Concevoir avec le CLT nécessite une stratégie réfléchie en matière de résistance à l'humidité

Risques, choix de conception et stratégies de chantier pour les projets CLT résistants à l'humidité

Le bois lamellé-croisé (CLT) s'est imposé au niveau international comme une alternative à part entière au béton et à la brique. Grâce aux couches de bois lamellé-croisé, les panneaux CLT sont considérablement plus rigides et plus stables que les constructions à ossature bois classiques, ce qui permet également de construire des bâtiments de plus grande taille, tels que des bureaux, des hôpitaux ou des immeubles d'habitation. En même temps, la construction en bois massif exige une gestion prudente de l'humidité, en particulier dans le climat pluvieux de la Belgique.

Les panneaux CLT sont préfabriqués dans des conditions sèches et contrôlées. Cela permet d'obtenir des éléments précis au millimètre près, qui peuvent être assemblés rapidement sur le chantier. Contrairement aux méthodes traditionnelles de construction humide, il n'est pas nécessaire d'attendre que le béton ou le mortier durcisse, ce qui permet de réaliser les projets plus rapidement et avec moins de main-d'œuvre.

Sur le papier, le CLT semble être le matériau de construction de l'avenir: durable, polyvalent et performant. Pourtant, de nombreux partenaires de la construction en Belgique se méfient encore de cette méthode de construction.

Les dégâts causés par le CLT sont rarement dus au climat, mais bien plus souvent à la conception et à l'exécution

CLT et humidité: un équilibre délicat

Le bois est un matériau hygroscopique: il absorbe et libère l'humidité de son environnement. Cette propriété peut avoir un impact positif sur le climat intérieur, car le bois agit comme un tampon naturel contre l'humidité, ce qui favorise le confort de l'utilisateur.

Dans le même temps, l'humidité représente également une vulnérabilité importante. Lorsque le bois reste humide pendant de longues périodes, il peut être affecté par la moisissure ou la pourriture. Ce risque est particulièrement présent au niveau des parties terminales du bois ou des pénétrations, où l'humidité pénètre plus facilement.

La construction en bois massif - comme le CLT - présente un aspect supplémentaire. Par rapport à la construction à ossature bois, il y a moins de surface de séchage disponible pour libérer l'humidité absorbée, alors qu'il y a plus de bois de bout libre pour l'absorption de l'humidité. Par conséquent, l'humidité peut s'accumuler localement. Une humidification prolongée peut alors entraîner toute une série de problèmes: des retards de chantier à la dégradation structurelle du matériau.

Le CLT, un système sec dans un climat humide

Cette étude a analysé le risque de moisissure en fonction du climat local en utilisant des données satellitaires et météorologiques via l'indice climatique de Scheffer (SCI). Cette analyse a confirmé que la Belgique obtient un score climatique relativement défavorable: le risque de moisissure et de pourriture du bois y est plus élevé que dans de nombreuses autres régions.

Cela signifie-t-il que la construction en CLT en Belgique est vouée à l'échec? Pas nécessairement. Dans les régions présentant des scores climatiques similaires - comme la côte est des États-Unis, le sud de la Scandinavie, le nord de la France et les Pays-Bas - le CLT est de plus en plus souvent construit sans problème d'humidité notable.

La pratique montre donc que les dommages sont rarement dus uniquement au climat. Le plus souvent, la cause réside dans la manière dont le matériau est traité, tant au niveau de la conception que de l'exécution.

La clé du succès réside dans la planification

La recherche internationale et de nombreux projets pionniers soulignent l'importance d'un plan de gestion de l'humidité dans la construction en CLT.

Ce plan est un document adaptatif qui évolue tout au long du projet et qui est discuté avec toutes les parties concernées. Il identifie systématiquement les zones à risque potentiel et y associe des mesures de gestion concrètes, tant lors de la phase de conception que pendant la phase de construction et d'utilisation du bâtiment.

Bien que ces plans soient de plus en plus utilisés au niveau international, ils sont encore peu répandus dans la pratique de la conception en Belgique aujourd'hui. Néanmoins, ils se sont avérés être un outil particulièrement précieux ailleurs à plusieurs reprises.

