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Université du Québec à Chicoutimi
MODULE D’INGÉNIERIE
Génie Civil
(6GIN555) Projet de synthèse en ingénierie
Rapport d’étape Final
(2011-236)
Construction d’une maison à ossature légère en bois
- RAPPORT CONFIDENTIEL -
Préparé par :
Auclair, Isabelle (AUCI 0354 8902)
Audy, David (AUDD 1707 8801)
Pour:
David Audy
20 Avril 2012
CONSEILLER : Pierre Charbonneau, ing
COORDONNATEUR : Jacques Paradis, ing
SUPPORT TECHNIQUE : Éric Lemay et David Noël
2
Approbation du plan de cours pour diffusion
Nom du conseiller : Pierre Charbonneau
Date : 2 Mars 2012
Signature :
Avis de confidentialité :
Ce rapport et toute pièce jointe sont la propriété du promoteur et sont destinés seulement
aux personnes ou à l'entité à qui il est adressé dans le cadre du projet de synthèse 6GIN555 à des
fins d’évaluations. Vous n'êtes pas autorisé à utiliser, à copier ou à divulguer le contenu de ce
rapport ou ses pièces jointes en tout ou en partie.
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Table des matières
1. Introduction ............................................................................................................ 7
1.1. Contexte ......................................................................................................... 7
1.2. Problématique ............................................................................................... 7
1.3. Objectifs du projet ........................................................................................ 8
2. Travail réalisé ......................................................................................................... 8
2.1. Recherche bibliographique .......................................................................... 8
2.2. Méthodologie utilisée .................................................................................... 9
3. Éléments de conception ........................................................................................ 10
3.1. Élaboration des plans de la maison pour construction (T1) ................... 10
3.2. Étude sur la théorie de fabrication d’une maison (T2) ........................... 11
3.3. Échantillonnage du sol sur le terrain existant (T3) ................................. 12
3.4. Test en laboratoire des échantillons (T4) ................................................. 26
3.5. Démarche pour l’obtention d’un permis de construction de la
municipalité (T5)......................................................................................... 41
3.6. Implantation du bâtiment (T6) .................................................................. 41
3.7. Choix du système de drainage pour les fondations (T7) ......................... 43
3.8. Conception des fondations (T8) ................................................................. 43
3.9. Calcul des coffrages et du volume de béton (T9) ..................................... 46
3.10. Détermination des charges pour le calcul de la charpente (T10) ........... 48
3.11. Conception de la toiture et des fermes de toit (T11) ................................ 50
3.11.1 Étape préliminaire à la conception ........................................................ 50
3.11.2 Conception des fermes de toit ................................................................. 55
3.12. Calculs de la résistance (toiture et fermes de toit) (T12)......................... 77
3.13. Conception des murs (T13) ........................................................................ 81
3.14. Calcul de la résistance des murs (T14) ..................................................... 83
3.15. Conception du plancher (T15) ................................................................... 86
3.16. Calcul de la résistance du plancher (T16) ................................................ 90
3.17. Calcul de la résistance des fondations (T17) ............................................ 96
3.18. Haute efficacité énergétique (T18) ............................................................ 97
3.19. Élaboration d’un échéancier pour la construction (T19)...................... 108
3.20. Coûts pour la réalisation du projet (Soumissions) (T20) ...................... 111
3.21. Étude sur la différence des coûts entre une maison normale et une
maison à haute efficacité énergétique (T21) ........................................... 112
4. Conclusion ........................................................................................................... 116
4
5. Échéancier ........................................................................................................... 117
6. Références ........................................................................................................... 118
7. Annexes ............................................................................................................... 119
Liste des figures et des tableaux
Figure 1 : Représentation générale de la façade de la maison ............................ 7 Figure 2 : Plan préliminaire du rez-de-chaussée ............................................... 10 Figure 3 : Plan préliminaire du sous-sol ............................................................. 11
Figure 4 : Localisation du projet avec Google Maps ......................................... 12 Figure 5 : Vue du terrain pour l'implantation de la maison ............................ 13 Tableau 1 : Échantillonnage des sols
[1] .............................................................. 14
Figure 6 : Localisation du point de forage sur le terrain .................................. 15 Figure 7 : Schéma de la projection UTM [6]...................................................... 15 Figure 8 : Montage utilisé lors de cette tâche ..................................................... 16
Figure 9 : Utilisation du montage sur le terrain ................................................ 17 Figure 10 : Équipements utilisés lors de l'essai .................................................. 18 Tableau 2 : Carnet de prise de données sur le terrain ...................................... 18
Figure 11 : Tube Shelby après l'essai.................................................................. 19 Figure 12 : Échantillon du tube Shelby remanié ............................................... 20
Figure 13 : Échantillons provenant de la cuillère fendue ................................. 21 Figure 14 : Tube Shelby de 2 pouces de diamètre avec modification au niveau
du beigne de battage ................................................................................ 21
Figure 15 : Dé tubage de l'échantillon non remanié .......................................... 22
Figure 16 : Méthode avec la clé à tuyau et le vérin hydraulique (Blocage dans le
montage).................................................................................................... 23 Figure 17 : Méthode inventée avec vérin et plaque ........................................... 24
Figure 18 : Scissomètre Roc Test H60 de chantier ............................................ 24 Tableau 3 : Résultats de l'essai du scissomètre de chantier .............................. 25
Figure 19 : Bout de l'arbre de torsion (Croisillon saturé) ................................ 26 Figure 20 : Échantillon non remanié dans la paraffine ................................... 27 Figure 21 : Schéma du montage pour l'essai du scissomètre en laboratoire... 28 Tableau 4: Prise de données pour l'essai de scissomètre en laboratoire ......... 28 Tableau 5 : Résultats pour le scissomètre de laboratoire ................................. 29
Figure 22 : Graphique de la déformation du croisillon en fonction de la
déformation du ressort ............................................................................ 30 Figure 23 : Schéma du montage de l'essai du cône suédois .............................. 31
Figure 24 : Sol remanié lors de la triture ........................................................... 32 Figure 25 : Coupe de l'échantillon obtenu par le forage pour différents essais32 Figure 26 : Préparation de l'échantillon ............................................................. 33 Figure 27 : Arasement de l'échantillon ............................................................... 34
Figure 28 : Schéma du montage pour l'essai triaxial CU ................................. 35 Figure 29 : Schéma du montage pour l'essai de compression simple .............. 36 Tableau 6 : Résultats de l'essai en compression simple .................................... 37
Figure 30 : Courbe de l'essai de compression simple ........................................ 38 Figure 31 : Plan des fissures lors de l'essai ......................................................... 39
5
Figure 32 : Rupture de l'échantillon ................................................................... 39
Tableau 7 : Résultats pour la résistance au cisaillement non drainé ............... 39 Tableau 8 : Résultats pour la capacité portante admissible ............................. 41
Tableau 9 : Lignes d'emprise de la municipalité ............................................... 42 Figure 33 : Certificat de localisation; unité en mètre (Non-Officiel) ............... 42 Figure 34 : Méthode d'installation du drain français
[2] ................................... 43
Figure 35 : Détail de la liaison entre les semelles et les murs de fondations [3]
44
Figure 366 : Esquisse de la semelle filante et du mur de fondation ................. 45 Figure 377 : Largeur des murs de fondations (Coffrages)
[11] .......................... 46
