Auteur moral

France. Direction générale de l'aménagement, du logement et de la nature

Auteur secondaire

Résumé

L'objectif de cette étude est de démontrer la faisabilité de la végétalisation sur élément porteur en bois d'un point de vue mécanique et d'apporter des éléments concrets et étayés concernant la tenue mécanique des porteurs horizontaux bois dans des réalisations de végétalisation semi-intensive. Cette étude ne traite pas de la conception et de la mise en oeuvre de l'étanchéité de la toiture ou du système de végétalisation lui-même.

Descripteur Urbamet

structure ;Toiture végétalisée

Descripteur écoplanete

Thème

Construction

Texte intégral

Siège social 10, rue Galilée 77420 Champs-sur-Marne Tél +33 (0)1 72 84 97 84 www.fcba.fr Siret 775 680 903 00132 APE 7219Z Code TVA CEE : FR 14 775 680 903 Bordeaux ? Pôle Industries Bois & Construction Allée de Boutaut ? BP227 33028 Bordeaux Cedex Tél +33 (0)5 56 43 63 00 Institut technologique FCBA : Forêt, Cellulose, Bois ? Construction, Ameublement Affaire suivie par Maxime Fiabane Ingénieur Construction Bois Pôle Industrie Bois & Construction ? +33 (0)5 56 43 63 20 ? maxime.fiabane@fcba.fr Secretariat Peggy Derksen ? +33 (0)5 56 43 63 13 ? peggy.derksen@fcba.fr Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires DHUP/QC2 Direction Générale de l'Aménagement, du Logement et de la Nature Tour SEQUOIA 92055 Paris La Défense Cedex RAPPORT D?ETUDE N°2023.109.2026 Faisabilité mécanique de structures et éléments porteurs en bois avec une végétalisation supérieure à 150 daN/m² http://www.fcba.fr/ Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 2/32 Ce document comporte 32 pages SOMMAIRE Glossaire .......................................................................................................... 3 1 Contexte et état des lieux techniques ....................................................... 4 2 Démarche ..................................................................................................... 5 2.1 Analyse de références chantier ........................................................................... 5 2.2 Méthode de dimensionnement ............................................................................ 5 2.3 Calculs .................................................................................................................. 7 2.4 Systèmes de végétalisation ................................................................................. 7 3 Analyse de références chantier ................................................................. 8 4 Méthode de dimensionnement ................................................................. 10 4.1 Généralités sur la méthode de calcul ................................................................ 10 4.1.1 Critères de déformation ................................................................................................. 10 4.1.2 Critère de sécurité vis-à-vis de la rupture ...................................................................... 10 4.2 Hypothèses sur les charges et sur l?environnement ....................................... 11 4.2.1 Charges permanentes ................................................................................................... 11 4.2.2 Charges d?exploitation ................................................................................................... 11 4.2.3 Charges climatiques ...................................................................................................... 12 4.3 Fixation de l?élément porteur ............................................................................. 12 5 Calculs ........................................................................................................ 13 5.1 Panneaux à base de bois ................................................................................... 13 5.1.1 Panneaux contreplaqués ............................................................................................... 14 5.1.2 Panneaux de particules ................................................................................................. 15 5.1.3 Panneaux OSB3 ............................................................................................................ 16 5.1.4 Panneaux OSB4 ............................................................................................................ 17 5.2 Solives ................................................................................................................. 18 5.2.1 Poids propre panneaux ................................................................................................. 18 5.2.2 Calculs de solives C18 .................................................................................................. 19 5.2.3 Calculs de solives C24 .................................................................................................. 20 5.3 Panneaux CLT .................................................................................................... 21 5.4 Poutres porteuses en bois lamellé-collé .......................................................... 22 5.4.1 Poids propre panneaux à base de bois, solives et panneaux CLT ............................... 22 5.4.2 Calculs des poutres porteuses en bois lamellé-collé .................................................... 23 6 Systèmes de végétalisation ...................................................................... 24 7 Synthèse et conclusion ............................................................................. 25 ANNEXE .......................................................................................................... 26 Etude du complexe scolaire de Noisy Le Grand ..................................................... 27 Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 3/32 Ce document comporte 32 pages Glossaire Elément porteur Eléments porteurs en bois ou panneaux dérivés du bois fixés sur la structure porteuse et généralement assemblés entre eux de façon à constituer un platelage continu. Structure porteuse Elément de la construction (par exemple solives et poutres en bois lamellé-collé) sur lequel sont directement fixés les éléments porteurs. