Rénovation et renforcement plancher ancienne ferme

Question

Bonjour à tous et merci à ce forum très riche en informations !

Nous allons acquérir une ancienne forge qui appartenait à mon grand-père et projetons de la rénover.

Le bâtiment de 1820, en forme de U, est partiellement encaissé dans le terrain et la partie visible sur les photos
correspond à un atelier semi-enterré. La problématique majeure est un fort taux d’humidité (plus de 80%).

La première étape de la rénovation consiste à déposer le plancher existant (solives en chêne + hourdis en terre
cuite) pour les raisons suivantes : désordre de certains appuis, manque de rigidité des poutres principales, faux
niveau important et poids conséquent.

Afin de résoudre le problème d’humidité relative élevée, et une fois que le plancher sera mis d’aplomb, nous doublerons avec un MOB les murs en pierres en laissant une lame d’air ventilée mécaniquement [citation commerciale].

Le futur plancher d’habitation sera appuyé sur 3 poutres encastrées aux extrémités et 2 poutres muralières. Les 3 poutres encastrées ont des déformations opposées (2 avec une flèche de 90mm et 1 avec une contre-flèche naturelle de 110mm) qu’il va falloir compenser pour être de niveau.

- Le solivage sera réalisé en madriers de sapin traité, choix charpente 225x75mm, entraxe 420mm, portée environ 4m
- Les solives seront fixées par sabots sur des madriers en sapin aboutés 80x220mm, longueur 7m25.
- Les madriers de 7m25 seront soit posés et calés sur les poutres (pour les poutres avec flèche) soit fixés latéralement (pour la poutre avec contre-flèche et les poutres muralières)

Voici finalement notre question : comment solidariser/connecter les poutres principales en chêne aux nouvelles poutres en sapin afin d’augmenter la rigidité de l’ensemble ?

Merci beaucoup pour vos retours et votre aide !

Antoine et Adèle

Boisphile · Answer

Merci de réduire vos plans et photos pour qu'ils s'inscrivent dans une largeur de page.

AntoineIL · Answer

Bonjour, Je viens de les réduire mais je ne me rends pas compte de si c'est suffisant !

Boisphile · Answer

Vous pouvez réduire encore un peu.Il faudrait compléter la plan en faisant figurer les muralières les poutres à ajouter, les sections de bois etc, bref ! Illustrer ce que vous écrivez dans la seconde partie de votre texte.Avant tout, il serait également raisonnable de vérifier l'état du bois dans les scellements des poutres existantes.

AntoineIL · Answer

Bonsoir,  J'ai fait ce que j'ai pu pour compléter et rétrécir les photos.  Les 3 poutres principales sont encastrées dans les murs en pierre de 60cm et sont visibles de l'extérieur. Elles sont appuyées sur des cales en chêne. L'aubier est piqué et manque de cohésion mais le duramen est intact et ne présente pas, à l'insertion des poutres dans le mur, de signes "inquiétants". La section des poutres, qui servent aussi d'entrait, est d'environ 30x28cm.  A l'heure actuelle, le poids représenté par le solivage en chêne et les hourdis est d'environ 6,5 à 7 Tonnes.  Ce plancher, qui doit être en place depuis au moins 60 ans a une grande tendance à vibrer et à rebondir au passage d'une personne.  L'objectif serait donc de donner de l'inertie aux poutres afin d'installer le nouveau plancher. La solution ci-dessous ne me parait pas être la plus efficace...