Figure 388 : Modélisation des fondations sur SolidWorks ............................... 47 Tableau 10 : Résumé des quantités de béton et des coffrages .......................... 48 Figure 9: Ferme Howe .......................................................................................... 50
Figure 10: Division du toit ................................................................................... 50 Figure 41: Plaque d'assemblage MiTek .............................................................. 52 Figure 42 : Poutrelle ajourée ............................................................................... 52
Figure 43: Mur usiné ............................................................................................ 53 Figure 44: Toit sur SolidWorks ........................................................................... 56 Figure 11 : Toit à quatre versants (Ferme maitresse) ....................................... 57 Figure 12: Emplacement de la ferme sur le toit ................................................. 57
Figure 48: Chargement « Dead Load » .............................................................. 58 Figure 13 : Arrangement de la structure de la ferme maitresse ...................... 58
Figure 50 : Charge de vent ................................................................................... 59 Figure 49: Chargement de neige ......................................................................... 59 Tableau 11: Grosseur des membrures ................................................................ 60
Figure 14: Effort interne trust maitresse ........................................................... 60 Figure 53: Charte de couleur pour les sollicitations .......................................... 61
Figure 15 : Sollicitation pour la ferme maitresse ............................................... 61 Figure 56: Emplacement de la deuxième ferme ................................................. 62
Figure 164 : Déformé de la ferme ........................................................................ 62 Figure 17 : Structure ferme de toit maitresse côté gauche ............................... 62
Figure 59 : Charge de vent ................................................................................... 63 Figure 57: Chargement « Dead Load » .............................................................. 63 Figure 58: Chargement de neige ......................................................................... 63
Figure 60: Déformé de la deuxième flèche ......................................................... 64 Figure 61: Sollicitation de la deuxième ferme .................................................... 64 Figure 62 : Position de la troisième ferme sur le toit ......................................... 65
Figure 18 : Structure de la troisième ferme ....................................................... 65 Figure 66: Charge de vent .................................................................................... 66 Figure 19 : Chargement « Dead load » ............................................................... 66 Figure 20 : Chargement de neige ........................................................................ 66
Tableau 12 : Grosseur des membrures ............................................................... 67 Figure 21 : Membrures contreventées ................................................................ 67 Figure 68 : Sollicitation de la troisième ferme ................................................... 68 Figure 69 : Déformé de la troisième ferme ......................................................... 68 Figure 70 : Emplacement de la quatrième ferme .............................................. 69
Figure 22 : Chargement « Dead load » ............................................................... 69 Figure 73 : Emplacement de la cinquième ferme .............................................. 70 Figure 72 : Sollicitation de la quatrième ferme ................................................. 70 Figure 74 : Arrangement de la cinquième ferme ............................................... 71 Figure 75 : Chargement « Dead Load » ............................................................. 71
6
Figure 76 : Chargement de neige ........................................................................ 72
Figure 77: Chargement de vent ........................................................................... 72 Figure 78 : Membrures avec entremise .............................................................. 73
Figure 79 : Sollicitation de la cinquième ferme ................................................. 73 Figure 80 : Emplacement de la sixième ferme ................................................... 74 Figure 81 : Arrangement de la sixième ferme .................................................... 74 Figure 82 : Sollicitation de la sixième ferme et membrures avec entremise ... 75
Figure 83 : Emplacement de la septième ferme ................................................. 75 Figure 84 : Arrangement de la septième ferme ................................................. 76 Figure 85 : Sollicitation de la septième ferme et membrure avec entremise ... 77 Figure 86 : Effort interne par Visual Design ..................................................... 79 Figure 87: Effort interne par SAP2000 .............................................................. 79
Figure 88 : Moments fléchissant par Visual Design .......................................... 79 Figure 89 : Moment fléchissant par SAP2000.................................................... 80 Tableau 13 : Résultat des efforts internes (le signe (-) représente que la
membrure est comprimée) ...................................................................... 80 Figure 90 : Emplacement des membrures .......................................................... 80 Tableau 14 : Résultat pour les moments fléchissants maximaux ..................... 81 Figure 23 : Schéma du mur à ossature de bois .................................................. 86
Figure 91 : Plan des fondations ........................................................................... 87 Figure 92: Vue en plan du plancher (R-D-C)..................................................... 88
Figure 93: Table de chargement #9 ..................................................................... 91 Figure 94: Identification des poutrelles ajourées............................................... 92 Figure 95: Table de dimensionnement Open Joist Triforce ............................. 93
Figure 96: Choix #1 - Poteaux en acier ............................................................... 94 Figure 97: Tableau de conversion de la résistance thermique
[11] .................... 97
Figure 98: Différence des valeurs de résistance thermique des matériaux
isolants entre Novoclimat Vs Standard [11
............................................. 98
Figure 99: Novoclimat - Isolation de la dalle ..................................................... 99 Figure 100: Profil de température pour le cas sans isolant
[13] ....................... 100
Figure 101 : Profil de température pour le polyuréthane [13]
......................... 100 Figure 102: Profil de température pour le polystyrène
[13] ............................. 101
Figure 103: Comparaison des coûts des matériaux [13]
................................... 101
Figure 104: Novoclimat - Isolation de la fondation (Panneau de polystyrène)
.................................................................................................................. 102 Figure 105: Novoclimat - Isolation de la fondation (Ruban ........................... 102
Figure 106: Novoclimat - Isolation des murs [11]
.............................................. 103 Figure 107: Novoclimat - Pare-air
[11] ............................................................... 103
Figure 108: Novoclimat - Isolant polystyrène [11
.............................................. 104 Figure 109: Novoclimat - Isolation des poutrelles ajourées
[11] ...................... 104
Figure 110: Novoclimat - Isolation du toit [11]
.................................................. 105 Figure 111: Novoclimat - Schéma de l’isolation
[10] ......................................... 106
Figure 112: Novoclimat - Test d’infiltrométrie [10]
.......................................... 107 Figure 113: Logo Energy Star
[12] ...................................................................... 108
Tableau 15 : Soumission pour le projet 2011-236 ............................................ 111
Tableau 16 : Échéancier du projet .................................................................... 117
7
1. Introduction
1.1. Contexte
La construction d’une maison est une étape importante dans la vie des personnes
désirant accéder à une propriété et est très complexe dans le sens technique. Depuis
quelques années, le marché des maisons résidentielles a considérablement augmenté ce
qui incite les jeunes d’envisager davantage le marché de la construction neuve.
Ce projet de fin d’études pour le Baccalauréat en Génie Civil a pour but de
synthétiser toute la matière apprise lors de ces quatre années à l’Université du Québec à
Chicoutimi. En appliquant la théorie apprise à un projet de construction tel qu’une
maison unifamiliale, les aspects de la géotechnique, des fondations, des charpentes et de
l’efficacité énergétique sont inévitablement pris en compte.
Figure 1 : Représentation générale de la façade de la maison
1.2. Problématique
Ce projet synthèse consiste à l'élaboration d'une maison à ossature légère en bois
avec une étude d’efficacité énergétique selon le standard Energy Star pour les appareils
électroménagers et de la norme de construction de haute efficacité énergétique
Novoclimat.
