L’Ossature Bois : principe constructif et calculs thermiques

15.07.2009

Pourquoi construire en ossature bois ? Pour plusieurs raisons : construire écologique, sain et performant. De plus, les constructions bois sont des constructions très rapides, ce qui peut être un sérieux avantage financier.

Différents principes constructifs existent pour les constructions en ossature bois. Les différences majeures résident dans les isolants à l’intérieur de l’ossature et les "éventuels" isolants extérieurs utilisés mais aussi et surtout dans la qualité de mise en œuvre de l’ensemble.

Il sera décrit ci-dessous le principe constructif mis en œuvre dans notre cas.
Deux aspects extérieurs sont utilisés : certaines façades en bardage Infinéo blanc cassé (épicéa du nord aspect brossé) et les autres en enduit traditionnel aspect gratté.

Le choix des isolants a été fait en fonction de leur composition (produit naturel et recyclable) et de leurs performances thermiques.
Les explications concernant les calculs exposés ci-dessous ne sont pas approfondies car de très bons sites existent sur le net et notamment celui-ci.

Pour les murs, les choix sont donc les suivants :
- dans l’ossature : 120 millimètres d’ISONAT+ densité 55kg/m3 (isolant naturel 100% recyclable composé de fibres végétales : 30% de fibres de chanvre, 55% de fibres de bois, 15% de fibres textiles) > lambda = 0.038 W/(m.K) [ certificat ACERMI n°09/116/592 ]
- en pose extérieure : 40 millimètres d’AGEPAN THD (isolant compact en fibre de bois) ; il fait office de pare-pluie mural et de complément d’isolation thermique et acoustique > lambda = 0.047 W/(m.K)

Pour la toiture, les choix sont les suivants :
- entre les chevrons : 240 millimètres d’ISONAT+ densité 55kg/m3
- en pose extérieure : 22 millimètres d’AGEPAN UDP (isolant compact en fibre de bois) ; il fait office de pare-pluie, d’écran de sous-toiture multifonction et de complément d’isolation thermique et acoustique > lambda = 0.051 W/(m.K)

Le pare-air / pare-vapeur utilisé à l'intérieur pour les murs et la toiture est du Delta-Reflex.

Traitements des points singuliers :

La première étape de la construction consiste à poser une lisse à l’emplacement des murs extérieurs et des murs de refends. Cette lisse sert de support pour les murs bois et permet également de réaliser un plan de référence de même niveau, corrigeant ainsi les irrégularités de la dalle. Les écarts de quelques millimètres sont comblé à l’aide de mortier de scellement Clavex.
Avant la pose de la première lisse, un feutre bitumeux est intercalé entre celle-ci et la dalle afin d’éviter toute remontée d’humidité dans le bois par capillarité.
Les murs sont alors posés sur cette lisse et le tout est vissé dans la dalle béton.
Côté extérieur, il est conseillé de garder un espacement minimum de 20 à 30 cm entre le bas de l’ossature et la terre afin d’éviter les contaminations par insectes xylophages.

La liaison entre les murs et la toiture se fait comme indiqué sur le schéma ci-dessous :

Les angles des murs sortant et rentrant, ainsi que certains points comportant des descentes de charges importantes, sont renforcés à l’aide de poteaux en bois massif contre-collés.

Calculs thermiques :

Pour les calculs ci-dessous, les hypothèses sont :
- intérieur : T° = 20°C / hygrométrie = 60% (environ 8,7g d'eau par kg d'air sec)
- extérieur : T° = -5°C / hygrométrie = 90% (environ 2,3g d'eau par kg d'air sec)

Les formules utilisées pour ces calculs sont les suivantes :
- flux thermique [W/m²] > Φ = (1 / R_total) × (Tint - Text)
- quantité de vapeur d’eau diffusée [mg/m².h] > g = ΔPi / (∑Rd)

Pour plus de détails, voir ici.

1/ murs avec bardage :

Les calculs ci-dessus donnent le diagramme de diffusion de la vapeur d'eau (diagramme de Glaser) suivant :

On voit très bien grâce à ce diagramme qu'il n'y a pas de risque de condensation dans les murs, la courbe de pression réelle aux interfaces étant inférieure et sans la couper à la courbe de pression de vapeur saturante.

Le déphasage calculé est de 8.4 h (pour plus de détails, voir ici).

2/ murs avec enduit :

Le déphasage calculé est de 7.3 h (pour plus de détails, voir ici).

3/ toiture :

Le déphasage calculé est de 10.3 h (pour plus de détails, voir ici).

Synthèse des performances :