Boisphile · Answer

Selon vos plans, les trois poutres auraient une portée de 7250, une section de 300 x 280 et une bande de chargement moyen de 3700.En considérant une charge permanente de 145 kg/m² et temporaire de 120 kg/m² pour du Chêne de classe C30, les résultats sont les suivant :Taux de flexion 125 % - Taux de cisaillement 55% - Flèche relative sous charge L/92 - Déformation sous charges 50 mm pouvant s'accentuer à 79 mm.La problématique vient donc de ces poutres qui ne peuvent pas accepter un plancher habitable en l'état.Une solution pourrait consister à poser des poutres en BLC (Bois Lamellé-Collé) de chaque coté de chacune de ces poutres de manière indépendante, ce qui réduirait la bande de charge ment de moitié soit en gros 1800 mm.Pour une porté de 7250 en GL 24 de fabrication française avec des bandes de chargement réduite à 1800, la section pourrait être de 160 x 495 mécaniquement, ou 160 x 540 pour une meilleure rigidité en évitant les vibrations - Poids d'une poutre 320 kg - Flèche relative sous charge L/550 - Déformation sous charges 8 mm pouvant s'accentuer à 13 mm après fluage.Mais évidemment cela va représenter en gros 5.2 m3, un budget de 6000€ minimum.

AntoineIL · Answer

Bonsoir et merci pour votre réponse.  En effet, avec les contraintes appliquées pour un plancher actuel d'habitation, ces poutres en chêne semblent ridiculement sous-dimensionnées.  La solution que vous proposez n'utilise donc plus du tout les poutres existantes comme appui quel qu'il soit ? Si c'est bien cela, alors je comprends la section des poutres en BLC.  Toutefois, serait-il envisageable de continuer à solliciter les poutres en chêne en moisant de part et d'autre des poutres en LVL, dimensions 63mmx500mm (imaginons avec des Kerto LVL). Les poutres LVL pourraient reposer à leurs extrémités sur des appuis indépendants, limitant les contraintes de cisaillement au droit des poutres en chêne et des murs.  Merci pour vos conseils

Boisphile · Answer

Si vous possédez une fortune personnelle, oui, vous pouvez utiliser du LVL, mais dans ce cas il faut 150 x 450 (2x75 x 450) de chaque coté de chaque poutre, mais ce sera plus cher que du BLC.

AntoineIL · Answer

Les prix de mon fournisseur de bois sont de :  - 39€ht/mL pour une poutre LVL dim. 450x75mm, - 50€ht/mL pour une poutre BLC en dim. 140x440mm (sachant que je n'ai pas les tarifs pour les dimensions que vous me conseillez, mais cela risque donc d'être plus cher),  D'où mon choix initial du LVL...  En ce qui concerne les appuis aux extrémités, je ne pourrai pas encastrer les nouvelles poutres dans le mur, car les poutres actuelles en chêne reposent sur des cales perpendiculaires qui dépassent largement de part et d'autre (photo).  La solution de corbeaux ponctuels pour soutenir les poutres LVL me paraît être la seule alternative.  Qu'en pensez-vous ? Merci par avance.

Boisphile · Answer

Les prix que vous citez ne sont pas des prix de kerto S et pas des prix de BLC GL24 de fabrication française, ce sont des prix d'importation des pays de l'Est et dans ces conditions, je ne joue plus.De plus, une section de 14 x 44 ne suffit pas.Quant aux appuis, avec une réaction de 1900 x 2 = 3800kg, il faudra prévoir des poteaux sur platines, le long du mur et bien sur un massif béton conséquent au pied.Pardonnez moi de vous rappeler que vous vous attaquez là à un chantier de STRUCTURE sur laquelle vous allez vivre avec votre famille, ce n'est pas à du bricolage de WE avec des copains.

AntoineIL · Answer

Bonsoir,  Pas d'inquiétude, je n'ai aucunement l'envie de mettre qui que ce soit en danger !  Le futur plancher ne servira pour le moment que de plafond isolé pour mon atelier. Cependant, il doit être praticable et, en prévision de potentiels aménagements, plus les contraintes appliquées seront grandes plus les possibilités seront larges.  Quand vous dîtes que la réaction aux appuis sera de 3800kg c'est en considérant que les poutres actuelles ne peuvent plus être sollicitées pour descendre une partie des charges ?  Pour la petite histoire et après recalcul, la réaction aux appuis aujourd'*** est d'environ 1100kg (hourdis + béton + solives chêne = 9 000kg). Le plancher a été déblayé d'une grande quantité de choses stockées des années durant. Mon grand-père, qui réparait des engins agricoles, suspendait des éléments relativement lourds à un palant fixé sur un IPN, lui-même posé au centre des poutres. Il a dû prendre des risques inconsidérés !!!  Pourriez-vous me donner quelques indications quant à la section des poteaux (hauteur 2,5m) qu'il faudrait pour descendre les charges d'un plancher "type logement" vers un massif en béton ? Ce poteau ne pourra pas être adossé au mur (contraintes liées au doublage ventilé)  Encore merci pour vos multiples réponses.