8
L’idée générale est de concevoir tous les aspects reliés à une construction d’une
maison se situant au Saguenay tout en pensant à utiliser le concept de l’efficacité
énergétique.
1.3. Objectifs du projet
L’objectif de ce projet est d'évaluer le coût final de cette maison unifamiliale avec
les choix de conception décidés. Également, il s’agit de vérifier la rentabilité des
méthodes Energy Star et Novoclimat comparativement à une maison standard.
2. Travail réalisé
2.1. Recherche bibliographique
Les documents utilisés dans le cadre de ce projet seront principalement :
Tous les manuels utilisés lors des cours théoriques dans le cadre du
Baccalauréat en Génie Civil et de la technique du Génie Civil,
Le code de construction du Québec,
Le code d’électricité du Québec,
CNB – Code national du bâtiment 2005,
Construction de maison à ossature de bois (Canada) de la SCHL
Références sur internet tels que : Novo Climat et des projets de recherches
réalisés antérieurement
Les plans architecturaux qui ont été réalisés conjointement avec un
dessinateur sont présentés en partie dans ce rapport et les frais reliés à
ceux-ci ont été déboursés par le promoteur.
9
2.2. Méthodologie utilisée
Méthode envisagée pour résoudre le problème.
Analyse théorique : Permets de faire la conception de l’ensemble de la structure.
Pour les tâches, lors des étapes de calculs, il s’agit de prévoir les calculs des
surcharges ainsi que les charges permanentes des matériaux pour le secteur de
l'implantation du projet et de la résistance aux vents. Il s'agit également d'effectuer le
dimensionnement du projet lors de cette étape.
Méthodologie et outils : Modélisation des éléments du bâtiment à l’aide du logiciel
de conception Visual Design et SAP 2000 afin de vérifier le bon comportement de la
structure. AutoCAD et SolidWorks seront utilisés également pour les plans
architecturaux ainsi que les fondations.
Expérimentation et prototypage proposés : Des tests de sols in situ seront effectués
afin de déterminer la capacité portante du sol.
Validation et test : La validation des tests de sol In situ sera faite en laboratoire.
Cependant pour ce qui est de l’aspect de l’efficacité énergétique, cela restera
purement théorique puisqu'il n'y aura pas de prototype du projet afin d'en vérifier sa
validité.
10
3. Éléments de conception
3.1. Élaboration des plans de la maison pour construction (T1)
Lors de cette étape, nous avons débuté par un recueil d’idées provenant de
plusieurs sources qui nous permettraient d’élaborer les plans préliminaires du rez-de-
chaussée et du sous-sol selon les besoins du promoteur.
Voici les ébauches des plans préliminaires :
Figure 2 : Plan préliminaire du rez-de-chaussée
11
Figure 3 : Plan préliminaire du sous-sol
Ensuite, nous avons contacté un dessinateur afin de produire des plans valides
pour la construction, car nous n’avons pas l’expérience pour le faire et que ceci est plutôt
du domaine de l’architecture.
Il est à noter que les plans pour construction ayant été conçus par un dessinateur
ne seront pas présents dans ce rapport puisque le promoteur en a assumé les coûts. Ces
plans servent dans plusieurs tâches, mais plus spécifiquement dans la tâche 20 « Coûts
pour la réalisation du projet (Soumissions) » pour effectuer les soumissions auprès de
l’entrepreneur général et de ses sous-traitants.
Un vidéo a été créé à l’aide d’un logiciel « Sweet home 3D» et des plans établis
par le promoteur afin d’effectuer une visite guidée lors de la présentation du projet au
jury.
3.2. Étude sur la théorie de fabrication d’une maison (T2)
Cette partie est sans aucun doute la plus importante que nous avons effectuée pour
ce projet. À l’aide de nombreux manuels, des sites internet et de livres, nous avons étudié
les techniques de construction d’une maison à ossature légère en bois selon les normes
12
canadiennes. Nous avons appris plusieurs termes techniques et des méthodes de
construction afin d’effectuer toutes les tâches au long du projet.
3.3. Échantillonnage du sol sur le terrain existant (T3)
Cette partie est la seule étape qui ne s’est pas effectuée tel que prévu selon
l’échéancier. Nous sommes allés sur le terrain le 9 septembre 2011 afin de recueillir des
échantillons que nous voulions tester en laboratoire à 3 endroits distincts.
Figure 4 : Localisation du projet avec Google Maps
13
Figure 5 : Vue du terrain pour l'implantation de la maison
Cependant, nous n’avions pas l’équipement utilisé sur le marché du travail lors
des prélèvements. Les compagnies spécialisées dans ce domaine utilisent le forage
comme technique avec des tubes Shelby pour ne pas remanier le sol. Ceci était trop
coûteux dans le cadre de ce projet.
14
Tableau 1 : Échantillonnage des sols [1]
Nous avons donc opté pour la pelle manuelle afin d’avoir un échantillon à moins
d’un mètre de profondeur. Nous avons dégagé la terre végétale au-dessus de l’argile afin
de ne pas biaiser l’échantillonnage et par la suite essayer de prendre une quantité non
remaniée.
Cette partie a été un échec, car l’argile est très consistante et on n’a pas réussi à
récolter une assez grande quantité afin de faire des tests en laboratoire.
Nous sommes allées voir David Noël qui est un technicien très compétent en
géologie. Nous avons déterminé avec lui une nouvelle méthode qui nous permettra de
recueillir des échantillons non remaniés avec l’équipement approprié.
15
Nous sommes retournés sur le terrain avec cette méthode dans la semaine du 24
octobre. Afin d’obtenir les résultats escomptés, nous avons utiliser les essais normalisés
par le BNQ du scissomètre de chantier (NQ 2501-200) et du cône suédois (NQ 2501-
110).
La localisation du point de forage a été déterminée à l’aide d’un GPS sur le
terrain.
Figure 6 : Localisation du point de forage sur le terrain
Le type de projection conforme de la surface de la Terre choisi était UTM (Universal
Transverse Mercator). L’explication du schéma de la projection UTM est décrite ci-dessous.
Figure 7 : Schéma de la projection UTM [6]
16
Voici les données de la localisation :
Position du fuseau : 19U
5 365 468 Nord
331 823 EST
Altitude = 168 m
Pour effectuer l’échantillonnage du sol, nous avons utilisé le trépied du technicien en
géotechnique David Noël présenté ci-dessous et nous y avons apporté des modifications afin de
l’adapter à nos besoins. Ceci est expérimental, c’est-à-dire que nous avons discuté avec le
technicien afin de concevoir une méthode qui permettrait de recueillir des échantillons de sols
non remaniée sans l’aide d’une équipe de forage, donc de manière manuelle et moins couteuse. Il
est à noter que nous avons suivi les règles départementales de sécurité de l’UQAC lors de cet
essai.
Figure 8 : Montage utilisé lors de cette tâche
17
Le montage est un trépied qui a une poulie centrale qui aide à faire chuter la
masse de 70 lbs à l’aide d’un fil d’acier. Cette masse se percute ensuite sur le beigne de
battage qui est attaché sur le tube où la cuillère et qui ensuite s’enfonce dans le sol afin de
récolter le sol.