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 4/32 Ce document comporte 32 pages 1 Contexte et état des lieux techniques Les toitures à éléments porteurs en bois ou à base de bois peuvent être végétalisées, selon les Règles Professionnelles « conception et réalisation des terrasses et toitures végétalisées » publiées par la CSFE (Chambre Syndicale Française de l?Etanchéité) et ADIVET (Association des toitures et façades végétalisées). Dans ce document, le support bois est autorisé pour les végétalisations extensives et semi-intensives. Par ailleurs, les toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois avec revêtements d'étanchéité, destinées potentiellement à supporter les systèmes de végétalisation, sont définies dans le NF DTU 43.4 ou dans les Avis Techniques dont bénéficient les membranes d?étanchéité et qui visent favorablement la mise en oeuvre sur support bois. Les solutions de végétalisation couramment utilisées sont plutôt de type « extensif », plus légères, car par défaut les parois courantes présentes dans les règles de l?art ne sont pas définies pour répondre facilement aux exigences de reprise de charge des toitures des systèmes de végétalisation semi-intensifs. En effet, les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées indiquent que pour les éléments porteurs en bois massif ou en panneaux à base de bois lorsqu?ils ne bénéficient pas d?un Avis Technique ou d'un Document Technique d'Application qui précise les conditions de vérifications des portées sous charges, on se limitera à des charges permanentes de 200 daN/m². Par ailleurs, le NF DTU 43.4 qui offre des solutions précalculées de portées des éléments porteurs ne fournit aucune solution pour une charge totale (excepté poids propre de l?élément porteur) supérieure à 200 daN/m². Cependant, les systèmes de végétalisation semi-intensifs permettent d?apporter des réponses plus qualitatives que les systèmes de végétalisation extensifs notamment sur des enjeux tels que le maintien et l?essor de la nature en ville, la réduction des îlots de chaleur, le confort d'été, la qualité de vie et le confort des usagers. Les systèmes constructifs bois doivent être en mesure de répondre aux exigences mécaniques induites par ces solutions de végétalisation extensives et semi-intensives car celles-ci seront amenées à se développer dans les prochaines années. L?objectif de cette étude est de démontrer la faisabilité de la végétalisation sur élément porteur en bois d?un point de vue mécanique et d?apporter des éléments concrets et étayés concernant la tenue mécanique des porteurs horizontaux bois dans des réalisations de végétalisation semi-intensive. Cette étude ne traite pas de la conception et de la mise en oeuvre de l?étanchéité de la toiture ou du système de végétalisation lui-même. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 5/32 Ce document comporte 32 pages 2 Démarche Cette étude est réalisée suite au travail de fin d?études de Béline Cossou Végétalisation sur structure bois piloté également par la Direction Générale de l'Aménagement, du Logement et de la Nature et qui s?est penché sur les difficultés techniques qui freinent la végétalisation sur structure bois. Parmi les points relevés lors de cette étude, la charge importante de la végétalisation ainsi que l?absence de techniques courantes concernant les végétalisations lourdes sur structure bois ont été mises en lumière. La démarche de cette étude est exposée dans la suite de ce paragraphe. 2.1 Analyse de références chantier Une liste de références chantier sur des toitures végétalisées existantes est réalisée en partenariat avec l?ADIVET. 20 projets ont été identifiés de prime abord. Les maîtres d?ouvrage, les architectes puis les bureaux d?études ont été retrouvés et contactés dans 9 cas qui étaient adaptés à cette étude. Malgré de nombreuses relances, les démarches pour récupérer les notes de calcul et plans de coupe de projets n?ont abouties que pour le projet de Groupe scolaire de Noisy-le-Grand. L?analyse des références chantier nous permet cependant de déterminer le cadre général d?application des toitures végétalisées (surface, projets, type d?éléments porteur bois). A partir de ces éléments, un dimensionnement mécanique des éléments bois est proposé. 2.2 Méthode de dimensionnement La méthode de dimensionnement mécanique des porteurs horizontaux est expliquée pour les différents éléments porteurs bois, du haut vers le bas : panneaux à base de bois, solives, panneaux CLT et poutres porteuses. Cette étude prend pour hypothèse le cas d?une trame de plancher de dimensions 7 m x 3 m. Ces dimensions permettent de couvrir différents types d?ouvrages : un plancher sur porteurs extérieurs directement (Figure 1) ou un plancher sur porteurs intermédiaires et/ou porteurs extérieurs (Figure 2). Cette trame constitue un cas d?usage pour des bâtiments d?utilisation courante : logements, bureaux, bâtiments industriels et commerciaux, ? Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 6/32 Ce document comporte 32 pages Figure 1 : Trame sur porteurs extérieurs ? Vue de dessus Figure 2 : Trame sur porteurs intermédiaires et/ou extérieurs ? Vue de dessus On définit ainsi une trame de plancher « type » qui se peut se répéter x fois. A noter que les porteurs extérieurs et intermédiaires ne sont pas nécessairement en bois. Les porteurs intermédiaires peuvent être des murs intérieurs ou extérieurs comme des poutres, dimensionnés en conséquence. Le dimensionnement de poutres porteuses intermédiaires en bois lamellé-collé fait partie intégrante de l?étude. Deux trames de plancher sont ainsi considérées : ? poutres en bois lamellé-collé + solives + panneaux à base de bois (Figure 3) ? poutres en bois lamellé-collé + panneaux CLT (Figure 4) Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 7/32 Ce document comporte 32 pages Figure 3 : Trame de plancher : Poutres en bois lamellé-collé, solives bois massif et panneaux Figure 4 : Trame de plancher :Poutres en bois lamellé-collé, panneau CLT A partir de ces éléments, une indication est donnée sur les chargements possibles sur les différents éléments porteurs bois. Cette étude n?est valable que dans le cadre défini et avec les hypothèses mentionnées. Le dimensionnement de chaque projet doit être réalisé conformément aux normes en vigueur. Ce document ne constitue pas une note de calcul. 2.3 Calculs Le dimensionnement est effectué sur la base de la trame définie précédemment. Les calculs sont réalisés pour les 4 éléments bois suivants : ? Panneaux à base de bois ? Solives en bois massif ? Panneaux CLT ? Poutres en bois lamellé-collé 2.4 Systèmes de végétalisation La faisabilité mécanique conduit à la faisabilité du ou des systèmes de végétalisation applicables. En fonction des choix effectués, la possibilité de réaliser une végétalisation semi-intensive est évaluée. Dans cette étude, le système de végétalisation extensif ou semi-intensif est dans le reste de l?