Divers types d’assemblages en bois

Deux grandes familles d’assemblages sont identifiées: les assemblages traditionnels et les assemblages mécaniques.

5.2.1 Assemblages traditionnels

On y retrouve dans ce groupe les moyens d’assemblage mis au point au cours des siècles par les charpentiers; ils font appel, essentiellement, à une mise à forme des extrémités des élé- ments à assembler. Quelques types d’assemblage représentatifs sont montrés ci-après.

Les embrèvements (Figure 5-1) restent encore aujourd’hui un moyen d’assemblage économi- que pour transmettre un effort de compression, sans nécessiter d’autres pièces métalliques que celles qui assurent le positionnement, un boulon par exemple. Pour que la transmission des efforts se fasse convenablement et sans grandes déformations, il importe que l’usinage des pièces soit très précis, ce qui ne pose plus de problème avec les machines actuelles, lorsque ces assemblages sont préparés en atelier.

Figure 5-1 Assemblages à embrèvement [INT-c].

Un assemblage à tenon (Figure 5-2) peut servir à maintenir en place deux pièces dans leurs positions respectives. L’usinage de ce type d’assemblage est moins précis. Les deux pièces sont donc en contact soit au bout du tenon soit au pied du tenon. La surface de contact disponible pour la transmission de l’effort de compression est donc réduite. Cet assemblage ne convient pas pour les éléments fortement sollicités.

Figure 5-2 Assemblages par tenon et mortaise [INT-d].

Les assemblages à mi-bois et par enfourchement (Figure 5-3) font aussi partie des assembla- ges traditionnels. Comme tous les autres assemblages traditionnels, l’entaille des extrémités réduit la section brute, donc éventuellement la portance des éléments structuraux.

(a) Double enfourchement (b) Enfourchement simple (c) Enfourchement en T Figure 5-3 Assemblages à mi-bois et par enfourchement [INT-e].

5.2.2 Assemblages mécaniques.

Dans un assemblage mécanique, les différentes pièces en bois à assembler sont traversées par des connecteurs métalliques: pointes, vis, broches, boulons, agrafes…. Le transfert des efforts fait appel à la portance locale et la résistance en cisaillement du bois, ainsi qu'à la résistance en flexion des tiges.

La réalisation d’un assemblage mécanique demande le respect de certaines distances entre les connecteurs aussi qu'entre les connecteurs et les bords des pièces, et ce, afin d’éviter un fendage excessif. Les exigences relatives à la configuration des assemblages et la détermina- tion de leur résistance sont disponibles dans l'EC5. Quelques types d’assemblages mécaniques représentatifs de la construction en bois sont montrés ci-après.

5.2.2.1 Assemblages par pointes

Les pointes (les clous) constituent les connecteurs mécaniques les plus anciens (Figure 5-4). Les pointes lisses sont souvent les plus utilisées. Les pointes torsadées sont conseillées quand on veut améliorer leur résistance à l’arrachement. Les pointes conviennent pour les assembla- ges en cisaillement simple qui assemblent des pièces latérales en bois, en acier ou des panneaux à base de bois.

5.2.2.2 Assemblages vissés

Les vis à bois sont utilisées pour les assemblages acier-bois ou panneau-bois mais on peut aussi les utiliser pour des assemblages bois-bois (Figure 5-5). Les vis à bois travaillent princi- palement en cisaillement simple mais elles peuvent aussi transmette des efforts d’arrachement.

(a) La configuration d’un assemblage à vis (b) les vis à bois Figure 5-5 Exemple d’un assemblage à mi-bois et à vis [INT-f].

5.2.2.3 Assemblages par connecteurs métalliques à dents

Les connecteurs métalliques à dents sont fabriqués à partir d’une tôle galvanisée emboutie perpendiculairement de manière à ce que les parties défoncées forment des dents. Ils sont utilisés pour assembler deux ou plusieurs éléments structuraux dans le même plan (Figure 5-6). Leur domaine d’application privilégié est celui des fermes planes. Comme les connec- teurs métalliques sont souvent exposés à l’extérieur, la résistance au feu de ce type d’assemblage n’est pas satisfaisante. Mais cela n’est pas vraiment important car la résistance au feu des éléments assemblés, avec les épaisseurs modérées, n’est pas très élevée non plus.

Figure 5-6 Exemple d’un assemblage par connecteurs métalliques à dents [BOU-1993].

5.2.2.4 Assemblages par anneaux

Les anneaux métalliques circulaires associés à des boulons sont utilisés pour des assemblages sollicités en cisaillement (Figure 5-7). Il y des anneaux simples, de forme torique, pour les assemblages "bois-bois" et des anneaux à fond plat, employés aussi bien pour les assemblages bois-bois que pour les assemblages "bois-métal". Les anneaux sont normalement déjà installés

(a) Un assemblage bois-bois (b) Un assemblage bois-méta. Figure 5-7 Exemple d’un assemblage par anneaux [INT-g].

5.2.2.5 Assemblages par boulons et broches

Les broches sont des tiges cylindriques lisses d’un diamètre minimum de 6 mm, généralement en acier. Pour les placer dans les éléments en bois, on fore des trous d’un diamètre inférieur ou égal à celui de la broche. Dans une pièce métallique, le trou peut être foré 1mm plus large que le diamètre de la broche et cela doit être pris en compte pour le glissement au niveau de l’assemblage.

Les boulons sont aussi de type cylindrique, mais ils ont en plus une tête et un écrou dont le serrage maintient les éléments assemblés en contact (avec serrage après que le bois ait atteint un équilibre en terme d'humidité). Il y a habituellement un jeu inférieur à 1 mm entre le boulon et le trou préformé. Si le jeu est nul, le boulon se comporte comme une broche.

Figure 5-8 Exemple d’un assemblage rotulé à boulon [BOU-1993].

Les assemblages par boulons et par broches sont utilisés dans la construction bois pour transmettre les grands efforts. C’est un type d’assemblage économique et facile à fabriquer. Dans un assemblage à broches, quelques unes de ces broches sont remplacées par des boulons pour bien fixer les membrures assemblées. La présence des jeux dans les assemblages par boulons est déconseillée pour les structures où les grandes déformations diminuent les pro- priétés en service.