Assemblages sur les chantiers hybrides : vis pour bois-bois, bois-acier, et bois-béton.

Un chantier hybride représente l'évolution intelligente de la construction moderne, où différents matériaux structurels - tels que le bois, l'acier et le béton - travaillent en synergie, chacun exploitant ses propres points forts.
Imaginez un orchestre où chaque instrument apporte son propre son distinctif : de la même manière, dans une structure hybride, chaque matériau apporte ses propriétés mécaniques spécifiques pour créer un système de construction optimisé.

La clé du succès réside dans la distribution stratégique des matériaux. Prenons l'exemple d'un bâtiment à plusieurs étages : des poteaux en béton armé au rez-de-chaussée assurent la stabilité et la résistance aux charges verticales élevées. À partir du premier étage, une structure porteuse en bois lamellé-collé offre légèreté et d’excellentes performances antisismiques, tandis que des poutres en acier sont utilisées de manière stratégique pour couvrir de grandes portées ou créer d'importants porte-à-faux architecturaux. Les planchers peuvent être réalisés avec un système mixte bois-béton, où la dalle collaborante en béton augmente la rigidité, tandis que la structure en bois sous-jacente maintient la légèreté globale.

Le véritable défi d'ingénierie réside dans les zones d'interface entre les différents matériaux : ces nœuds critiques nécessitent une attention de conception particulière pour gérer la transmission des forces entre des éléments aux rigidités très différentes (par exemple entre le bois et le ciment).

La conception de ces détails de construction nécessite une compréhension approfondie du comportement des matériaux, et en particulier des assemblages.

Grâce à une étude minutieuse des interfaces chez Rothoblaas, nous avons défini une gamme de vis à bois, vis pour bois-béton, vis pour bois-acier qui garantissent que la structure hybride fonctionne comme un système unitaire, optimisant les performances de chaque matériau et garantissant la durabilité dans le temps.

Vis à bois, l’assemblage bois-bois peut également être hybride lorsque des bois durs et des bois tendres se rencontrent.

Lorsqu'un bois dur, comme le chêne-rouvre, le chêne commun ou le hêtre, rencontre un bois tendre comme le sapin, l’assemblage nécessite des vis à bois spécifiques pour supporter des densités qui peuvent être le triple l'une de l'autre entre les différents matériaux.

Les vis de la série HARDWOOD (LBS HARDWOOD, HBS HARDWOOD, et VGZ HARDWOOD) représentent une évolution dans ce sens.
Ces vis à bois ont été redessinées dans tous leurs composants - de la géométrie de la tête au diamètre du noyau, du pas du filetage à la configuration de la pointe - pour optimiser la pénétration dans les bois de haute densité.
Le résultat est concret : elles parviennent à créer des assemblages efficaces sans pré-perçage, même dans des bois d'une densité supérieure à 500 kg/m³, en simplifiant les opérations de construction.

Un autre aspect distinctif de ces vis pour des bois particulièrement denses réside dans leur documentation technique. Les fiches techniques fournissent des valeurs certifiées de résistance à l'extraction (ATE) pour des essences de bois durs spécifiques - tels que le chêne-rouvre, le hêtre et le chêne commun - et de bois durs d'ingénierie, tels que le micro-lamellé de hêtre, connu dans le monde germanophone sous le nom de BauBuche et dans le monde anglo-saxon sous le nom de BeechLVL, et le Plywood, un niveau de détail rarement disponible sur le marché.

Cela permet aux concepteurs d'optimiser les assemblages avec une précision technique, en adaptant le dimensionnement aux caractéristiques spécifiques de chaque essence de bois.

Un avantage pour la technique mais aussi pour l'environnement : en permettant l'utilisation efficace de bois locaux, la dépendance à l'égard du « bois mondial » (principalement le pin et le sapin) est surmontée et de nouvelles possibilités de chaînes d'approvisionnement courtes et durables s'ouvrent. La possibilité d'utiliser des bois du territoire réduit l'impact environnemental des transports et valorise les ressources forestières locales, contribuant ainsi à une gestion plus rationnelle du patrimoine forestier.

Bois et acier : choisir la bonne vis

Lorsque le bois et l'acier se rencontrent, différentes situations peuvent se présenter. S'il faut choisir la bonne vis, par exemple, pour un assemblage bois-métal entre bois dur et acier, la gamme de vis à bois HARDWOOD vient une fois de plus à l'aide du concepteur. Conçue pour des assemblages avec des éléments métalliques tels que les plaques perforées, également de haute technologie comme RING et RADIAL, la série HARDWOOD se prête également à des situations plus courantes, telles que des structures en steel framing légères ou lourdes.

Dans le cas des plaques en acier également réalisées sur mesure pour les grands et moyens chantiers, qui peuvent donc avoir des épaisseurs plus larges, le choix peut se porter sur la nouvelle version de HBS PLATE, plus robuste, plus résistante et plus rigide.