étude assimilé sans distinction à une charge au m² appliquée sur le système de structure bois. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 8/32 Ce document comporte 32 pages 3 Analyse de références chantier FCBA, accompagné de l?Association des Toitures Végétales (ADIVET), a constitué un tableau de 20 références de projets comportant des toitures-terrasses végétalisées (Tableau 1). Le parcours de ces références permet, dans un premier temps, de constater que tous les projets de toitures végétalisées avec éléments porteurs bois sont réalisés en extensif. En effet, les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées limitent les charges permanentes à 200 daN/m² pour un usage bois ce qui limite fortement l?usage semi-intensif. Les Avis Techniques des systèmes de végétalisation, s?ils sont parfois définis pour une utilisation en extensif ou semi-intensif, sont bien souvent réservés exclusivement à un usage extensif pour le bois ou les panneaux à base de bois ce qui limite également leur utilisation à cet usage. Enfin, l?utilisation du CLT n?est précisée ni dans les Avis Techniques des systèmes de végétalisation ni dans les Règles Professionnelles alors que ce type d?élément de structure peut permettre la reprise de charges importantes en toitures. La récupération d?informations, notamment de plans et notes de calculs, n?ayant aboutie que pour un seul bureau d?études, FCBA a choisi de répondre à la question du dimensionnement d?un point de vue plus général et sur un cas concret : une trame de plancher générique de dimensions 7 m x 3 m (voir §2.2). L?analyse des éléments récupérés pour le complexe scolaire de Noisy-le-Grand fait l?objet d?une explication ainsi que d?une projection de l?étude dans un cas similaire en Annexe. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 9/32 Ce document comporte 32 pages Source Désignation du projet Surface Eléments porteur bois Pente Fournisseur Végétalisation Biotopes Création SCI Georges 270 m² NC 2% Optigreen extensif Biotopes Création Maison individuelle 68 m² NC 10% Optigreen extensif Biotopes Création Groupe scolaire Noisy-le-Grand 1 250 m² Caissons nervurés CLT 5% Optigreen extensif FGE Construction d?un immeuble de logements 125 m² CLT 3% Soprema extensif FGE Surélévation d?un immeuble de logement 1 450 m² Panneaux OSB 3% Soprema extensif Optigreen Bâtiment multi-associatif à Mériel 300 m² NC 3% Optigreen extensif Optigreen Groupe Scolaire à Bogève 340 m² NC 3% Optigreen extensif Optigreen PMI à Orly 215 m² NC 3% Optigreen extensif Optigreen Crèche Multi-accueil à Paris 12e 1 040 m² NC 3% Optigreen extensif Optigreen Maison Médicale à Chavanod 360 m² NC 3% Optigreen extensif Optigreen Groupe Scolaire St Exupéry à Publier 1 800 m² NC 3 à 20 % Optigreen NC Optigreen Villa à Rambouillet 300 m² NC 3% Optigreen NC Sika Restaurant universitaire le Metz'In 2800 m² CLT KLH toiture courbe Sika France extensif Sika Collège Vincent Van Gogh 6000 m² CTBH M3 19 mm, marque MAXIPANEX 3% Sika France extensif Sika EHPAD Le Vigé 4700 m² OSB 7% Sika France extensif Sopranature Groupe Scolaire Eva Salmon 867 m² Bois et panneaux dérivés 20% Soprema - Sopranature extensif Sopranature Crèche Wagner 126 m² Bois et panneaux dérivés 3% Soprema - Sopranature extensif Sopranature Ecole élémentaire de Labaroche 879 m² Bois et panneaux dérivés 3 à 20% Soprema - Sopranature extensif Sopranature Château La Coste 1500 m² Bois et panneaux dérivés 3% Soprema - Sopranature extensif Sopranature Centre Socioculturel Christian Marin 285 m² Bois et panneaux dérivés 29.50% Soprema - Sopranature extensif Tableau 1 : Liste des projets référencés lors de l?étude Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 10/32 Ce document comporte 32 pages 4 Méthode de dimensionnement Cette partie décrit la méthode de calcul et les hypothèses retenues pour établir le dimensionnement des panneaux à base de bois, solives, panneaux CLT et poutres porteuses. Le dimensionnement mécanique faisant l?objet de la présente étude est valable pour une toiture chaude inaccessible conforme au NF DTU 43.4 avec une pente ? 3% et ? 5%. Seuls les éléments porteurs horizontaux sont dimensionnés dans cette étude. L?éventuelle participation des éléments porteurs en bois ou panneaux à base de bois à la stabilité globale du bâtiment (fonction diaphragme) n?est pas abordé dans la présente étude. 4.1 Généralités sur la méthode de calcul Le dimensionnement est réalisé conformément aux règles de calculs définies par les Eurocodes : ? NF EN 1990 et NF EN 1990/NA ; ? NF EN 1991-1-1 et NF P06-111-2 ; ? NF EN 1991-1-3 et NF EN 1991-1-3/NA ; ? NF EN 1995-1-1 et NF EN 1995-1-1/NA ; Les amendements à ces documents sont pris en compte. Les calculs sont menés à l?Etat Limite Ultime (vérification de la résistance) et à l?Etat Limite de Service (vérification de la déformation). 4.1.1 Critères de déformation Les critères de déformation retenus pour les différents éléments bois ne sont pas les mêmes : ? Panneaux à base de bois : ? Le critère de déformation retenu pour la flèche nette finale, à long terme (fluage compris) est celui considéré dans les Recommandations Professionnelles RAGE « Toitures-terrasses accessibles aux piétons avec élément porteur en bois et panneaux à base de bois avec revêtement d?étanchéité, égal à celui de NF EN 1995-1-1, flèche relative de 1/250 de la portée. ? Le critère de déformation instantanée retenu est celui du NF DTU 43.4, flèche relative de 1/400 de la portée. ? CLT : Les critères à retenir sont définis dans les Avis Techniques du CLT utilisé. Généralement, les critères retenus sont les suivants : ? Le critère de déformation retenu pour la flèche nette finale, à long terme (fluage compris) est une flèche relative de 1/250 de la portée. ? Le critère de déformation instantanée retenu est une flèche relative de 1/300 de la portée. ? Poutres porteuses, solives : ? Le critère de déformation retenu pour la flèche nette finale, à long terme (fluage compris) est celui de NF EN 1995-1-1, flèche relative de 1/200 de la portée. ? Le critère de déformation instantanée retenu est celui de NF EN 1995-1-1, flèche relative de 1/300 de la portée. Dans cette étude, une éventuelle limitation du cumul des flèches des éléments porteurs n?est pas pris en compte. 4.1.2 Critère de sécurité vis-à-vis de la rupture Au regard du dimensionnement à l?Etat Limite Ultime des panneaux à base de bois, la démarche adoptée pour les critères de sécurité est identique à celle utilisée dans les Recommandations professionnelles RAGE « Toitures-terrasses accessibles aux piétons avec élément porteur en bois et panneaux à base de bois avec revêtement d?