plutôt dans le domaine de la conduite des travaux.
Avec ce projet j’ai pu développer mes connaissances pour cet élément de construction moins connu qu’est le bois, j’ai pu voir tous les étapes de la conception à la réalisation d’une structure à ossature bois.
Enfin ce mémoire a donc été le fruit d’un travail excitant et captivent : d’une part sur le plan technique, et d’autre part sur les enjeux économiques en rapport direct avec ce matériau de construction qu’est le bois.
NTOLLA François
Mémoire d’ingénieur spécialité Bâtiment
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PRINCIPAUX SYMBOLES ET NOTATIONS DE L’EUROCODE 2 « BÉTON » As,min : Aire de la section minimale d’armatures
Asw : Aire de la section des armatures d’effort tranchant
AsL: représente la section d’armatures longitudinales dépassant.
MEd : Valeur de calcul du moment fléchissant agissant
VEd : Valeur de calcul de l’effort tranchant agissant
VRd, c : Effort tranchant résistant en absence des armatures transversales
VRd, s : Effort tranchant de calcul pouvant être repris par les armatures transversales
VRd, max : Effort tranchant maxi pouvant être repris par le béton avant écrasement des Bielles de compression. ν : Coefficient de Poisson
fc : Résistance en compression du béton
fcd : Valeur de calcul de la résistance en compression du béton
fck : Résistance caractéristique en compression du béton, mesurée sur cylindre à 28 jours fy : Limite d’élasticité de l’acier de béton armé
fyd : Limite d’élasticité de calcul de l’acier de béton armé fyk : Limite caractéristique d’élasticité de l’acier de béton armé fywd : Limite d’élasticité de calcul des armatures d’effort tranchant
γC : Coefficient partiel relatif au béton
γS : Coefficient partiel relatif à l’acier de béton armé
ρw : Pourcentage d’armatures longitudinales
PRINCIPAUX SYMBOLES ET NOTATIONS DE L’EUROCODE 5 « BOIS »
σ m, d : Contrainte de flexion
σ c,o,d : contrainte de compression
M f, y : Moment de flexion, pour une poutre sur deux appuis avec une charge f m, k : contrainte caractéristique de la résistance en flexion en MPa
f m, d : contrainte de résistance en flexion
k mod : coefficient modificateur en fonction de la charge de plus courte durée ϒ m : coefficient partiel qui tient compte de la dispersion du matériau.
k sys : coefficient d’effet système est égal à «1»par sécurité
k h : coefficient de la hauteur est égale à «1»
Kcrit est le facteur qui tient compte de la réduction de résistance due au déversement, peut être pris égal à « 1 »
f c, o, k : Contrainte de compression axiale en MPa
f v, k : Contrainte de cisaillement en MPa E0,mean : Module moyen axial en MPa
E0,05 : Module axial au 5e pourcentage en MPa
ᵨk: Masse volumique carac en kg/m3
kdef : coefficient de fluage de 0.6 (bois et local chauffé)
Ψ2 : coefficient de simultanéité 0.3 (charge d’exploitation dans un local d’habitation). kf : Coefficient de forme
hef : hauteur réelle exposée au cisaillement bef : épaisseur de la pièce efficace
Afi : Section résiduelle Fvd : effort tranchant
Τd : Contrainte de cisaillement
def : épaisseur de carbonisation efficace d0 : épaisseur de carbonisation à la flamme
NTOLLA François
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