Figure 9 : Utilisation du montage sur le terrain
L’équipement utilisé lors de ces essais est présenté sur la figure ci-dessous (De la
gauche vers la droite) :
Tube Shelby
Tube Shelby de 2 pouces
Cuillère fendue
18
Figure 10 : Équipements utilisés lors de l'essai
Le tableau ci-dessous représente la profondeur des échantillons et de la méthode
utilisée.
Tableau 2 : Carnet de prise de données sur le terrain
Profondeur (en pouces) Description du sol Note de chantier
0 à 11 " Couvert de gazon et présence
de trèfle
Argile silteuse
Sable silteux
Un peu grossier de nature
divers
Déblai avec la pelle du végétal
11" à 30 " Remblai
Sol intact remanié
Tube Shelby déformé
30 " à 48 " Remblai
Argile silteuse
Cuillère Fendue (1)
48 " à 61 " Tube Shelby de diamètre de 2 "
Voici une petite explication du type de sol rencontré sur le terrain :
Le silt est composé de fines particules de roc dont le diamètre équivalent varie de
0,002 mm à 0,08 mm. Le silt ne peut supporter des charges aussi importantes que le
gravier ou le sable, même dans des conditions similaires de compacité. Sa compressibilité
est plus grande que celle de ces deux types de sols, ce qui occasionne des tassements
accrus. Quant à sa perméabilité, elle est très faible tout comme l’argile.
19
Une argile est constituée de particules cristallines qui proviennent de la
décomposition chimique des constituants du roc. Le diamètre équivalent varie
approximativement de 1 nm à 0,002 mm. Les particules d’argile, contrairement à celles
des types de sols, sont attirées les unes vers les autres et se regroupent. Cette attraction,
qui porte le nom de cohésion, est à l’origine de la consistance. Sa compressibilité est
élevée et, en général, les charges qu’elle peut supporter sont de loin inférieures à celle
que supportent le gravier et le sable.[7]
Tube Shelby :
Il a été nécessaire d’enlever la tourbe de gazon et la terre végétale à l’aide d’une
pelle avant de débuter l’échantillonnage. À partir de 11 pouces (0.28 mètre), nous avons
inséré le tube Shelby jusqu’à une profondeur de 30 pouces (0.762 mètre).
Figure 11 : Tube Shelby après l'essai
Cependant, cette tentative ne s’est pas avérée concluante puisque le sol a été
inévitablement remanié dû au fait qu’il y a eu une déformation latérale par une roche se
trouvant sur le côté du forage. Nous avons été contraints d’utiliser une scie à fer pour
couper le tube afin d’obtenir le sol pris dans le tube tel que montré à la figure ci-dessous.
20
Figure 12 : Échantillon du tube Shelby remanié
À l’aide de l’échantillon recueilli, nous pouvions caractériser le sol qui contenait
du remblai ainsi que du sol intact. Alors, nous savions inévitablement à ce stade que les
prochains échantillons seraient non remaniés tels que nous le désirons afin de réaliser nos
essais en laboratoire.
(1) Cuillère Fendue :
Afin d’être sécuritaires, nous avons décidé d’utiliser la cuillère fendue qui sert
principalement à décrire le sol, car en insérant cette cuillère le sol se remanie
instantanément à cause de l’embout.
Pour l’enfoncement de la cuillère fendue jusqu’à la profondeur désirée, 50 coups
ont été nécessaires. Le sol retenu était composé d'agglomération de silt et il y avait
également la présence de lentille de silt. En termes de quantité, on dénote seulement des
traces. La couleur du silt-argileux est grise et celui-ci était plutôt sec et possédait un
faible taux d'humidité.
21
Figure 13 : Échantillons provenant de la cuillère fendue
Tube Shelby de 2 pouces :
On remarque à l’aide de la figure ci-dessous que nous avons effectué une
modification à l’équipement standard afin de l’appliquer à notre essai. Nous avons utilisé
les services de l’UQAC afin de faire souder l’adaptateur du tube de diamètre de deux
pouces à celui du beigne de battage. Cet essai a permis d’obtenir un échantillon de sol
non remanié qui servira aux essais en laboratoires.
Figure 14 : Tube Shelby de 2 pouces de diamètre avec modification au niveau du beigne de battage
22
Nous avons utilisé les services du bureau de LVM à La Baie afin de faire dé tubé
l’échantillon. On remarque à l’aide de la figure ci-dessous que le premier bout
d’échantillon recueilli provenait du côté du forage, c'est-à-dire que nous n’avons
initialement pas aligné parfaitement le tube avant battage. Cela a seulement pour impact
de donner un échantillon non remanié recueilli de moindre envergure en terme de
longueur.
Figure 15 : Dé tubage de l'échantillon non remanié
Après cet essai, nous avons été en mesure de déterminer le niveau de la nappe
phréatique qui se situait à 49 " (1.25 mètre).
Méthode pour enlever le tube ou la cuillère du sol
En analysant le montage que nous proposons afin de prélever des échantillons du
sol de manière non remaniée, on se demande comment enlever le tube une fois inséré
dans le sol. Pour ce faire, nous avons utilisé deux méthodes sur le terrain. La première
méthode représentée sur la figure 12 est utilisée lorsque le beigne de battage est bloqué
dans ses filets et ne peut être devisé. Cette méthode s’avère à être très longue puisqu’il
faut toujours redescendre le vérin lorsqu’on dépasse la hauteur d’environ 6 pouces.
23
Figure 16 : Méthode avec la clé à tuyau et le vérin hydraulique (Blocage dans le montage)
La deuxième méthode qui a été inventée par le technicien de laboratoire, monsieur
David Noël n’avait jamais été utilisé sur le terrain, mais s’est avérée extrêmement
efficace. Comme illustré sur la figure ci-dessous, il s’agit d’une plaque qui se bloque sur
le tuyau au fur et à mesure que l’on tire l’échantillon du sol. Il faut seulement prendre
garde à avoir une aire d’appui assez grande pour ne pas faire rupture le sol alentour du
vérin comme on le constate lorsqu’on analyse la formule de la contrainte qui est la force
sur l’aire. Finalement, une bonne synchronisation des deux vérins implique qu’il prendra
moins de deux minutes pour extirper le tube du sol qui est plus rapide que la première
méthode qui prenait environ 5 à 7 minutes.
24
Figure 17 : Méthode inventée avec vérin et plaque
Scissomètre de chantier :
L’essai au scissomètre de chantier est un essai qui permet de déterminer la
résistance au cisaillement non drainé d'un sol cohérent (argile ou silt). La norme NQ
2501-200 nous a permis d’effectuer l’essai de manière à ce que les résultats soient
conformes. Pour ce faire, nous avons utilisé un scissomètre Roc test H60 qui est la
référence sur le marché du travail et qui est présenté sur la figure ci-dessous.