étanchéité » (Annexe B.8.1). Les autres éléments (poutres, solives et CLT) sont dimensionnés selon NF EN 1995-1-1. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 11/32 Ce document comporte 32 pages 4.2 Hypothèses sur les charges et sur l?environnement 4.2.1 Charges permanentes Les éléments porteurs en bois ou en panneaux à base de bois sont soumis aux différentes charges suivantes : ? Poids propre du complexe de végétalisation comprenant : o Le poids propre du complexe d?isolation-étanchéité (pare-vapeur, isolant, revêtement d?étanchéité) o Le poids propre du système de végétalisation à capacité maximale en eau (CME) ? Charge de sécurité fixée forfaitairement à 15 daN/m² par les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées Les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées indiquent que dans le cas d?éléments à base de bois de type panneaux non dimensionnés au fluage, une charge complémentaire forfaitaire de 85 daN/m² doit être prise en compte. Vu les méthodes de calculs utilisées et définies au §4.1, il n?y a pas lieu de considérer cette charge complémentaire car le fluage est pris en compte, pour l?ensemble des éléments porteurs. Le poids propre du complexe de végétalisation est dépendant de sa composition. ? Poids propre du complexe d?isolation-étanchéité : L?ensemble de complexe d?isolation-étanchéité (pare-vapeur, isolant, revêtement d?étanchéité) a été considéré entre 10 et 50 daN/m² sur la base des échanges du Groupe de Travail des Recommandations professionnelles RAGE « Toitures- terrasses accessibles aux piétons avec élément porteur en bois et panneaux à base de bois avec revêtement d?étanchéité ». ? Poids propre du système de végétalisation à CME : Les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées indiquent une charge de l?ordre de 150 à 350 daN/m² pour une végétalisation semi-intensive. Les calculs sont effectués en faisant varier le poids propre du complexe de végétalisation entre 150 daN/m² et 500 daN/m², sur la base des constats effectués et afin de permettre une meilleure optimisation future des charges liées à la végétalisation semi-intensive. 4.2.2 Charges d?exploitation Les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées indiquent qu?à défaut de dispositions plus contraignantes dans les documents particuliers du marché, une charge d?exploitation de 100 daN/m² est à prendre en compte pour les zones végétalisées. Les calculs sont donc effectués en prenant une charge d?exploitation de 100 daN/m². Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 12/32 Ce document comporte 32 pages 4.2.3 Charges climatiques Seules les charges climatiques de neige sont prises en compte dans cette étude. Les calculs sont valables en France métropolitaine dans les régions de neige (A à E) en climat de plaine Pour tenir compte des phénomènes d?accumulation de neige (acrotères, parois de bâtiments accolés en surélévation), il a été pris en compte selon NF EN 1991-1-3 et NF EN 1991-1-3/NA un coefficient de forme égal à 2,8. Ce coefficient permet de couvrir l?ensemble des acrotères ainsi que les bâtiments accolés en surélévation dont la toiture possède une pente inférieure à 15°. Les calculs sont réalisés pour un dimensionnement avec accumulation de neige jusqu?à 900m pour les régions de neige de A à D et jusqu?à 500m pour la région de neige E. 4.3 Fixation de l?élément porteur L?ajout d?une charge verticale supplémentaire, par exemple due à une charge de végétalisation plus importante, ne génère pas de soulèvement de l?élément porteur bois. Ainsi les fixations ne travaillent pas plus en arrachement. La charge supplémentaire peut même être considérée comme favorable dans le sens où elle s?oppose aux effets de soulèvement potentiel lié au vent. Les fixations sont choisies selon le type de structure porteuse. Deux cas peuvent se présenter : ? L?élément porteur en bois ne participe pas à la fonction de contreventement. La résistance à l?arrachement des organes de fixation doit être satisfaisante. Les dispositions du NF DTU 43.4 s?appliquent. ? L?élément porteur en bois participe à la fonction de contreventement. Dans ce cas, il convient de se référer au NF DTU 31.1 si les panneaux formant diaphragme sont mis en oeuvre sur chantier par éléments séparés, ou au NF DTU 31.2 s?il s?agit de caissons préfabriqués. Dans ce cas les éléments de fixation sont soumis à des efforts de cisaillement qu?il convient de prendre en compte dans le dimensionnement. Il faut noter cependant que l?augmentation des charges verticales n?apporte pas de sollicitation supplémentaire en cisaillement aux fixations. Dans cette étude, seules les descentes de charge sont prises en compte pour le dimensionnement des éléments porteurs et des éléments de structure car il n?y a pas de fonction contreventement. En conséquence, il n?y a pas de cisaillement et d?arrachement sur les organes de fixation. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 13/32 Ce document comporte 32 pages 5 Calculs Comme expliqué au §2.3, le dimensionnement est réalisé sur les 4 éléments bois suivants : ? Panneaux à base de bois ? Solives en bois massif ? Panneaux CLT ? Poutres en bois lamellé-collé (LC) 5.1 Panneaux à base de bois Les panneaux à base de bois pouvant être utilisés avec une pente minimale de 3% sont détaillés dans les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées au §6.1.1.2. Les propriétés mécaniques des panneaux à base de bois utilisées pour le dimensionnement sont celles définies dans les Recommandations professionnelles RAGE « Toitures-terrasses accessibles aux piétons avec élément porteur en bois et panneaux à base de bois avec revêtement d?étanchéité », de même que les critères de rupture et la validité des calculs liés à l?utilisation de panneaux justifiant d?une marque de qualité (Annexe C des Recommandations Professionnelles). Les calculs sont réalisés pour déterminer les portées maximales des panneaux donc les entraxes maximum des solives en fonction : de la charge de neige, de la charge de végétalisation et du panneau utilisé (type et épaisseur). Figure 5 : Illustration de la détermination des portées maximales des panneaux Les calculs ci-après présentent les résultats pour les panneaux contreplaqués, les panneaux de particules, les OSB3 et les OSB4 justifiant d?une marque de qualité (Annexe C des RP). Exemple de lecture des tableaux : Tableau 2 : Exemple de lecture d'un tableau panneaux à base de bois Pour un panneau d?