Boisphile · Answer

Quand vous dîtes que la réaction aux appuis sera de 3800kg c'est en considérant que les poutres actuelles ne peuvent plus être sollicitées pour descendre une partie des charges ? OUI : 1) Parce qu'on est incapable de le calculer - 2) Parce que ce sont les éléments les plus forts qui reprendront les charges - 3) Parce qu'il s'agit de bois de nature et de séchage différent - 4) parce qu'il n'est pas souhaitable de faire travailler un plancher et une charpente en même temps - 5) Parce qu'il faut mieux dissocier ces fonctionnement en créant un platelage indépendant.Il a dû prendre des risques inconsidérés !!! Non, car il s'agissait de charges dites "instantanées" , au regard de charges permanentes, la flexion des bois et les coefficients de sécurité faisant le reste. Ce poteau ne pourra pas être adossé au mur Certes, mais il faudra bien qu'il y soit fixé quand même par une ferrure. Il y aura une poutre BLC de chaque coté de l'entrait existant, le mieux est donc de répartir la charge de 3800 kg sur deux poteaux, même s'ils sont moisés soit 1900 kg chacun. Dans ce cas et pour une hauteur de 2500, des 100 x 100 suffirait, l'élancement de 25 n'apportera pas de risque de flambement. Toutefois, comme les poutres seront en largeur de 160, il sera plus rationnel de faire découper des poteaux de 160 x 135 (3 lames) ce qui répartira mieux la charge à moins de 10 kg/cm².

AntoineIL · Answer

Merci pour toutes ces précisions, Professeur Boisphile.

Je me suis essayé à un petit détail sur la partie concernée et quelques questions subsistent.

-De quelle nature sera la liaison poteau/poutre ? j'ai bien lu divers sujets sur le forum, notamment les PC-EPC, mais n'existe t'il pas une solution plus courante ou du moins en largeur 160mm ?

-L'ancrage déporté des poteaux peut-il être un fer plat scellé dans le mur en pierre ?

-Comment le solivage du plancher peut-il être solidaire si les éléments porteurs sont séparés en 4
travées ? (sachant que la surface en osb de 22mm sera aussi divisée en 4 zones de fractionnement)

-Les poteaux pourront t'il être sur des pieds avec platine haute 100x100mm et platine basse 130x130mm

Boisphile · Answer

Ancrage = PB31948 (une trentaine de centimètres de la tête du poteau et à mi-hauteur des poutres BLC)Liaison poteau-poutre équerres AG922 ou E20-3Le solivage sera sans doute en 75 x 200. (73 x 195)Il faut entailler les têtes de solives de 1/4 de leur hauteur pour créer un nez de 150mm qui passera au-dessus d'une poutre pour se poser à mi-épaisseur de l'autre (appui de 80mm) en les inversant une sur deux.Cela vous dispensera des sabots en créant un platelage homogène.En revanche laissez un espace (10-15-mm) entre les anciennes poutres et les nouvelles pour éviter les grincement de frottement.

AntoineIL · Answer

Bonsoir, et encore merci pour vos réponses.

La solution que vous me proposez me semble extrêmement efficace et me ferait gagner quelques 15 cm sous plafond dans l'atelier. Cependant il me faudrait alors entailler pas moins de 68 solives, si j'ai bien compris ? De plus, la hauteur sur le futur plancher en serait réduite et le passage sous les arbalétriers en deviendrait juste...

