L'effondrement spectaculaire d'une ancienne grange, dû à un gitage défectueux, souligne l'importance capitale de ce système dans la stabilité des constructions bois. Inversement, une charpente moderne, conçue avec un gitage optimisé, résiste efficacement aux contraintes, garantissant sécurité et longévité.
Le gitage, ensemble de pièces de bois (poutres, solives, etc.) disposées horizontalement, verticalement ou diagonalement, assure la résistance et la stabilité d'une structure. Utilisé en bois massif ou lamellé-collé, son choix impacte directement les performances de la construction. Nous analyserons son rôle primordial dans la solidité et la durabilité des bâtiments en bois.
Résistance du bois et importance du gitage
Pour comprendre le rôle du gitage, il faut connaître les propriétés mécaniques du bois. Matériau anisotrope, sa résistance varie selon l'orientation des fibres. La compression parallèle aux fibres est bien supérieure à la résistance à la traction ou au cisaillement.
Propriétés mécaniques du bois et classes de résistance
- Résistance à la compression (parallèle aux fibres) : jusqu'à 60 MPa pour certaines essences de classe de résistance C24.
- Résistance à la traction (parallèle aux fibres) : significativement inférieure, de 5 à 25 MPa selon l'essence et la classe (C14, C16, C18, C24).
- Résistance au cisaillement : variable, dépendant de l'essence, de l'orientation des fibres et de l'humidité.
- Module d'élasticité (E) : paramètre essentiel pour le calcul de la flexion et des déformations. Il varie de 8 à 14 GPa pour le bois de résineux.
Contraintes sur les structures en bois : charges et efforts
Une structure bois subit diverses contraintes : charges permanentes (poids propre, cloisons, finitions), charges variables (mobilier, occupants), charges accidentelles (neige, vent, séisme). Le gitage doit gérer ces charges et efforts. Une maison de 150m² peut supporter une charge permanente de plus de 100 tonnes.
Répartition des contraintes grâce au gitage
Le gitage répartit efficacement les charges. Des gîtes bien espacés et dimensionnés répartissent les contraintes sur une surface plus large, évitant la concentration de contraintes aux points faibles. Le gitage horizontal, par exemple, transfère les charges du plancher vers les murs porteurs.
L'espacement optimal des solives, par exemple, dépend de leur portée et de la charge à supporter. Pour une portée de 4 mètres et une charge de 500 kg/m², un espacement de 60 cm peut être adéquat, mais ce calcul nécessite une analyse approfondie selon les normes en vigueur.
Interaction gitage/éléments de structure
L'efficacité du gitage repose sur l'interaction avec les autres éléments : poteaux, poutres, murs. Des assemblages précis (clouage, boulonnage, tenons-mortaises) garantissent une transmission optimale des forces et évitent glissement et déformation. L’utilisation de connecteurs métalliques améliore la solidité des assemblages de 20 à 30%.
Types de gitage et applications
Le choix du type de gitage dépend de la structure, des charges et des contraintes. Plusieurs configurations existent, chacune avec ses avantages et inconvénients.
Gitage horizontal : planchers et toitures
Le gitage horizontal, pour planchers et toitures, répartit les charges sur les murs porteurs. L'espacement optimal des gîtes (solives, poutres) est crucial. Un espacement trop grand provoque des fléchissements; trop faible, il est coûteux et inutile. Pour une charpente traditionnelle, l'espacement des chevrons est généralement de 60cm à 80cm.
Gitage vertical : murs et poteaux
Le gitage vertical renforce la rigidité des murs et des poteaux, résistant aux efforts de compression. Combiné à un contreventement, il assure une stabilité optimale, surtout contre le vent. Les poteaux verticaux sont souvent espacés de 1,20 m à 1,50 m.
Gitage diagonal ou en croix : structures complexes
Dans des structures complexes (charpentes traditionnelles), un gitage diagonal ou en croix optimise la redistribution des charges et crée des points d'appui solides. Il améliore considérablement la stabilité générale de la construction. Le gitage en croix permet de réduire les efforts de flexion dans les poutres.
Assemblages et influence sur le gitage
Des assemblages solides sont vitaux. Le clouage, le boulonnage, les assemblages traditionnels (tenons-mortaises) impactent directement la solidité. Un mauvais assemblage peut compromettre le gitage entier. L'utilisation de colle structurale améliore considérablement la résistance des assemblages.
Innovations : connecteurs métalliques et logiciels
Les connecteurs métalliques renforcent les assemblages et optimisent le gitage. Les logiciels de calcul de structure assistent la conception, garantissant une optimisation précise et sécurisée. Ces logiciels permettent de simuler les contraintes et de dimensionner précisément les éléments de gitage.
Dimensionnement du gitage : calculs et normes
Le dimensionnement correct garantit sécurité et durabilité. Il faut se référer aux normes et réglementations en vigueur.
Normes et réglementations : eurocodes
Les Eurocodes (EN 1995) définissent les règles de calcul et de dimensionnement des structures en bois, tenant compte des classes de résistance du bois et des charges.
Facteurs influant sur le dimensionnement
Plusieurs facteurs sont à considérer : essence et classe de résistance du bois, portée des gîtes, charges (permanentes et variables), conditions climatiques (neige, vent). Le type d'assemblage influence aussi le dimensionnement.
Méthodes de calcul simplifiées
Des méthodes simplifiées permettent une estimation rapide des dimensions. Elles servent de base avant un calcul précis avec des logiciels spécialisés.
Logiciels de calcul de structures
Des logiciels sophistiqués permettent une analyse précise des contraintes et un dimensionnement optimisé du gitage. Ils offrent une sécurité accrue dans la conception de structures complexes.
Défauts de gitage : conséquences et prévention
Des erreurs de conception ou de mise en œuvre peuvent avoir des conséquences graves.
Défauts courants
- Espacement incorrect des gîtes
- Assemblages défectueux
- Bois de mauvaise qualité ou non conforme aux normes
- Sous-dimensionnement des éléments de gitage
Conséquences des défauts
Les défauts conduisent à des fissures, déformations, voire un effondrement. Une maison mal gîtée peut subir des dommages considérables, voire s'effondrer partiellement ou totalement, mettant en danger les occupants.
Inspection, maintenance et prévention
Des inspections régulières sont cruciales pour détecter les défauts. Une maintenance appropriée (traitement du bois, réparation des assemblages) prolonge la durée de vie de la structure et assure la sécurité à long terme. Une inspection tous les 10 ans est recommandée.
Le gitage est un élément vital des constructions bois. Une attention rigoureuse à sa conception, son dimensionnement et sa mise en œuvre est primordiale pour la sécurité et la pérennité de la structure.