épaisseur 18mm, une charge de neige maximale non pondérée de 270 daN/m² et un poids propre de complexe de végétalisation de 200 daN/m², la portée maximale possible du panneau est de 54 cm. En retirant la charge de sécurité (15 daN/m²) et le poids propre du complexe d?étanchéité (de 10 à 50 daN/m²), on obtient un poids propre du système de végétalisation possible de 135 (200-15-50) à 175 daN/m² (200-15-10) pour une portée maximale de l?élément porteur de 54 cm. Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 160 270 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 15 50 47 45 43 41 40 39 37 48 45 43 42 40 39 38 37 18 60 56 54 51 49 48 46 45 58 54 52 50 48 47 45 44 22 73 69 65 63 60 58 56 55 70 66 63 61 59 57 55 54 25 83 78 74 71 68 66 64 62 79 75 72 69 67 65 63 61 Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 14/32 Ce document comporte 32 pages 5.1.1 Panneaux contreplaqués Les tableaux ci-dessous illustrent les portées maximales envisageables pour différentes épaisseurs de panneaux en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et du poids propre du complexe de végétalisation (150 à 500 daN/m²). Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 160 270 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 12 42 40 38 37 35 34 33 32 40 38 36 35 34 33 32 31 15 53 50 48 46 44 43 41 40 50 47 45 44 42 41 40 39 19 66 63 60 58 56 54 52 51 63 60 57 55 54 52 51 50 22 77 73 70 67 64 62 61 59 72 69 67 64 62 60 59 57 25 87 83 79 76 73 71 69 67 82 79 76 73 71 69 67 65 Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 420 540 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 12 36 35 33 32 32 31 30 29 33 32 31 30 29 29 28 28 15 45 43 42 41 39 38 37 37 41 40 39 38 37 36 35 34 19 57 55 53 51 50 49 47 46 52 50 49 48 47 45 44 44 22 65 63 61 59 58 56 55 53 60 58 57 55 54 53 51 50 25 74 72 70 67 66 64 62 61 68 66 64 63 61 60 58 57 Tableau 3 : Portées maximales des panneaux contreplaqués en fonction des charges de neige et du poids propre du complexe d?étanchéité Ces tableaux ne constituent pas des abaques de justification. Les portées sont comprises entre des valeurs de l?ordre de 30 cm à 90 cm. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 15/32 Ce document comporte 32 pages 5.1.2 Panneaux de particules Les tableaux ci-dessous illustrent les portées maximales envisageables pour différentes épaisseurs de panneaux en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et du poids propre du complexe de végétalisation (150 à 500 daN/m²). Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 160 270 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 18 50 47 44 42 41 39 38 37 48 45 43 41 40 38 37 36 22 59 55 52 50 48 46 45 44 57 54 51 49 47 46 44 43 24 64 60 57 54 52 51 49 48 62 58 56 53 51 50 48 47 30 76 71 68 65 62 60 58 57 73 69 66 63 61 59 57 56 35 86 81 77 73 71 68 66 64 83 79 75 72 69 67 65 63 40 98 92 88 84 81 78 75 73 95 90 85 82 79 76 74 72 Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 420 540 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 18 46 44 42 40 39 38 37 36 44 42 41 39 38 37 36 35 22 54 52 49 47 46 44 43 42 53 50 48 47 45 44 43 41 24 59 56 54 52 50 48 47 46 57 55 53 51 49 48 46 45 30 70 67 64 62 59 58 56 55 66 65 62 60 58 57 55 54 35 77 74 72 70 68 65 64 62 71 69 67 65 64 62 61 59 40 88 85 82 80 77 75 73 71 81 78 76 74 73 71 69 68 Tableau 4 : Portées maximales des panneaux de particules en fonction des charges de neige et du poids propre du complexe d?étanchéité Ces tableaux ne constituent pas des abaques de justification. Les portées sont comprises entre des valeurs de l?ordre de 35 cm à 100 cm. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 16/32 Ce document comporte 32 pages 5.1.3 Panneaux OSB3 Les tableaux ci-dessous illustrent les portées maximales envisageables pour différentes épaisseurs de panneaux en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et du poids propre du complexe de végétalisation (150 à 500 daN/m²). Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 160 270 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 15 50 47 45 43 41 40 39 37 48 45 43 42 40 39 38 37 18 60 56 54 51 49 48 46 45 58 54 52 50 48 47 45 44 22 73 69 65 63 60 58 56 55 70 66 63 61 59 57 55 54 25 83 78 74 71 68 66 64 62 79 75 72 69 67 65 63 61 Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 420 540 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 15 46 44 42 40 39 38 37 36 43 42 40 39 38 37 36 35 18 55 52 50 48 47 45 44 43 51 50 48 47 46 44 43 42 22 65 63 61 59 57 55 54 53 59 58 56 55 53 52 51 50 25 74 71 69 67 65 63 61 60 68 66 64 62 61 59 58 57 Tableau 5 : Portées maximales des panneaux OSB3 en fonction des charges de neige et du poids propre du complexe d?étanchéité Ces tableaux ne constituent pas des abaques de justification. Les portées sont comprises entre des valeurs de l?ordre de 35 cm à 85 cm. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 17/32 Ce document comporte 32 pages 5.1.4 Panneaux OSB4 Les tableaux ci-dessous illustrent les portées maximales envisageables pour différentes épaisseurs de panneaux en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et du poids propre du complexe de végétalisation (150 à 500 daN/m²). Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 160 270 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 15 56 52 50 48 46 44 43 42 53 51 48 46 45 43 42 41 18 67 63 60 57 55 53 51 50 64 61 58 56 54 52 50 49 22 81 77 73 70 67 65 63 61 78 74 71 68 65 63 61 60 25 92 87 83 79 76 73 71 69 88 84 80 77 74 72 70 68 Portée maximale (cm) Charge de neige maximale (daN/m²) 420 540 Poids propre du complexe de végétalisation (daN/m²) Epaisseur (mm) 150 200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450 500 15 51 48 46 45 43 42 41 40 49 47 45 44 42 41 40 39 18 61 58 56 54 52 50 49 48 59 56 54 52 51 49 48 47 22 74 71 68 66 63 62 60 58 71 69 66 64 62 60 59 57 25 84 80 77 74 72 70 68 66 80 78 75 73 70 68 67 65 Tableau 6 : Portées maximales des panneaux OSB4 en fonction des charges de neige et du poids propre du complexe d?étanchéité Ces tableaux ne constituent pas des abaques de justification. Les portées sont comprises entre des valeurs de l?ordre de 40 cm à 95 cm. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 18/32 Ce document comporte 32 pages 5.2 Solives Les valeurs des portées maximales dans les tableaux au §5.1 donnent des résultats jusqu?