Le CLT ne nécessite pas une traduction du béton au bois, mais une conception qui pense au bois dès le départ

Processus de conception intégré

La nature préfabriquée des panneaux CLT signifie que toutes les informations pertinentes doivent déjà être fixées avant que les panneaux ne soient commandés: dimensions, épaisseurs des panneaux, pénétrations, fraisage et détails de connexion. À première vue, cela peut sembler une charge plus lourde pour l'équipe de conception.

Toutefois, dans les régions où la construction en CLT est déjà très développée, il est possible de surmonter cette difficulté en travaillant dans le cadre d'un processus de conception intégré. Ce processus implique les entrepreneurs, les ingénieurs et les fournisseurs dès les premières étapes de la conception.

Les formules d'équipe de construction s'avèrent particulièrement efficaces dans ce cas, surtout lorsque le processus de conception est soutenu par un flux de travail BIM.

Cependant, la pratique actuelle de la conception en Belgique est encore souvent organisée de manière très linéaire. L'expertise technique est apportée relativement tard dans le processus, lorsqu'elle est vraiment nécessaire, laissant une grande partie de la charge de travail à l'équipe d'architectes. C'est pourquoi les bureaux d'études sont particulièrement nombreux à s'aventurer une ou deux fois dans la construction en CLT, pour ensuite revenir à leur pratique habituelle de conception.

Dans le cas de la construction en CLT, il est également essentiel de concevoir dès le départ un bâtiment en bois. Des aspects tels que les portées, la hauteur du bâtiment et les détails diffèrent fondamentalement de la construction en béton ou en acier. La simple "transposition" d'une structure en béton existante en une structure en bois conduit souvent à un surdimensionnement, à des coûts plus élevés et à des détails supplémentaires sensibles à l'humidité.

20% comme seuil

Bien que le CLT soit présenté comme un système de construction sec, l'humidification temporaire des panneaux doit être prise en compte dans notre climat. En particulier pendant la phase de construction, les précipitations sont une source importante d'humidité.

Dans ce cas, ce n'est pas tant la quantité totale de précipitations qui est déterminante, mais plutôt la fréquence à laquelle les panneaux deviennent humides - ce que l'on appelle le temps d'humidité (Time of Wetness, ToW). En effet, les panneaux peuvent atteindre des niveaux d'humidité relativement élevés pendant le transport, le stockage ou l'installation.

L'humidité reste également un problème pendant la phase d'utilisation, par exemple dans les pièces humides ou en cas de fuites.

Il est généralement admis que la pourriture du bois peut se produire lorsque le bois a un taux d'humidité supérieur à 25% pendant environ une semaine à des températures supérieures à 10°C. La croissance de moisissures peut déjà se produire lorsqu'un taux d'humidité de 20% reste présent pendant une période plus longue.

C'est pourquoi, dans la pratique, un taux d'humidité de 20% est souvent utilisé comme limite critique.

Éviter l'humidification, favoriser le séchage

Le principe de base d'une enveloppe de bâtiment résistante à l'humidité peut être résumé par une simple règle empirique: "limiter l'humidification et favoriser le séchage".

Par exemple, on peut limiter l'humidification en plaçant les conduites sanitaires sous le panneau plutôt qu'au-dessus, ou en évitant autant que possible les surfaces horizontales et les joints. Il faut toujours tenir compte de la sensibilité accrue des bords des panneaux d'extrémité.

De son côté, le séchage est idéalement favorisé par la mise en place d'une enveloppe de bâtiment perméable à la vapeur. Celle-ci réduit les valeurs μd des couches vers l'extérieur, ce qui permet à l'humidité de sécher aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.

Outre une meilleure régulation de l'humidité, une telle structure contribue également à un climat intérieur confortable, de sorte que les gens ont moins l'impression de vivre ou de travailler dans un sac en plastique.

Les détails font la différence en CLT

Des recherches de pointe ont montré qu'une planification intelligente ou une construction saisonnière ne suffisent généralement pas dans notre climat pluvieux. Même les mesures temporaires telles que l'évacuation des flaques d'eau se sont avérées insuffisantes dans la pratique. En effet, on n'est pas présent sur le chantier 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour ce type de gestion active de l'humidité.

Il est donc nécessaire de protéger passivement les panneaux CLT. Cela peut se faire à l'aide de membranes, de rubans, de revêtements ou de systèmes de cire, en particulier sur les surfaces horizontales et au niveau des détails de connexion critiques.