Figure 18 : Scissomètre Roc Test H60 de chantier
25
L'essai au scissomètre comporte certaines limitations qui sont les suivantes :
Il faut prendre des précautions afin de ne pas remanier le sol que l’on désire tester
La présence de pierres près du scissomètre peut influencer les résultats
La rupture se fait suivant une direction verticale
L'essai donne la résistance au cisaillement non drainé
Si l’essai est effectué à des grandes profondeurs, il faudrait tenir compte de la
déformation élastique de l'arbre (Pas applicable pour notre essai)
Le scissomètre contient des sections de tige qui composent l’arbre de torsion et
trois croisillons en forme de croix de différentes grandeurs (Petit, Medium et Large).
Comme on peut le voir sur la figure ci-haut, il y a un facteur de correction à apporter aux
mesures prises sur le terrain. Ceci s’explique par la calibration apportée à l’appareil en
usine. À gauche, on peut voir l’échelle de lecture qui débute à 0 kPa et est maximum à
200 kPa.
Pour ce qui est de notre essai, nous avons utilisé le petit croisillon ce qui
implique que nous avons multiplié les résultats obtenus par deux. Il suffit d’introduire
l’appareil dans le forage et que le croisillon soit au moins deux fois sa hauteur dans le sol
non remanié comme décrit dans la norme. Finalement, on applique un couple de torsion
jusqu’à la rupture du sol.
On suppose qu'il y a rupture lorsque le moment maximal (Mmax) est atteint. Cette
résistance correspond à la cohésion non drainée (Cu) lors de l’essai dans le sol non
remanié et à la cohésion non drainée (Cur) lors de l’essai dans le sol remanié.
Il faut également effectuer un troisième essai en insérant seulement une tige (sans
croisillon) afin de déterminer la friction que la tige induit dans le sol. Il faudra le
soustraire à la lecture prise sur le terrain.
Tableau 3 : Résultats de l'essai du scissomètre de chantier
Essai
Facteur de
correction
Lecture
(en kPa)
Friction de la tige
(en kPa)
Résistance
(en kPa)
Non remanié (Cu) 2 50 2 98
Remanié (Cur) 2 6 2 10
Voici un exemple de calcul pour le non remanié :
26
Calcul de friction de la tige :
La friction se détermine avec une tige sans croisillon. Au bout de l’arbre de
torsion qui est la tige du scissomètre H-60, on constate que l’essai a été réalisé dans un
sol saturé (voir figure ci-dessous). Donc, nous avons déterminé qu’il y a 2 kPa à
soustraire aux résultats précédents afin de négliger cette friction.
Figure 19 : Bout de l'arbre de torsion (Croisillon saturé)
En effectuant le calcul d’après Terzaghi et Peck, 1967 et Bowles, 1988 :
On détermine que l’argile silteuse est sensible au remaniement. La capacité
portante du terrain est de 98 kPa lorsque le sol est non remanié comparativement à 10 kPa
lorsqu’il y a un remaniement.
D’après le supplément du Code National du bâtiment du Canada, l’argile du
terrain du projet est une argile molle.
Cette méthode s’est avérée très concluante. À un point tel que le technicien a
l’intention d’utiliser cette méthode dans le cadre des laboratoires du cours de Fondations
(6GEN632) qui permettront aux étudiants de suivre tous les essais nécessaires pour
déterminer la capacité portante d’un sol et ainsi être en mesure de faire leurs
dimensionnements de fondations.
3.4. Test en laboratoire des échantillons (T4)
Afin de vérifier les résultats au chantier et de déterminer d’avantages de
paramètres du terrain, nous avons effectué les essais suivants :
27
Essai au scissomètre de laboratoire (ASTM D 4648)
Essai de compression simple (ASTM D 2166)
Détermination de la sensibilité des sols cohérents l’aide du pénétromètre
cône suédois (BNQ 2501-110).
À l’aide du tube Shelby de deux pouces, nous avons été en mesure de recueillir un
échantillon du terrain non remanié qui a servi aux essais mentionnés ci-haut.
Figure 20 : Échantillon non remanié dans la paraffine
Essai au scissomètre de laboratoire (ASTM D 4648) :
L’essai au scissomètre de laboratoire consiste au même but prédéfini dans l’essai
du scissomètre de chantier. Elle permet de comparer les valeurs afin de valider les
résultats. Il suffit de placer l’échantillon dans le montage et de s’assurer de percer un trou
avec une mèche afin d’enlever toute friction lors de l’insertion du croisillon dans
l’échantillon.
28
Figure 21 : Schéma du montage pour l'essai du scissomètre en laboratoire
Étant donné qu’on est au Saguenay-Lac-Saint-Jean et que l’Argile provient en
majorité de l’ancien dépôt de la mer Laflamme qui est une argile consistante, on choisit
initialement le ressort #4 qui est le plus rigide et qui a une constante préétablie lors de la
calibration et d’étalonnage de Kr = 0,504(N*cm)/degré. Le croisillon choisit est celui
ayant les plus grandes dimensions (12,7 mm x 12,7 mm) et qui a une constante également
préétablit lors de sa calibration et d’étalonnage de Kc= 2,331 (kPa/(N*cm)).
En suivant la norme ASTM D 4648, nous avons déterminé les résultats suivants :
Tableau 4: Prise de données pour l'essai de scissomètre en laboratoire
Non remanié Remanié
Déformation croisillon (°)
Déformation du ressort (°)
Déformation croisillon (°)
Déformation du ressort (°)
-3 47 34 45
0 48 35 47
2 49 36 48
3 56 37 49
4 60 38 50
5 63 39 51
6 67 40 51
8 67 41 52
29
10 67 42 52
12 69 45 52
14 71
20 71
Il est à noter que selon la norme, il faut effectuer l’essai remanié en moins de 60
secondes après que l’essai non remanié soit terminé.
Il faut ensuite convertir les résultats obtenus ci-dessus à un zéro relatif ce qui
donne :
Tableau 5 : Résultats pour le scissomètre de laboratoire
Non remanié Remanié
Déformation croisillon (°)
Déformation du ressort (°)
Déformation croisillon (°)
Déformation du ressort (°)
0 0 0 0
3 1 1 2
5 2 2 3
6 9 3 4
7 13 4 5
8 16 5 6
9 20 6 6
11 20 7 7
13 20 8 7
15 22 11 7
17 24
23 24
On détermine ensuite la résistance de l’argile à la rupture pour les deux essais qui
est le résultat devenu constant, cela signifie que le croisillon ne subit plus de contrainte
dans l’argile et se définit par l’angle de rupture (αrupt). Pour l’essai non remanié, on
détermine que cela se produit lorsque le croisillon atteint 17 degrés.
30
Figure 22 : Graphique de la déformation du croisillon en fonction de la déformation du ressort
Le moment de torsion maximal à la rupture pour l’essai non remanié se définit par :
Pour l’essai remanié, il se définit par :
On calcule ensuite la résistance au cisaillement non drainé et non remanié :
(
)
On calcule ensuite la résistance au cisaillement non drainé à l’état remanié :
(
)
Finalement, la sensibilité de l’argile (St) se détermine :
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25
Dé
form
atio
n d
u r
ess
ort
(°)
Déformation croisillon (°)
Résultats du scissomètre en laboratoire
Essai non remanié (Cu)
Essai remanié (Cur)
31
D’après Terzaghi et Peck, 1967 et Bowles, 1988 : La sensibilité de l’argile est de
moyenne sensible. Ce résultat diffère quelque peu de l’essai en chantier et cela est sans
aucun doute dû à la manipulation lors de l’essai. Étant donné que le tube utilisé sur le
terrain n’est pas standard, on ne pouvait pas utiliser le gabarit qui sert à retenir
l’échantillon. Alors, nous avons utilisé nos mains pour maintenir l’échantillon durant les
essais.