Le défi de percer le métal : vis et broches autoforeuses

Face à un assemblage bois-métal-bois, la broche SBD émerge comme la solution d'assemblage de référence. Cette fixation, techniquement plus avancée par rapport aux alternatives du marché grâce à sa nouvelle pointe chanfreinée, garantit des performances structurelles optimales avec des temps d'installation réduits d'un tiers par rapport aux précédents et à ceux des systèmes traditionnels avec pré-perçage.

Par rapport aux solutions avec des résines adhésives telles que XEPOX, qui, bien que très efficaces, nécessitent des temps de durcissement et des contrôles rigoureux de la température d'application, le système SBD offre des avantages opérationnels significatifs. Sa nature à sec facilite le remontage et la standardisation des processus, aspects particulièrement pertinents dans les assemblages entre poteaux en acier et poutres en bois, pour lesquels une insertion rapide réduit les temps de construction.

Toujours à propos des assemblages métal-bois, HUS, la rondelle tournée de Rothoblaas, permet une parfaite compatibilité des vis à tête fraisée avec les plaques métalliques à trous cylindriques (évitant ainsi le perçage de trous fraisés, plus coûteux) tout en augmentant la résistance axiale dans les assemblages bois-bois. La version HUS 15° est particulièrement indiquée dans toutes les installations où il est normalement nécessaire de faire des pieds et des mains pour obtenir la bonne inclinaison.
Il s'agit d'une solution intermédiaire entre sa grande sœur VGU 45° et la HUS standard, qui permet d'insérer des vis dans des endroits peu pratiques comme, par exemple, dans les coins où l'utilisation d'une perceuse peut s'avérer difficile pour une installation parfaite, ou dans les assemblages entre les planchers en CLT et les profilés en acier (IPE ou HE) de taille intermédiaire qui ne permettent pas le pré-perçage avec une rallonge ou l'accès avec une perceuse. L'angle de 15 degrés offert par HUS 15 résout ces problèmes critiques de manière pratique. Le système peut être successivement stabilisé par un adhésif annulaire appliqué autour de la rondelle, garantissant une installation fiable même dans ces situations peu pratiques.

Assemblages bois-béton : planchers collaborants et plus encore

Dans les planchers collaborants bois-béton, où il est nécessaire de joindre le ciment et le bois, le connecteur CTC représente une solution technique optimisée pour les interventions de moyenne envergure et de réhabilitation structurelle.
CTC se distingue par sa polyvalence d'application sur tout type de bois, aussi bien massif que d'ingénierie, et par sa simplicité opérationnelle : l'installation à sec, qui ne nécessite pas de résines ou de tiges supplémentaires, est réalisée par l'insertion de vis en rangée, créant un assemblage efficace entre la dalle de béton et la structure en bois sous-jacente.

La certification technique de CTC (ATE-19/0244) comprend des valeurs de performance calculées pour différents types de planchers en bois et en béton, du bois massif au CLT, du béton ordinaire C20/25 aux mélanges légers, offrant de multiples combinaisons de construction.
Le système permet également l'intégration de couches insonorisantes telles que SILENT FLOOR pour l'isolation acoustique, tandis que le module dédié aux planchers bois-ciment sur MYproject facilite le calcul des assemblages entre le ciment et le bois.

L'innovation TC FUSION représente en revanche l’évolution technologique pour les assemblages bois-ciment avec un plus grand engagement structurel.

Ce système a été développé pour réaliser des assemblages à moment entre les planchers en bois, en s'inspirant des principes de la construction en béton armé et en les adaptant à la conception des structures en bois, dans le but de garantir une transmission efficace des efforts entre le bois et le béton.

Le résultat est un système particulièrement adapté au système de construction poteau-poutre, où il permet de rétablir le moment des planchers.

La certification étendue des valeurs de résistance à l'arrachement des vis offre au concepteur une grande liberté de composition dans la conception des planchers en bois et en béton, soutenue par un modèle d'utilisation unifié et spécifiquement testé pour l'interface bois-ciment.
Le résultat est un système particulièrement efficace tant pour les assemblages où la résistance axiale des vis est utilisée, comme dans les jonctions de type hold-down, tant pour les assemblages mur-mur et plancher-mur.

Ces solutions techniques répondent efficacement aux différents besoins de fixation du bois au ciment, en offrant une alternative efficace dans la création de jonctions entre des éléments collaborants, tant dans la conception de nouveaux bâtiments que dans les interventions de réhabilitation structurelle.

Le futur des vis est hybride.

Des systèmes d'assemblage bois-bois avec la technologie HARDWOOD, aux solutions pour les interfaces métal-bois telles que SBD et HUS, jusqu'aux connecteurs de plancher bois-béton CTC et TC FUSION, chacune des solutions présentées a été développée pour optimiser les performances et la facilité d'installation dans les jonctions hybrides : les vis à bois sont sans aucun doute le présent mais la gamme de solutions pour le chantier hybride représente le futur, car elle permet aux concepteurs d'explorer de nouvelles possibilités de construction, en garantissant toujours une fiabilité maximale grâce aux certifications et aux valeurs de résistance testées.

Pour en savoir plus sur toutes les possibilités offertes par ces connecteurs, visitez la section vis à bois de Rothoblaas : https://www.rothoblaas.fr/produits/fixation/vis