Charpente: dimensionnement solives

[Seb_c_bien]

Bonjour à tous,

J'espère qu'il y a des experts en charpente parmi vous!

Je suis entrain de rénover une maison de 1965.
Comme je vais devoir travailler intensivement sur le toit dans un futur proche (sous-couverture Eternit et tuiles Eternit à éliminer et remplacer), je trouvais dommage de passer à coté de l'occasion d'étudier la possibilité d'ajouter un étage supplémentaire en ossature bois.
En analysant le solivage existant des plafonds j'ai été un peu surpris. La portée est d'environ 4m, l'entraxe entre les solives est de 0.6m et la section des poutres n'est que de 80/160.
Si je me réfère aux tables pour la construction en bois https://issuu.com/lignum/docs/tcb1?mode ... doublePage pour des surfaces d'habitation cat. A1 avec plancher en construction légère je devrais au moins avoir une section de 120/200 voire 180/200 avec un plancher de construction lourd.

Pensez-vous que ce sont les normes qui étaient moins contraignantes à l'époque?
Ou que ces poutres ont été simplement dimensionnées pour le grenier qui est au dessus (il y a tout de même une chape en béton de 10cm coulée par dessus) d'où une charge moins lourde que dans une habitation avec charges d'exploitation?

Est-il possible d'augmenter les sections résistantes des poutres en les doublant? Ou est-il plus efficient de construire un nouveau solivage par dessus l'ancien?

Merci d'avance pour vos réponses!

[Unpapa]

Je partirai du principe que le dimensionnement a été fait pour des combles, et donc plus léger.

Quand tu parles de doubler les solives, est-ce que tu veux dire empiler par dessus? Ou démolir la chappe et intercaler de nouvelles solives entre les anciennes?

Pour la 1ère option, il n'est pas possible d'additionner, à moins de trouver un moyen pour qu'ancienne et nouvelle structures travaillent ensemble.

Pour la 2ème option, plus compliqué car démolition requise, et il n'y a pas que la section des poutres qui compte, mais surtout leur hauteur (voir le concept de hauteur statique).

J'ai un peu exploré le sujet des surélévations tout récemment, et j'ai vu que dans des cas de figure proche en France, ils posent simplement des poutres-treillis à la place des fermettes pour supporter le nouveau plancher. Par contre cela consomme une certaine hauteur.

[Seb_c_bien]

Salut Unpapa,

Merci pour ta réponse!
C'est l’hypothèse que je privilégiais également. Mais je n'ai pas trouvé de tabelle spécifique aux planchers de greniers dans le Lignum.
Bon il faut dire que la construction de cette maison date de bien avant cette publication.
Par doubler les solives, j'entendais par démolir la chape et le plancher (pas le choix) qui sont montés au dessus des solives et poser de nouvelles solives par dessus. Les solives actuelles sont à fleur du haut des murs de façade.
Comme on travaille en flexion, on a meilleur temps de doubler la hauteur que la largeur. Moment quadratique I = b*h^3 /12.
Avec la charge par dessus, je pense que les 2 solives n'auront pas d'autre choix que de travailler ensemble, même si elles ne sont pas totalement solidaires entre elles. Mais j'ignore si ça se fait et comment ça se fait "dans les règles de l'art" d'un charpentier.

[Unpapa]

On ne peut pas juste empiler des solives les unes sur les autres, juste de la friction ne suffira pas pour distribuer la flexion. Pour faire une analogie un peu extrême, une plaque de carton épais ne se comporte pas de la même façon qu'un bloc de papier de même épaisseur, en particulier en flexion.

Pour que cela fonctionne il faudrait rendre parfaitement solidaires anciennes et nouvelles solives sans compromettre leur solidité, et le tout sur site, donc des conditions pas idéales. Une rapide recherche indique que c'est plutôt déconseillé.

En revanche, ce qui est envisageable, mais à faire valider par un ingénieur, serait de réaliser une dalle mixte bois-béton :
-démolir la chape
-réutiliser ou refaire le coffrage perdu entre les solives
-garnir les solives de vis spéciales qui vont les solidariser avec le béton (ex : SFS VB)
-poser un treillis d'armature supérieure
-couler le béton
A noter que ce système peut avoir besoin d'un étayage, le temps que le béton termine sa prise et devienne suffisamment résistant à la compression pour travailler comme un tout avec la partie bois (qui elle travaillera uniquement en traction). Bien entendu un inconvénient est qu'il ne s'agit pas d'un chantier sec. En revanche on gagne en isolation phonique.