On peut donc conclure en prenant la pire situation qui est celle de l’essai au
scissomètre de chantier et qui s’avère sans aucun doute, selon nous, à être la méthode qui
est la plus représentative du sol en place pour le projet.
Détermination de la sensibilité des sols cohérents à l’aide du pénétromètre à cône suédois
(BNQ 2501-110) :
Afin de valider nos résultats obtenus avec les deux essais précédents, nous avons
décidé d’effectuer l’essai du cône suédois. L’essai s’effectue sur des sols cohérents ne
contenant pas de particules retenues sur le tamis de 80 μm.
Figure 23 : Schéma du montage de l'essai du cône suédois
L’essai n’a pas été concluant et nous n’avons pas été en mesure de l’effectuer. On
peut constater sur la figure ci-dessous que le silt fait en sorte qu’il reste des particules lors
de la triture du sol.
32
Figure 24 : Sol remanié lors de la triture
Étant donné que nous n’avons pas été en mesure d’écraser toute l’agglomération
de particules après 10 minutes d’essais, nous avons conclu que l’essai ne donnerait pas de
résultats significatifs.
Essai triaxial CU (ASTM D 4767) :
Nous avons tout d’abord débuté par la préparation de l’échantillon qui a pris 1
heure 15 minutes. La préparation s’est avérée à être une tâche très fastidieuse puisque
l’échantillon du terrain contient beaucoup de silt.
Nous avons pris un bout de l’échantillon recueilli d’une longueur de 68.85 mm.
Figure 25 : Coupe de l'échantillon obtenu par le forage pour différents essais
33
Ensuite, on le place sur le montage ci-dessous qui aidera à obtenir un échantillon
parfaitement cylindrique. On prend l’argile superflue afin d’effectuer une teneur en eau
(w) :
(
)
(
)
Figure 26 : Préparation de l'échantillon
La première étape est d’utiliser le fil d’acier et de faire des mouvements en forme
de J afin de ne pas dépasser le montage. Finalement, on utilise une règle afin de harasser
l’échantillon afin qu’elle soit parfaitement cylindrique. On constate que cette partie doit
être effectuée de manière très méticuleuse et artistique.
34
Figure 27 : Arasement de l'échantillon
Il faut ensuite vérifier que l’échantillon est conforme à la norme, il faut avoir un
diamètre d’au moins 30 mm et ne contenir aucune particule supérieure au dixième de son
diamètre. La longueur et le diamètre doivent être dans un rapport de 2 à 2.5. Notre
échantillon s’est avéré à être non conforme puisque lors de la manipulation, il y a eu une
rupture tangentielle et le rapport s’est soldé par 1.83.
Cela a pour effet de surestimer le résultat réel. Nous avons tout de même
continué les essais avec celle-ci par manque de matériel.
35
Figure 28 : Schéma du montage pour l'essai triaxial CU
L’essai triaxial CU (Consolidé, non drainé) ne s’est pas déroulé tel que prévu.
Étant donné que l’équipement est désuet, il y avait une fuite dans le système donc il nous
était impossible d’effectuer un essai triaxial, car on ne pouvait induire une pression de
consolidation de 200 kPa dans le système. De plus, il nous aurait pris un minimum de
trois échantillons afin de vérifier nos résultats sur la courbe-enveloppe de rupture de
Mohr-Coulomb. Afin de ne pas perdre notre échantillon, nous avons choisi d’effectuer un
essai en compression simple qui s’est avéré à être moins représentatif de la réalité et des
conditions sur le terrain, mais nous donne quand même des résultats pour avoir une idée
de grandeur de la résistance du sol en place.
Essai de compression simple (ASTM D 2166) :
L’essai consiste à obtenir la résistance au cisaillement non drainé de l’échantillon
en appliquant une force selon la gravité. Les normes sur les dimensions de l’éprouvette
sont identiques à l’essai triaxial.
36
Figure 29 : Schéma du montage pour l'essai de compression simple
La vitesse de déformation axiale était de 0,762 mm/min. Il suffit de prendre une
lecture à chaque intervalle de 20 divisions sur le cadran de déformation verticale et de
prendre la lecture de la déformation de l’anneau. Une division du cadran de déformation
verticale est égale à 0.001 mm et de 13,793 kg pour une division du cadran de l’anneau
qui est nécessairement sa constante trouvée lors de l’étalonnage de celle-ci. La longueur
initiale (L0) était de 68,85 mm2 et son aire initiale (A0) était de 1115,69 mm
2.
37
Tableau 6 : Résultats de l'essai en compression simple
Déformation verticale (ΔL)
[mm]
Déformation de l'anneau
(Lan) [div.]
Déformation axiale (ε) =ΔL/L0
[%]
Aire =A0/ (1-ε)
[cm2]
Charge P Constante*Lan
[N]
Contrainte axiale P/A
[kPa]
0 0 0,0 11,16 0,0 0,0
0,1 8 0,1 11,17 5,7 0,5
0,2 18 0,3 11,19 12,8 1,1
0,3 30 0,4 11,21 21,3 1,9
0,4 40 0,6 11,22 28,4 2,5
0,5 56 0,7 11,24 39,8 3,5
0,6 69 0,9 11,25 49,1 4,4
0,7 78 1,0 11,27 55,5 4,9
0,8 87 1,2 11,29 61,9 5,5
0,9 97 1,3 11,30 69,0 6,1
1 109 1,5 11,32 77,5 6,8
1,1 114 1,6 11,34 81,1 7,2
1,2 123 1,7 11,35 87,5 7,7
1,3 132 1,9 11,37 93,9 8,3
1,4 139 2,0 11,39 98,9 8,7
1,5 146 2,2 11,41 103,8 9,1
1,6 152 2,3 11,42 108,1 9,5
1,7 159 2,5 11,44 113,1 9,9
1,8 166 2,6 11,46 118,1 10,3
1,9 171 2,8 11,47 121,6 10,6
2 176 2,9 11,49 125,2 10,9
2,1 181 3,1 11,51 128,7 11,2
2,2 186 3,2 11,53 132,3 11,5
2,3 191 3,3 11,54 135,8 11,8
2,4 196 3,5 11,56 139,4 12,1
2,5 201 3,6 11,58 143,0 12,3
2,6 204 3,8 11,59 145,1 12,5
2,7 206 3,9 11,61 146,5 12,6
2,8 210 4,1 11,63 149,4 12,8
2,9 212 4,2 11,65 150,8 12,9
3 215 4,4 11,67 152,9 13,1
3,1 217 4,5 11,68 154,3 13,2
3,2 217 4,6 11,70 154,3 13,2
3,3 216 4,8 11,72 153,6 13,1
3,4 212 4,9 11,74 150,8 12,8
3,5 202 5,1 11,75 143,7 12,2
3,6 191 5,2 11,77 135,8 11,5
38
3,7 176 5,4 11,79 125,2 10,6
3,8 167 5,5 11,81 118,8 10,1
3,9 160 5,7 11,83 113,8 9,6
Figure 30 : Courbe de l'essai de compression simple
On constate que la déformation axiale à la rupture est de 4.5 %.