J'ai tenté une autre solution, en m'inspirant de la vôtre. Serait-il possible de faire dépasser les solives des poutres en BLC de 22mm ? Cet espace permettrai de visser/coller un OSB de 22mm, permettant la liaison entre les deux poutres BLC et faisant office de pare-vapeur au dessus des poutres en chêne. Si besoin, il serait également possible d'ajouter des entretoises entre les poutres en BLC.

Un point particulier me fait me poser de nouvelle question :
Au dessus de la double-porte d'accès à l'atelier (visible sur la photo 1 du premier post), l'entrait en chêne est repris par un double linteau également en chêne. Il me faut donc prévoir une autre poutre en BLC, capable de reprendre les charges d'une bande de chargement de 3800kg, et cela sur une longueur de 2,88m, pour ensuite transférer la charge aux poteaux de part et d'autre de la baie.
Qu'elle serait alors la section de la poutre selon vous ?

Merci.

Boisphile · Answer

Liminairement, je me permet de vous mettre en garde sur la grande différence qu'il y a entre la théorie et la pratique d'un chantier surtout en rénovation.A votre première question, la réponse est OUI MAIS !!! Les dalles sont posées perpendiculairement aux solives et de fait, comme il y aura environ 630 mm entre les deux têtes de solives, que de plus vous faites un jeu de dilatation entre les dalles, il y aura 315 mm de panneau en sens long dans le vide, ce qu'il ne faut pas faire.Mais comme vous contester à chaque fois, je suis prêt à parier que vos allez me sortir des entretoises de votre chapeau.Ce à quoi je réponds NOIN ! il faut que que comme pour un cours, la rive longue de la dalle soit supportée.Je suppute alors que vous me direz que vous y avez pensé et que vous placerez un chevron en long sous les dalles.Du cout je reviens à mon propos liminaire sachant que le support sera un vieux entrait à priori tordu et qu'il est totalement illusoire de penser qu'avec des jeu de cales vous pourrez poser une chevron longitudinal sans qu'il se déforme dans le temps.Je reviens donc à ma proposition de faire des nez de solives qui me semble être la solution optimum.A la seconde question, la réponse est également OUI MAIS, il faut comprendre que cette poutre reprendra une charge CONCENTRÉE et non pas répartie.Comme c'est un calcul particulier, avant de perdre encore du temps à discuter, il faudrait préciser quel peut être la hauteur de cette poutre.

AntoineIL · Answer

Bonjour, et merci !

La hauteur maximale de la poutre reprenant 3800kg en charge concentrée est : 320mm
et la portée de celle-ci : 3000mm.

Quel type de liaison poteau/poutre faudrait-il prévoir ? Equerres renforcées également ?

Boisphile · Answer

1) - Il faudrait deux poutres BLC de section 160 x 315 cote à cote jumelées.Le mieux serait de demander au lamelliste de les coller lui-même, il est équipé pour cela et pourrait raboter cette poutre après collage.La réaction aux appuis est de 1980 kg.2) Du coup il faudrait des poteaux BLC de 160 x 315 à chaque appui.Il vous faudra faire fabriquer des ferrures spéciales pour ces poteaux, une pour le pied et deux sur la hauteur de chaque poteau (6 au total).Ce peut être des fers en "L" avec une contreplaque et 4 boulons de charpente par plaque.La liaison poteau poutre peut être une équerre de 250 avec des ailes de 150 en fer épaisseur 5 mm avec 3 trous de D.10 sur chaque aile à 30 mm des bordures pour que les fixations par trois tirefonds de 10 x 150 se situent à plus de 100 mm de l'extrémité du poteau.Cela aussi le lamelliste sait faire ou sait le faire faire, celà fait partie de son métier.J'attire votre attention sur la précision des coupes des poteaux (de tous les poteaux), qui devront être faites par le lamelliste pour offrir une parfaite assise des solives et donc de la précision des mesures à prendre de telle sorte qu'il n'y ait pas de recoupe à faire sur le chantier.

AntoineIL · Answer

Merci infiniment pour toutes ces précisions !

Rénovation et renforcement plancher ancienne ferme

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