à 98cm. Cependant, au regard des charges permanentes considérées (poids propre) et charges climatiques (neige), et dans l?objectif d?apporter une première analyse sur la faisabilité de ces solutions, le périmètre de cette étude est limité à des entraxes de solives de 40, 60 et 80 cm. Les calculs ont pour objectif de déterminer les charges permanentes maximales applicables aux solives en fonction : de la charge de neige, de l?entraxe, de la portée et de la section des solives. Les calculs sont réalisés pour des solives en bois massif de classe de résistance mécanique C18 ou C24, de sections allant de 5 x 25 cm² jusqu?à 10 x 30 cm², pour une portée de 3 m et un entraxe de 40, 60 et 80 cm. Figure 6 : Illustration de la détermination des charges permanentes maximales sur les solives 5.2.1 Poids propre panneaux Les charges permanentes de poids propre des panneaux sont à prendre en compte pour le dimensionnement des solives et des poutres. ? (kg/m3) Epaisseur (mm) Poids propre (daN/m²) Contreplaqué 400 12 à 27 5 à 11 Panneau de particules 600 13 à 20 8 à 12 550 21 à 32 12 à 18 500 33 à 40 17 à 20 OSB3 / OSB4 550 10 à 25 6 à 14 Tableau 7 : Poids propre en fonction du panneau à base de bois Dans la suite des calculs (solives et poutres), le poids propre considéré pour les panneaux sera pris au maximum, à 20 daN/m². Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 19/32 Ce document comporte 32 pages 5.2.2 Calculs de solives C18 Avec la prise en compte : ? des charges dues au poids propre des panneaux à base de bois (20 daN/m² maximum selon §5.2.1), ? de la charge de sécurité forfaitaire (15 daN/m²), ? du poids propre du complexe d?étanchéité (50 daN/m² maximum selon §4.2.1). Le tableau ci-dessous illustre les charges maximales envisageables pour différentes sections de solives C18 en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et de l?entraxe des solives (40, 60 et 80 cm). Charges maximales du complexe de végétalisation (daN/m²) Entraxe (cm) 40 60 80 Solives Charge de neige maximale (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Largeur b (cm) Hauteur h (cm) 160 270 420 540 160 270 420 540 160 270 420 540 6.5 20 130 6.5 25 215 215 145 210 135 160 7.5 20 165 145 140 7.5 25 310 310 295 240 310 285 180 105 305 205 7.5 30 310 310 295 245 310 285 190 105 310 210 10 20 250 250 205 150 250 195 215 120 10 25 440 440 440 435 440 440 385 300 440 405 270 165 10 30 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 445 Tableau 8 : Valeurs des charges maximales du complexe de végétalisation pour des solives C18 en fonction de leurs sections et entraxe, des charges de neige et pour une portée de 3m Ce tableau ne constitue pas un abaque de justification. Note : Le tableau ci-dessus a été établi en considérant les hypothèses les plus défavorables au regard des plages de valeurs fixées pour les poids propres des panneaux à base de bois et du complexe d?étanchéité. Ce tableau permet de constater les limites de faisabilité de cette solution de plancher traditionnel, mais ne constitue pas une note de calcul ou une optimisation du dimensionnement à ce stade. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 20/32 Ce document comporte 32 pages 5.2.3 Calculs de solives C24 Avec la prise en compte : ? des charges dues au poids propre des panneaux à base de bois (20 daN/m² maximum selon §5.2.1), ? de la charge de sécurité forfaitaire (15 daN/m²), ? du poids propre du complexe d?étanchéité (50 daN/m² maximum selon §4.2.1). Le tableau ci-dessous illustre les charges maximales envisageables pour différentes sections de solives C24 en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et de l?entraxe des solives (40, 60 et 80 cm). Charges maximales du complexe de végétalisation (daN/m²) Entraxe (cm) 40 60 80 Solives Charge de neige maximale (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Largeur b (cm) Hauteur h (cm) 160 270 420 540 160 270 420 540 160 270 420 540 5 25 115 6.5 20 195 175 125 170 115 135 6.5 25 255 255 210 155 255 200 100 225 125 7.5 20 250 225 195 150 225 190 195 120 7.5 25 365 365 365 325 370 370 270 190 365 295 165 7.5 30 365 365 365 325 365 365 270 190 365 295 160 10 20 365 360 325 300 355 315 265 185 325 280 155 10 25 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 430 10 30 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 ? 500 Tableau 9 : Valeurs des charges maximales du complexe de végétalisation pour des solives C24 en fonction de leurs sections et entraxe, des charges de neige et pour une portée de 3m Ce tableau ne constitue pas un abaque de justification. Note : Le tableau ci-dessus a été établi en considérant les hypothèses les plus défavorables au regard des plages de valeurs fixées pour les poids propres des panneaux à base de bois et du complexe d?étanchéité. Ce tableau permet de constater les limites de faisabilité de cette solution de plancher traditionnel, mais ne constitue pas une note de calcul ou une optimisation du dimensionnement à ce stade. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 21/32 Ce document comporte 32 pages 5.3 Panneaux CLT Les panneaux CLT peuvent être constitués de plusieurs couches de différentes épaisseurs. Les calculs sont réalisés pour des panneaux CLT 3 plis, d?épaisseur totale comprise entre 90 mm et 140 mm et de portée 3m. Figure 7 : Illustration de la détermination des charges permanentes maximales sur panneau CLT Avec la prise en compte : ? de la charge de sécurité forfaitaire (15 daN/m²), ? du poids propre du complexe d?étanchéité (50 daN/m² maximum selon §4.2.1). Le tableau ci-dessous illustre les charges maximales envisageables pour différentes épaisseurs totales de panneaux CLT en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²) et pour une portée de 3m. Charges maximales du complexe de végétalisation (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Nombre plis Epaisseur 160 270 420 540 3 90 235 205 55 100 335 335 215 95 120 ?500 ?500 ?500 ?500 Tableau 10 : Valeurs des charges maximales du complexe de végétalisation pour du CLT 3 plis en fonction de son épaisseur, des charges de neige et pour une portée de 3m Ce tableau ne constitue pas un abaque de justification. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 22/32 Ce document comporte 32 pages 5.4 Poutres porteuses en bois lamellé-collé Les calculs ont pour objectif de déterminer les charges permanentes maximales applicables en fonction : de la charge de neige, de l?entraxe, de la portée et de la section des poutres. Les calculs sont réalisés pour des poutres en bois lamellé-collé de classe de résistance mécanique GL24h, de sections allant de 14 x 44 cm² jusqu?