La contrainte à la rupture maximale se détermine :
Finalement, on détermine la résistance au cisaillement non drainé et non remanié :
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Co
ntr
ain
te a
xial
e P
/A (
en
KP
a)
Déformation axiale ε (en %)
39
Figure 31 : Plan des fissures lors de l'essai
On constate que le plan des fissurations est parfait.
Figure 32 : Rupture de l'échantillon
Voici un bref résumé de résultats obtenus pour tous les essais :
Tableau 7 : Résultats pour la résistance au cisaillement non drainé
Résistance au cisaillement
non drainé
Scissomètre de
chantier
Scissomètre de
laboratoire
Compression simple
Cu (Non remanié) en kPa 98 28,20 6,6
Cur (Remanié) en kPa 10 8,22 N/A
40
Détermination de la capacité portante du sol :
Étant donné que nous n’avons pas été en mesure d’effectuer des essais triaxiaux,
nous avons décidé d’utiliser les valeurs de la littérature du livre de mécanique des sols de
monsieur Vincent Robitaille. Selon le code national du bâtiment (CNB), la capacité
portante admissible (qa) devrait se situer entre 50 à 100 kPa puisque la consistance de
l’argile est catégorisée comme ferme. Afin de catégoriser l’argile, nous avons effectué le
test de liquéfaction in situ et de l’essai du pouce, c’est-à-dire que le pouce pouvait
seulement marquer la surface du sol d’environ 6 mm.
Afin de vérifier si le système de fondations choisies est n’occasionnera pas une
rupture du sol en place, il faut appliquer un facteur de sécurité contre la rupture de 3 qui
est très conservateur. On pose un angle de friction nul puisqu’il s’agit de la pire situation
lorsqu’il n’y a pas de cohésion entre les particules.
Voici les données que nous avons utilisées :
Angle de friction (φ) = 0 degré
Profondeur de la semelle = 2 mètres
Poids volumique du sol (argile) situé sous la semelle (γsat) = 17,3 KN/m3
La nappe d’eau se situe à 1,27 mètre. Puisqu’il s’agit d’une semelle filante, les
coefficients de forme Sc, Sq et Sy égalent 1. C’est aussi le cas des coefficients
d’inclinaison de la charge ic, iq et iy, car la semelle porte une charge verticale.
Comme la position de la nappe, qui coïncide avec le dessus du dépôt d’argile, se
trouve au-dessus du niveau de la semelle, on utilise le poids volumique déjaugé de
l’argile dans le terme de profondeur de l’équation générale de la capacité portante :
On calcule la valeur de la contrainte effective (σ’v0) au niveau de la semelle :
On peut maintenant calculer la capacité portante à court terme. Puisque φ = 0, les
coefficients de capacité portante :
Nc = 5,1, Nq = 1, Ny = 0
Amputée du terme de profondeur, la capacité portante se calcule comme suit :
41
On remarque que l’équation de la capacité portante à court terme est fonction du
Cu qui est la résistance au cisaillement non drainé et non remanié.
Tableau 8 : Résultats pour la capacité portante admissible
Capacité portante admissible Scissomètre de
chantier
Scissomètre de
laboratoire
Compression simple
qa (Non remanié) en kPa 98 57 21
L’intervalle des résultats est très grand comme on peut le constater. Cependant,
nous aurions tendance à effectuer une moyenne entre les 3 essais qui serait tout de même
très sécuritaires puisqu’elle contient toutes les trois le coefficient de sécurité et nous
avons plus confiance en l’essai qui a été effectué sur le chantier que ceux en laboratoire
puisque les essais ont été non conformes. Cependant, afin de valider ce résultat, il faudrait
sans aucun doute refaire les essais afin qu’elles soient valides.
Nous posons que la capacité portante admissible pour le sol du projet est de:
Qui respecte l’intervalle du tableau 5.6 de la référence #7.
3.5. Démarche pour l’obtention d’un permis de construction de la municipalité (T5)
Nous avons appelé le service d’aménagement du territoire et urbanisme de la ville
de Jonquière. Madame Johanne Girard qui est inspectrice a gentiment répondu à toutes
nos questions à ce sujet.
Pour effectuer une demande de permis pour une nouvelle construction, il suffit
d’envoyer les documents suivants :
2 X Copies des plans de constructions de la maison
1 X Certificats de localisation
Finalement, le tarif pour ce permis est de 200 $ + taxes.
3.6. Implantation du bâtiment (T6)
L’implantation de la maison unifamiliale est faite à partir du cadastre 03 21A-546
de la ville de Jonquière qui a une superficie de 595 m2 (6 400 pieds carrés). La figure 6
représente la localisation de manière non officielle, car afin qu’il soit valide, il faut le
faire approuver obligatoirement par un arpenteur-géomètre. Cette formation est
42
universitaire et nécessite d'être dans un ordre professionnel afin de pratiquer cette
profession.
Selon les règlements de la municipalité, il y a des marges d’emprises pour les
terrains. Cependant, il est a noté que celles-ci ont été changées en 2011 mais étant donné
que le terrain ait été acheté avant cette date, ce changement ne s'applique pas. Le tableau
2 résumera ces conditions :
Tableau 9 : Lignes d'emprise de la municipalité
Figure 33 : Certificat de localisation; unité en mètre (Non-Officiel)
Nous constatons que les lignes d’emprises du tableau 2 en pointillés sur la figure
6 nous ont aidés à implanter le bâtiment.
Marge Distance
Avant/Arrière 7.5 m (24.6 pieds)
Gauche (Avec Garage) 0.6 m (2 pieds)
Droite 2 m (7 pieds)
43
3.7. Choix du système de drainage pour les fondations (T7)
Nous avons déterminé que le système de drainage qui sera utilisé pour les
fondations a fait ses preuves depuis plusieurs décennies. Il s’agit du drain français, le
diamètre choisi est de 100 mm (4 pouces) afin d’avoir un drainage efficace qui
empêchera les infiltrations d’eau dans le sous-sol de la construction en plus d’être entouré
sur toute sa longueur d’une membrane de polyéthylène de 0,10 mm d’épaisseur. La
méthode d’installation est également très importante afin de s’assurer de l’efficacité du
drain. La figure 7 représente donc cette méthode d’installation.
Figure 34 : Méthode d'installation du drain français [2]
Pour ce qui est des quantités, nous avons déterminé qu’il faudra commander 60
mètres de longueur de drain agricole avec membrane (Diamètre de 100 mm) et remblayer
avec du 0-3/4’’ sur une hauteur minimale de 150 mm (6 pouces) qui donne un volume de
1.5 m.