Cependant, il n'existe pas de solution universelle, ni de guichet unique. Les systèmes de protection fonctionnent un peu comme une boîte à outils: le bon outil doit être appliqué au bon endroit.

En outre, il convient d'être attentif au faux sentiment de sécurité que procurent certains de ces dispositifs de protection. Les membranes, par exemple, peuvent être endommagées ou mal adaptées pendant la phase de construction, ce qui permet à l'eau de continuer à pénétrer dans le bois.

L'importance de la quatrième dimension: le temps

La protection contre l'humidité du CLT exige donc autant de précision que la production des panneaux eux-mêmes.

Il est utile de rappeler ici le principe des 4D de la gestion de l'humidité: Déflexion - Drainage - Séchage - Matériaux durables.

Ces principes décrivent comment l'enveloppe d'un bâtiment peut se protéger contre les précipitations. Dans le climat belge, cette théorie peut toutefois être interprétée d'une autre manière: fournir une enveloppe de bâtiment résistante dans les trois dimensions (via les 4D susmentionnés), mais surtout, ne pas oublier la quatrième dimension: le temps.

Les plus gros problèmes d'humidité dans le CLT ne surviennent pas pendant l'utilisation, mais pendant la phase de construction

En fait, chaque construction en CLT a au moins trois vies: la phase de chantier, la phase d'achèvement et la phase d'utilisation. C'est surtout pendant la phase de chantier que des problèmes se posent souvent, parce que les couches de protection ne sont pas encore entièrement en place à ce moment-là. Très souvent, le dossier d'exécution présente effectivement des superstructures résistantes à l'humidité, mais il y a une accumulation pendant la phase de construction, ce qui permet à l'eau de s'infiltrer facilement dans les panneaux et les joints.

Une conception qui, par exemple, empêche l'eau de stagner sur les surfaces horizontales - en inclinant légèrement les panneaux - peut déjà réduire considérablement ces risques. Grâce à cette forme de "protection par conception", un plan de gestion de l'humidité peut être réduit à une charge linéaire plutôt qu'à une surface.

Une médaille a deux faces

Malheureusement, un projet CLT sans risque d'humidité ne peut théoriquement pas être réalisé uniquement avec une excellente conception. En effet, dans la pratique, l'exécution est la deuxième face de la médaille.

Pendant la phase de construction, des conditions inattendues se produisent toujours: pluie prolongée, stockage inattendu des panneaux, modification du calendrier de construction ou couches de protection endommagées.

Un stockage correct, des mesures systématiques de l'humidité dans les zones à risque et le séchage en temps voulu des panneaux mouillés sont donc essentiels pour que la construction en CLT reste gérable et pour contrôler la santé des panneaux.

En définissant clairement ces procédures et responsabilités dans un plan de gestion de l'humidité, il est possible d'éviter beaucoup d'essais et d'erreurs ainsi que des mesures de panique - ce à quoi le CLT est particulièrement sujet.

Conclusion

Bien que la construction en CLT puisse sembler complexe au premier abord, elle ne l'est pas nécessairement dans la pratique. La manipulation différente du matériau et le processus de conception adapté requièrent principalement une approche réfléchie.

Les zones à risque existeront toujours, comme pour les autres méthodes de construction. Toutefois, si elles sont identifiées et contrôlées à temps, bon nombre de ces risques s'évaporent littéralement. À cet égard, un plan de gestion de l'humidité bien conçu peut servir de condition de départ pour la mise en œuvre, à condition qu'il reste flexible tout au long du projet.

Le CLT offre un grand potentiel pour rendre notre parc immobilier plus durable en travaillant avec un matériau de post-croissance. Nos bâtiments stockent le CO₂, tandis que le bois peut repousser en tant que ressource renouvelable. Par exemple, chaque tonne de bois stocke environ 1,83 tonne de CO₂, tandis que dans les forêts autrichiennes, on estime qu'environ 40 m³ de bois poussent chaque minute. Toutefois, lorsque l'humidité atteint les panneaux pendant de longues périodes, ces gains peuvent littéralement pourrir. Une conception tenant compte de l'humidité est donc la clé du succès du CLT dans notre climat également.