Le systeme constructif en CLT

Le systeme constructif en CLT

Le marché de la construction

Le marche de la construction peut etre separe en deux secteurs : la construction residentielle et la construction non residentielle. En 2016, la part de la valeur des permis de batir pour la construction residentielle comptait pour 64 % alors que la part pour la construction non residentielle (commercial, institutionnel et public) etait de 30 % (Statistique Canada, 2017). Depuis 2012, au Canada, le nombre d’unites de logement dans la construction residentielle est en croissance, et particulierement les logements multiples, le nombre de logements unifamiliaux etant plutot constant (Statistique Canada, 2017). La Societe canadienne d’hypotheques et de logement (SCHL) nuance un peu la croissance du marche car l’offre est deja importante. Toutefois, la SCHL prevoit que le vieillissement de la population engendrera davantage de mises en chantier de logements collectifs dans les prochaines annees (Societe canadienne d’hypotheques et de logement, 2016). Un rapport de McGraw Hill pour le Conseil du batiment durable du Canada (McGraw Hill Construction, 2014) estime qu’il y a une demande pour des batiments plus ecologiques dans le secteur non residentiel comme dans le secteur residentiel.

Les intervenants estiment que pour les secteurs non residentiel et residentiel respectivement, presque la moitie et un tiers des projets seront ≪ verts ≫. D’apres ce rapport, la demande est due au choix des clients, a la responsabilisation des intervenants a l’ecologie (architectes, entrepreneurs et clients) ou a la pression normative. Une des barrieres percues est egalement le manque d’education de la population a l’ecologie. Le principal frein a la construction ≪ verte ≫ est la perception que le cout initial est plus important. Les principaux avantages de la construction ≪ verte ≫ sont la reduction de la consommation du batiment en energie et en eau (McGraw Hill Construction, 2014). Le bois et les produits d’ingenierie derives sont de bons candidats pour la construction ≪ verte ≫ (WoodWorks, 2011) par rapport aux autres materiaux de construction.

Le système constructif en CLT Le CLT est un materiau fabrique par panneaux.

Les panneaux sont prefabriques et usines aux dimensions finales, juste apres l’etape de pressage. L’utilisation de la presse est generalement optimisee; les panneaux aux dimensions maximales peuvent peser plusieurs tonnes. Il est donc necessaire de faire l’usinage des panneaux en usine, ou les outils le permettent. De nombreux modes d’assemblage existent. Ces assemblages sont souvent references dans les guides techniques (Wallner-Novak, et al., 2014), (FPInnovation, 2011). Le CLT pouvant etre utilise pour des murs, des planchers ou des toits, des assemblages existent pour chaque type de jonction. Un assemblage mur/plancher pour une construction de type plateforme est presente a la figure 1-3, des assemblages mur-mur verticaux sont presentes a la figure 1-4. Les assemblages requierent souvent des operations d’usinage particulieres qui se repercutent sur le prix selon Hossain et al. (2016). Pour garder le prix au minimum, certains assemblages sont plus simples que d’autres (Hossain, et al., 2016), par exemple le joint plat presente a la Figure 1-4 (c). Afin que l’assemblage des panneaux soit plus facile, un jeu est tolere entre les panneaux. Cette tolerance d’assemblage correspond a la tolerance de manufacture, qui est de 3,2 mm en largeur, 6,4 mm en longueur et 2 % de l’epaisseur du panneau pour l’epaisseur (APA – The Engineered Wood Association, 2011).

L’enveloppe du bâtiment

L’enveloppe du batiment est la couche entourant le volume habitable. Elle assure la protection contre l’environnement exterieur, comme le decrit Hutcheon (1953). La structure du batiment est souvent comprise dans l’enveloppe, comme c’est le cas pour l’ossature legere, mais il arrive que ce ne soit pas le cas : murs rideaux, ossature massive, etc. Deux environnements separes par une paroi vont tendre a s’equilibrer en ce qui a trait a la temperature et a l’humidite relative, selon la capacite de la paroi a laisser passer la chaleur et l’humidite (Allen, 2005). Chaleur et humidite relative sont tres liees, car la teneur en humidite de l’air depend grandement de la temperature. Une paroi peut ≪ laisser passer ≫ la chaleur et l’humidite par diffusion a travers la matiere constituant la paroi ou par fuite a travers un manque de matiere dans la paroi.