Si tu préfères rester sur un chantier sec, une possibilité serait de mettre de nouvelles solives intercalées entre les anciennes, de hauteur statique suffisante pour fonctionner par elle-même ou en association. Il y a aussi les planchers en lamellé cloué mais probablement trop compliqué sans démonter l'existant.

[Unpapa]

Papier intéressant:

https://www.google.com/url?sa=t&source= ... vlX22FjDmC

Il est possible que tu sois déjà en présence d'une dalle mixte bois-béton, la technique existant depuis la 2ème Guerre. Mais pour le déterminer il faudrait probablement une expertise (sondage ou mesure de flexion?).

À noter que le papier mentionne :

Les sections composées existent depuis très longtemps dans la construction en bois.
Avant l’apparition des sections en bois lamellé-collé, les dimensions des sections équarries
ont toujours été limitées par la taille des grumes.
Afin d’obtenir des éléments de section importantes, les constructeurs assemblaient
plusieurs éléments les uns sur les autres.
Cependant, deux éléments juxtaposés verticalement ne se comportent efficacement que
s’il existe une bonne liaison entre les deux. Les constructeurs ont donc développés diffé-
rents moyens de connexion. Le sommier à clé est un exemple de ces éléments composés
qui remontent au moyen-âge
Peu avant la seconde guerre mondiale apparurent les premières dalles mixtes bois-béton.
En 1939, le suisse Otto Schub déposa un brevet concernant un système de connexion
pour les dalles mixtes.

Donc pas impossible de superposer des solives, mais comme mentionné avant ça implique de très bien les lier, car comme pour une dalle mixte la zone centrale est la plus faible et doit bien reprendre le cisaillement.

[Seb_c_bien]

Salut Unpapa,

Merci pour tes réponses détaillées. C'est top!
Très intéressant cette technique de plancher mixte avec les vis SFS. Je ne connaissais pas.
Je sais pas par contre si c'est facile de mettre ça en œuvre en autoconstruction (même si le calcul est assuré par SFS).
Mais si la dalle reprend les efforts de compression et les solives les efforts de traction dû à la flexion, c'est quand même les solives qui vont prendre tous les efforts de cisaillement de l'ensemble. Est-ce que ça doit se contrôler ou est ce que c'est généralement négligeable par rapport aux efforts de traction?

"Il est possible que tu sois déjà en présence d'une dalle mixte bois-béton, la technique existant depuis la 2ème Guerre. Mais pour le déterminer il faudrait probablement une expertise" Ou un simple détecteur de métaux. Je vais aller vois si j'arrive à détecter des vis dans cette dalle.

[Unpapa]

Salut Unpapa,

Merci pour tes réponses détaillées. C'est top!
Très intéressant cette technique de plancher mixte avec les vis SFS. Je ne connaissais pas.
Je sais pas par contre si c'est facile de mettre ça en œuvre en autoconstruction (même si le calcul est assuré par SFS).
Mais si la dalle reprend les efforts de compression et les solives les efforts de traction dû à la flexion, c'est quand même les solives qui vont prendre tous les efforts de cisaillement de l'ensemble. Est-ce que ça doit se contrôler ou est ce que c'est généralement négligeable par rapport aux efforts de traction?

"Il est possible que tu sois déjà en présence d'une dalle mixte bois-béton, la technique existant depuis la 2ème Guerre. Mais pour le déterminer il faudrait probablement une expertise" Ou un simple détecteur de métaux. Je vais aller vois si j'arrive à détecter des vis dans cette dalle.

Non pour le cisaillement la partie la plus critique sera justement entre le béton et le bois, car le principe constructif est d'avoir le bois en bas pour reprendre la flexion, et le béton en haut pour reprendre la compression, mais le point crucial reste la discontinuité entre les deux

Pour visualiser le cisaillement, prend un simple bloc de feuilles papier :
-si tu plie le bloc de feuilles (ou essaie de le faire tenir sur deux appuis comme une dalle), tu verra qu'aux extrémités les feuilles se décalent les unes par rapport aux autres, le cisaillement c'est ça (avec une résistance quasi nulle).
-si tu fais subir le même traitement au fond en carton du bloc, tu verra qu'il est beaucoup plus rigide, car il n'y a pas de discontinuités en son sein.

Pas une mauvais idée le détecteur de métaux, mais si il y a un treillis d'armature ça sera dur de mettre en évidence des vis.

Après pour les systèmes de dalles mixtes, SFS n'est qu'un exemple, il y a d'autres fabricants également.