Poutres bois de plancher entaillées

> les entailles sont réalisées sans congé (*) en fond de taille : l'arête en fond de taille est vive, 

> des fissures au droit des angles droits formés par chaque entaille, apparaissent à différents endroits, 

> des fissures apparaissent également au voisinage de la fibre neutre de la poutre,

> une des poutres porteuses de solivage, fléchit de manière importante, présentant un jeu nettement visible entre le plancher et la face supérieure de ladite poutre. 

Le bois de chêne, était " vert " (non sec) au moment de sa mise en œuvre

(*) : congé = forme arrondie destinées à adoucir un angle, de sorte à limiter les concentrations de contraintes.

 A priori, les causes ne sont pas directement visibles, d'où la nécessité de procéder à une vérification par le calcul des structures, mais également par calcul des retraits du bois.

Les causes à l'origine des désordres peuvent être, séparément, ou par conjugaison :

> manque de résistance du bois au droit des entailles, notamment du fait des concentrations de contraintes engendrées par le fait d'entailler une section de bois de la sorte, sans congés

> bois vert, non sec au moment de sa mise en œuvre, ayant subi une ambiance sèche depuis environ un an (condition de service de type 1 selon l'Eurocode 5), de par la destination : habitation, ambiance chauffée, sans humidité importante.

En effet, le séchage du bois vert en service, engendre :

- des déformations accentuées par rapport à un bois sec : cf. notion de fluage (déformation accentuée et plus rapide pour un bois vert que pour un bois sec, sur le long terme),

- des fissures par contraintes de type traction perpendiculaire au fil du bois, notamment pour les grosses sections.

Ces deux facteurs jouent simultanément dans notre cas.

Les désordres sont importants :

 > risque de ruine manifeste,

 > déformations multiples sur les ouvrages portés : huisseries, etc. empêchant leur bon fonctionnement.

 Les résultats de calculs (cf. pages suivantes) montrent que :

 1 - les entailles de la poutre porteuse de solivage soumise à une flexion causée par des charges permanentes et d'exploitation (non pondérées dans les calculs), engendrent des contraintes dépassant la résistance locale du bois au droit des fonds d'entailles,  

 2 - les retraits du bois, selon les zones (sections de bois pleines et sections de bois entaillées), engendrent également des phénomènes de fissurations importantes, et surtout une zone de traction perpendiculaire au fil du bois dans les zones entaillées,

 3 - les deux actions décrites précédemment, conjuguées  :

concentration de contraintes de flexion

+

contraintes de traction perpendiculaire au fil du bois

localisées aux angles des entailles

ne peuvent que provoquer les désordres constatés.

Des mesures de sauvegardes conservatoires et temporaires doivent être mise en place immédiatement, afin d'apporter la sécuriser aux personnes et aux biens environnant dans la période de l'attente de confortement de l'ensemble des ouvrages.

Les poutres doivent être changées.

Principe et théorie à la base des calculs

Les hypothèses techniques suivantes sont réputées satisfaites :

> le bois est droit de fil, sans défaut, selon l'annexe B de la norme NF B 52 001 : classement visuel D30

pour les solives et les poutres porteuses.

> les entailles sur poutre porteuse, sont plus larges que la section des solives, au moment de leur mise en œuvre (jeu de pose et de retrait du bois), ce qui signifie que les solives ne contraignent pas la section de la poutre porteuse d'une quelconque manière.

> les entailles ne sont pas réalisées au droit d'un défaut, même si le défaut est acceptable selon la norme NF B 52 001 .../...

 Il est à noter que le retrait est en facteur aggravant la fissuration du bois au droit d'une entaille.

Calculs : principes

 >> vérification de la poutre porteuse sur salon :

- charges réelles sans pondération ELU (  Y g = 1 ; Y q = 1 )  
- charges normatives sans pondération ELU ( Y g = 1 ; Y q = 1 )   

ces deux cas permettant d'avoir une idée précise de la réalité (sans pondérer (sans majorer) les charges - cas 1) et du maximal pouvant survenir selon les préconisations des Eurocodes (cas 2).

>> concentrations de contraintes : elles sont par définition localisées au droit de chaque angle droit formé par l'entaille. >> estimation du retrait du bois entre sa mise en œuvre et son état sec à terme (à ce jour ou à terme).

Calculs : détails

cf. fichier pdf à télécharger.

Illustration des retraits

La section pleine de la poutre ayant un élancement " nul " (rapport hauteur / largeur = 1), le bois de cœur étant vraisemblablement au centre de la section pleine, le retrait tangentiel est prédominant, quelque soit l'orientation de la section pleine.

Illustration des contraintes engendrées par retrait différentiel entre section pleine et section entaillée :

légende :

> triangles gris = retraits tangentiel       > flèches noires = retraits radiaux.

Conséquences des retraits - conclusion

De par la configuration des cernes pour les sections pleines et entaillées,

on constate que :

> les retraits tangentiels sont globalement plus importants pour une section pleine qu'entaillée

> les retraits radiaux sont orientés et positionnés différemment entre les sections pleines et entaillées

> le gradient d'HR (Humidité Relative) du bois varie fortement entre une section pleine et une section entaillée :

- la section pleine sèchera plus lentement que la section entaillée,

sachant que les sections pleines sont d'une longueur de 500 - 100 = 400 mm et les sections entaillées d'une longueur de 100 mm.

La conséquence directe de cette configuration macroscopique du bois, sans tenir compte des défauts du bois constatés au voisinage de certaines zones du bois entaillées, est un différentiel des efforts internes dus aux retraits, provoquant une traction perpendiculaire des fibres du bois dans les zones de transition " section pleine / section entaillée " :

Le fond d'entaille étant situé à 180 mm de la face inférieure de la poutre,

l'axe des contraintes de cisaillement causées par l'effort tranchant, étant situé à 140 mm de la face inférieure de la poutre, pour les sections pleines (représentant 80% de la longueur de la poutre contre 20% pour les sections entaillées),

on peut en conclure que le phénomène de retrait joue un rôle tout aussi important que les concentrations de contraintes causées par la flexion de la poutre au droit des entailles.

Budget expertise " poutre simple "

de 900  à  1  500  € TTC

paramètres de variation du prix :

> déplacement  ( néant si expertise sur photographies, sous conditions strictes )

> complexité du calcul des charges sur la poutre

Voir notre page tarifs.