Pour conserver la chaleur (ou l’energie) du cote de la paroi que l’on souhaite (a l’interieur en hiver et a l’exterieur en ete), des materiaux thermiquement isolants sont utilises (Finch, et al., 2013), comme de la laine de verre, de roche ou des mousses synthetiques. A l’echelle d’un batiment, la performance energetique represente la quantite d’energie que le batiment necessite pour garder un interieur a une temperature confortable. La qualite thermique d’un batiment est aussi referee sous l’appellation ≪ efficacite energetique du batiment ≫.

L’efficacité énergétique de l’enveloppe

L’efficacite energetique est un concept decrivant l’objectif de reduire la consommation energetique (International Energy Agency, 2016). L’energie est au coeur de la problematique environnementale actuelle, avec le besoin de reduction des emissions de gaz a effet de serre. L’energie est vitale pour l’economie, et reduire sa dependance energetique permet aujourd’hui de s’affranchir des fluctuations du prix de l’energie – il s’agit de securite energetique. A l’echelle de l’habitation, ameliorer l’efficacite energetique d’un batiment permet de faire des economies de chauffage/climatisation et d’ameliorer le confort thermique. Ameliorer l’efficacite energetique d’un batiment consiste a renforcer la barriere qui permet de conserver un environnement (interieur) confortable, autrement dit a s’isoler des conditions climatiques exterieures. La premiere mention de recherche sur l’impact de l’ajout d’isolation dans la cavite des murs est attribuee a Greig (1922).

Le climat venteux et froid des prairies de la Saskatchewan a motive la recherche sur l’optimisation thermique. Des maisonnettes tests instrumentees ont ete utilisees pour evaluer la performance de differents materiaux. La creation d’organismes comme la Societe canadienne d’hypotheques et de logement (CMHC en anglais) et la division de recherche sur le batiment du National Research Council of Canada (NRCC) ont permis de normaliser les avances en science du batiment (Hutcheon, et al., 1980). L’amelioration de l’isolation a amene un nouveau probleme : l’augmentation de la resistance thermique du mur induit le refroidissement du mur, ce qui a pour effet de reduire l’ecart entre la temperature et le point de rosee. Cela induit plus de risques de condensation et donc de degats dus a l’humidite. En reponse a ce probleme, Hechler et al. (1942) et Joy et al. (1948) ont mene des recherches sur la diffusion d’humidite, phenomene alors juge preponderant dans le transfert d’humidite.

Le controle de la diffusion d’humidite a ete regle par l’usage de materiaux pare-vapeur places du cote interieur de l’enveloppe (Handegord, 1960), que ce soit pour un mur ou un plafond. Bomberg (2002) explique que la facilite pour calculer le transfert de vapeur par diffusion a donne plus d’importance a ce phenomene qu’il n’aurait du en avoir. Tant que le debit d’exfiltration etait assez important, ou l’epaisseur du mur assez faible, les murs etaient suffisamment chauds pour que la vapeur n’ait pas l’occasion de se condenser (Bomberg, et al., 2002). L’amelioration de l’isolation et la democratisation de l’usage du parevapeur ont refroidi les murs et ralenti les exfiltrations, ce qui a fait surgir de problemes d’humidite (Greig, 1922; Handegord, 1960). La continuite des couches de controle (pare-air, isolation, pare-vapeur) est importante pour que le mur soit fonctionnel (Lstiburek, 2007).

Table des matières

Resume
Abstract
Tables des matieres
Liste des tableaux
Liste des figures
Remerciements
Avant-propos
Introduction
Chapitre 1
1.1. Revue de litterature
1.1.1. Le marche de la construction
1.1.2. Specificites du climat nordique
1.1.3. Le materiau CLT
1.1.4. Le systeme constructif en CLT
1.1.5. L’enveloppe du batiment
1.1.6. La performance energetique et durabilite du systeme constructif en CLT
1.1.7. L’experimentation
1.1.8. Les simulations hygrothermiques
1.2. Objectif
1.2.1. Objectif general
1.2.2. Objectifs specifiques
1.3. Sommaire methodologique
1.3.1. Experimentations
1.3.2. Simulations
1.3.3. Logiciels utilises
1.3.4. Parametres utilises pour la simulation
Chapitre 2
2.Modeling the Impact of Assembly Tolerances Regarding Air Leaks on the
2.1. Energy Efficiency and Durability of a Cross-laminated Timber Structure
2.1.1. Resume
2.1.2. Abstract
2.1.3. Introduction
2.1.4. Materials and Methods
2.1.5. Results and Discussion
2.1.6. Conclusion
Conclusion
Bibliographie

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