à 24 x 64 cm², pour une portée de 7m et un entraxe de 3m. Figure 8 : Illustration de la détermination des charges permanentes maximales sur poutres porteuses en bois lamellé-collé 5.4.1 Poids propre panneaux à base de bois, solives et panneaux CLT Le dimensionnement des poutres porteuses en bois lamellé-collé est réalisé dans un souci d?appréhender les limites de faisabilité des solutions de planchers bois. Les charges permanentes de poids propre considérées sont donc prises au plus défavorable : ? Panneaux à base de bois, voir §5.2.1 ? Solives de classe de résistance mécanique C18 ou C24, de sections allant de 5x25 cm² à 10x30 cm². Charges permanentes (daN/m²) Solives en C18 Solives en C24 Solives entraxe (cm) entraxe (cm) largeur b (cm) hauteur h (cm) 40 60 80 40 60 80 5 25 12 8 6 13 9 7 10 30 29 19 14 32 21 16 Tableau 11 : Poids propre des solives en fonction de leur section et classe de résistance Le poids propre considéré pour les solives sera pris à 32 daN/m². ? Panneaux CLT. On considère des épaisseurs de panneaux allant de 90 à 140 mm. Sur la base NF EN 16351 et en considérant ?xlam,moyen = ?couche,moyen avec ?couche,moyen= 420 kg/m3 (C24), on peut considérer une charge permanente de CLT de : Epaisseur (mm) Poids propre (daN/m²) 90 38 140 59 Tableau 12 : Poids propre en fonction de l?épaisseur du panneau CLT Le poids propre considéré pour les panneaux CLT sera pris à 59 daN/m². Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.371-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 23/32 Ce document comporte 32 pages 5.4.2 Calculs des poutres porteuses en bois lamellé-collé Avec la prise en compte : ? de la charge de sécurité forfaitaire (15 daN/m²), ? du poids propre du complexe d?étanchéité (50 daN/m² maximum selon §4.2.1), ? pour les planchers en panneaux à base de bois et solives : o des charges dues au poids propre des panneaux à base de bois (20 daN/m² maximum selon §5.2.1), o des charges dues au poids propre des solives (32 daN/m² maximum selon §5.4.1), ? pour les planchers CLT : o des charges dues au poids propre du CLT (59 daN/m² maximum selon §5.4.1). Le tableau ci-dessous illustre les charges maximales envisageables pour différentes sections de poutres porteuses en bois lamellé-collé en fonction de la charge de neige maximale non pondérée (160 à 540 daN/m²), pour une portée de 7m et un entraxe de 3m. Charges maximales du complexe de végétalisation (daN/m²) Panneaux à base de bois + solives CLT Poutres LC Charge de neige maximale (daN/m²) Charge de neige maximale (daN/m²) Largeur b (cm) Hauteur h (cm) 160 270 420 540 160 270 420 540 16 44 138 131 18 44 273 266 20 40 138 131 20 48 ? 500 258 ? 500 251 20 56 ? 500 ? 500 183 ? 500 ? 500 176 20 64 ? 500 ? 500 453 63 ? 500 ? 500 446 56 22 40 213 206 22 48 ? 500 408 ? 500 401 22 56 ? 500 ? 500 378 ? 500 ? 500 371 22 64 ? 500 ? 500 ? 500 273 ? 500 ? 500 ? 500 266 24 48 ? 500 ? 500 63 ? 500 ? 500 56 24 56 ? 500 ? 500 ? 500 168 ? 500 ? 500 ? 500 161 24 64 ? 500 ? 500 ? 500 498 ? 500 ? 500 ? 500 491 Tableau 13 : Valeurs des charges maximales du complexe de végétalisation pour des poutres LC en fonction de leurs sections, de la charge de neige et pour une portée de 7m et un entraxe de 3m Ce tableau ne constitue pas un abaque de justification. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 24/32 Ce document comporte 32 pages 6 Systèmes de végétalisation Dans le cadre des Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées tout comme dans les Avis Techniques, les systèmes de végétalisation peuvent être définis pour une utilisation en usage extensif ou semi-intensif. Cependant, dans le cas d?un élément porteur en bois ou en panneaux à base de bois, ils sont soit limités à une charge maximale de 200 daN/m², soit réservés exclusivement à un usage extensif. Il en résulte une utilisation des éléments porteurs en bois ou à base de bois limitée à l?usage extensif. Les charges permanentes dues aux systèmes de végétalisation sont comprises approximativement entre 150 et 350 daN/m² selon les Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées. Ce sont les valeurs retrouvées également dans les Avis Techniques des systèmes de végétalisation (Tableau 14) : Système de végétalisation Extensif Semi-intensif ECOVEGETAL 79 à 182 daN/m² 137 à 378 daN/m² IKO Sempervivum 80 à 117 daN/m² 151 à 339 daN/m² Tandem urbain 101 à 181 daN/m² 128 à 231 daN/m² SOPRANATURE Toundra 80 à 160 daN/m² N/A URBANSCAPE GREENROOF 59 à 87 daN/m² N/A Vegetal i.D. et HYDROPACK 95 à 275 daN/m² N/A Vertige 57 à 97 daN/m² N/A Tableau 14 : Charges à CME de différentes solutions de systèmes de végétalisation sous Avis Technique Du point de vue de la tenue mécanique des porteurs horizontaux en bois, cette étude montre donc que des solutions sont possibles pour les systèmes de végétalisation pour un usage en semi-intensif. En effet, certaines solutions constructives de plancher traditionnel ou de plancher CLT peuvent supporter des charges de complexe de végétalisation allant jusqu?à 500 daN/m² pour la trame considérée ici de 3m x 7m. Pour l?utilisation des résultats et des hypothèses exposées dans cette étude, il apparait également impératif de connaitre le plus précisément possible les charges permanentes des systèmes de végétalisation. Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 25/32 Ce document comporte 32 pages 7 Synthèse et conclusion Cette étude avait pour objectif de démontrer la faisabilité d?une végétalisation semi-intensive sur support bois du point de vue du comportement mécanique. Une trame de plancher générique, de dimensions 7m x 3m, a été considérée pour les différents calculs effectués avec deux solutions de planchers considérés comme techniques courantes (plancher traditionnel en panneaux sur solivage et plancher CLT). Cette trame a permis de se projeter sur la faisabilité technique de plusieurs solutions de planchers associées à des systèmes de végétalisations allant jusqu?à 500 daN/m² de poids propre (à Capacité Maximale en Eau), couvrant donc toutes les solutions de végétalisations semi-intensives. Cette étude est une démarche initiale de faisabilité basée notamment sur : ? une hypothèse figée de dimensions d?une trame de plancher bois ? des choix conservatifs (sécuritaires) pour les différentes charges (neige, poids propre des composants, des éléments de plancher au système de végétalisation) Les travaux menés ont permis de définir les premiers contours de solutions courantes de planchers bois adaptées à la végétalisation semi-intensive. Il est ainsi possible de se projeter plus finement, le cas échéant, dans la réalisation d?abaques permettant de justifier ces solutions. Par ailleurs, les hypothèses conservatives utilisées permettent d?envisager ce travail avec une granulométrie plus fine concernant ces hypothèses majeures pour aboutir à des solutions plus optimisées. Ainsi, d?un point de vue mécanique, un dimensionnement maitrisé peut permettre une utilisation de systèmes de végétalisation semi-intensifs sur solutions de planchers en bois. Avec des choix de produits et matériaux appropriés, il est donc possible de réaliser des solutions de planchers bois relevant de la technique courante, pouvant supporter jusqu?à 500 daN/m² de charges permanentes dues au système de végétalisation seul à CME. Enfin, il est constaté que plusieurs éléments freinent aujourd?hui le développement de la végétalisation semi-intensive sur supports bois, d?un point de vue justification mécanique : ? La limitation arbitraire des charges permanentes à 200 daN/m² des Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées pour les éléments porteurs en bois massif ou en panneaux à base de bois, ? La fréquente limitation à un usage extensif pour le bois ou les panneaux à base de bois dans les Avis Techniques des systèmes de végétalisation. ? Le document de référence de justification des éléments porteurs en bois et panneaux à base de bois associés à un revêtement d?étanchéité (NF DTU 43.4) ne vas pas au- delà de 200 daN/m² de charge totale sur les éléments porteurs. L?approche initiale réalisée dans cette étude permet premièrement de considérer que ces freins pourraient être levés car des solutions relevant de la technique courante et compatibles avec une végétalisation semi-intensive existent. Deuxièmement, les contours dégagés dans cette étude permettraient aux différents acteurs du sujet de définir clairement les variables et leurs bornes afin d?établir des tableaux de justification pour en nourrir les textes de référence. Pour l?I.T. FCBA, Maxime Fiabane Mathieu Lambert Julien Lamoulie Ingénieur Construction Bois Ingénieur Construction Charpente Ossature Responsable de secteur Charpentes, Ossatures, Bardages Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 26/32 Ce document comporte 32 pages ANNEXE Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 27/32 Ce document comporte 32 pages Etude du complexe scolaire de Noisy Le Grand Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 28/32 Ce document comporte 32 pages Généralités L?ensemble des hypothèses et dessins de cette annexe sont la propriété et diffusés avec l?accord de Poulingue. Il s?agit du groupe scolaire de Noisy le Grand qui comporte une toiture-terrasse végétalisée. Figure 9 : Groupe scolaire de Noisy le Grand - vue de dessus La végétalisation est de type extensif sur une surface de 1250 m². Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 29/32 Ce document comporte 32 pages Hypothèses Charges permanentes La végétalisation sur ce projet est de type extensif. Les charges permanentes associées sont prises égales à 150 daN/m². Figure 10 : Extrait de la note de calcul ? hypothèses charges permanentes Charges climatiques Figure 11 : Extrait de la note de calcul - hypothèses charges climatiques de neige La valeur de charge de neige maximale est de 92 daN/m². Charges d?exploitation Figure 12 : Extrait de la note de calcul - charges d'exploitation Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 30/32 Ce document comporte 32 pages Zone 1-C La zone de coupe 1-C est représentative du système constructif utilisé sous-toiture. Il s?agit de caissons nervurés ouverts composés de CLT et de bois lamellé-collé (BLC). Figure 13 : Zone 1-C sur le plan Figure 14 : Coupe 1 dans la zone étudiée Figure 15 : Coupe C dans la zone étudiée Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 31/32 Ce document comporte 32 pages Figure 16 : Principe du caisson nervuré ouvert : CLT d?épaisseur 100m et poutre BLC de section 180 x 240 mm² Critères de déformation Les critères de déformation retenus dans cette étude pour les caissons nervurés sont : ? Le critère de déformation retenu pour la flèche nette finale, à long terme (fluage compris) est une flèche relative de 1/350 de la portée. ? Le critère de déformation instantanée retenu est une flèche relative de 1/300 de la portée. Figure 17 : Critères de déformations retenus - Extrait de la note de calcul Calculs Caissons nervurés Les caissons nervurés ont une longueur maximale de 7,23m (sens de portée des poutres BLC) dans cette zone. La largeur des caissons est de 2,4m (4 entraxes de 60cm), ils peuvent être assemblés les uns aux autres jusqu?à atteindre une largeur de 10m environ. Les résultats des calculs de dimensionnement donnent : ? Un taux de travail maximum en déformation de 98 % (atteint pour la flèche nette finale) ? Un taux de travail maximum en contrainte de 41 % (atteint en flexion) Poutres porteuses en bois lamellé-collé Les poutres porteuses en bois lamellé-collé sont de section 20 x 56 cm² et de classe mécanique GL24h. Les résultats des calculs de dimensionnement donnent : ? Un taux de travail maximum en déformation de 84 % (atteint pour la flèche nette finale) ? Un taux de travail maximum en contrainte de 98 % (atteint en flexion et flambement) Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires FCBA.IBC.342.373-MF/PDe-N°2023.109.2026 Annule et remplace N°2022.109.1297 32/32 Ce document comporte 32 pages Projection à partir de l?étude Le système de caisson nervuré est un produit spécifique relevant d?une technique non traditionnelle qui n?a pas été envisagé lors de l?étude. En effet, l?objectif de l?étude était de regarder des solutions courantes tels que les planchers traditionnels en panneaux sur solivage ainsi que les planchers CLT, technique non traditionnelle mais fortement utilisée. Le caisson nervuré se base sur un CLT d?épaisseur 100 mm associé à des poutres en bois lamellé-collé de sections 18 x 24 cm². L?ensemble repose sur des porteuses en bois lamellé- collé de sections 20 x 56 cm² dans la zone étudiée. En prenant les hypothèses suivantes : ? Charge de végétalisation de 150 daN/m² ? Charge de neige maximale de 160 daN/m² ? Critères de déformations de l?étude (voir §4.1.1) L?étude réalisée nous permet de proposer deux solutions qui pourraient convenir : ? une solution de plancher traditionnel comportant : ? un panneau OSB3 d?épaisseur 18mm ? des solives C18 de sections 6,5 x 25 cm² d?entraxe 60cm ? des poutres porteuses en bois lamellé-collé de section 22 x 40 cm² et espacées de 3m ? une solution de plancher CLT comportant : ? un panneau CLT 3 plis d?épaisseur 90 mm ? des poutres porteuses en bois lamellé-collé de section 22 x 40 cm² et espacées de 3m Ces solutions nécessiteraient comme ajustement l?espacement entre poutres porteuses (à 3m). Une étude spécifique avec un autre espacement entre poutres porteuses serait possible.