3.8. Conception des fondations (T8)
Il existe plusieurs types de fondations qui peuvent être réalisé tels que semelles
filantes, un radier général, ou même des pieux. Pour ce projet, nous avons décidé de
choisir des semelles filantes puisqu’il s’agit du choix le plus économique et qui est choisi
dans la majorité du temps par les entrepreneurs généraux. Ce choix sera justifié lors des
tests effectués In Situ et en laboratoires.
44
Pour ce qui est des semelles filantes, il est important de comprendre qu’il faut
s’assurer d’une excellente liaison entre les semelles et les murs de fondations, c’est pour
cela qu’il faut une clé entre les deux éléments tels que représentés sur la figure 8. Cela
évitera une infiltration d’eau entre la semelle et le mur de fondation en plus de donner
une certaine résistance en cisaillement dû à la pression des terres.
Figure 35 : Détail de la liaison entre les semelles et les murs de fondations [3]
Dans le cas contraire, il suffira simplement d’augmenter l’aire des semelles
filantes et des pilastres afin d’augmenter la résistance en vérifiant également qu’il n’y a
pas de rupture du sol calculé dans la tâche 4.
Il est à noter que le haut de la fondation comporte une clé qui servira à venir
appuyer la brique à une hauteur un peu plus basse afin que le béton soit le moins visible.
Ceci sert simplement comme aspect esthétique et est couramment utilisé comme méthode
de construction. Voici l’esquisse contenant les dimensions de la semelle filante et des
murs de fondation qui a servi, à l’aide de la commande de balayage à effectuer la
conception sur la modélisation.
45
Figure 366 : Esquisse de la semelle filante et du mur de fondation
3.8.1 Semelles filantes
Il faut effectuer un premier dimensionnement préliminaire en se fiant au standard
usuel effectué dans le domaine de la construction. Habituellement, la surlargeur de la
semelle doit être égale à son épaisseur. Ceci est la règle du pouce établi dans le domaine
de la construction afin de ne pas avoir de problème avec celle-ci tel que le phénomène de
poinçonnement. Afin de pouvoir assoir la brique ou de la pierre sur la fondation, il faut
que sa largeur soit de 10 pouces. Le standard est de 8 pouces pour les autres revêtements.
La semelle préliminaire mesura 24 pouces de largeur par 8 pouces d’épaisseur.
46
Figure 377 : Largeur des murs de fondations (Coffrages) [11]
3.8.1 Dimensionnement des semelles isolées
À l’aide de la tâche 16, plus précisément du point 3.16.3, on détermine que le
poteau transmet un effort pondéré de 82 KN au sol. Cependant, on dimensionne une
semelle isolée qui servira à transmettre l’effort appliqué au poteau sur la surface du sol. Il
suffit d’analyser la formule de la contrainte pour constater que si le sol n’est pas assez
résistant, il suffira d’augmenter l’aire de la semelle isolée afin qu’il n’y ait pas rupture du
sol. Lors de la tâche 4, tests en laboratoires sur les échantillons de sol, nous avions
déterminé que la contrainte admissible du sol était de 85 kPa avec un facteur de sécurité
de 3. En choisissant une semelle isolée carrée de 1 m2, la résistance du sol serait de 85
KN comparativement à 82 KN pour la charge appliquée.
3.9. Calcul des coffrages et du volume de béton (T9)
Une modélisation SolidWorks a été réalisée afin de valider les calculs effectués à
la main. Nous avons utilisé la fiche #11 de l’Association de Béton du Québec (ABQ) afin
d’effectuer les calculs pour représenter le mieux possible le volume de béton nécessaire
pour la construction de cette maison.
47
Figure 388 : Modélisation des fondations sur SolidWorks
Ce volume est purement théorique et servira seulement à donner un ordre
grandeur du besoin, il ne tient pas non plus en compte des paramètres suivants :
La déformation des coffrages sous la pression du béton
La tolérance de pose des coffrages
L’irrégularité des fondations granulaires
Il est à noter également qu’il doit y avoir une clé entre les murs de fondations et
des semelles filantes. Voir la figure représentant la clé dans le rapport d’étape #1.
Elle sert à assurer une liaison lors de la coulée entre les semelles et les murs de
fondations en plus de permettre de réduire inévitablement l’infiltration d’eau au sous-sol
de la maison en plus de donner une résistance en rigidité face à un séisme. Il est donc très
recommandé de faire cette clé lors de la construction, il suffit seulement de prévoir des
madriers lors de coulé à l’endroit prévu.
48
Voici un résumé des quantités établies par les calculs et le logiciel SolidWorks :
Tableau 10 : Résumé des quantités de béton et des coffrages
Éléments Volume (en m)
Coffrage (en m)
Semelles filantes 7,9 25,9
Pilastres 0,4 1,5
Murs de fondation 41,8 336,7
Dalle
Garage 3,8 2,6
Maison 6,0 4,6
Total 60,0 371,4
3.10. Détermination des charges pour le calcul de la charpente (T10)
Avant de pouvoir concevoir la structure de la maison, il faut déterminer les
charges qui solliciteront la charpente. Pour ce faire, l'équipe a utilisé le Code National
du Bâtiment pour établi la charge de neige et de vent. Les pages utilisées dans ce
document se trouvent en annexe. Le CNB possède un tableau répertoriant certaines
données climatiques de province et de localité. Nous avons employé les données ayant
une récurrence de 1/50. D'une part, l'équation pour déterminer le chargement de neige
que supportera notre maison est présentée ci-dessous et celui-ci sera donné sous forme
de pression (kPa).
[ ]
Cependant, avant de connaître la charge de neige, l'équipe a dû déterminer les
coefficients manquants. Les facteurs Ss et Sr ont été trouvés grâce au tableau du CNB.
Le coefficient de risque « Is » a été posé égal à 1.00, car les maisons standard se
retrouvent dans la catégorie de risque normal. Le coefficient de charge de neige sur le
toit « Cb » a pu être établie grâce aux dimensions de la maison qui sont 11.58 m x
11.58 m (38' x 38').
Pour cette valeur de lc, le Code nous dicte d'utiliser un Cb égal à 0.8. Pour de plus
amples détails, on peut se référer à l'article 4.1.6.2 paragraphe 2 du Code National du
49
Bâtiment[4]
. En ce qui concerne le coefficient d'exposition au vent « Cw » , l'équipe a
utilisé une valeur de 1.00. Pour le coefficient de pente « Cs », on utilise la petite formule
suivant pour le déterminer :
Le facteur α représente la pente du toit. Étant donné que le toit de la maison
comporte quatre versants, nous avons décidé d'utiliser la pente la plus contraignante soit
39.8 °. Pour cette valeur, le coefficient de pente est égal à 0.76. Finalement, le
coefficient de forme « Ca » est posé à 1.00. Ayant tous les coefficients, la charge de
neige a pu être calculée.
[ ]
D'autre part, la charge de vent se calcule aussi avec une équation fournie par le
Code du Bâtiment. Certains coefficients ont dû également être déterminés et les données
climatiques ont aussi été prises dans le code.
Le coefficient de risque dû à la charge de vent « Iw » est évalué à 1.00. Le facteur
d'exposition « Ce » se trouve avec la formule qui suit et la hauteur totale du bâtiment.
Dans notre cas, la maison aura une hauteur totale de 7.1 mètres.
(
)
(
)
Les coefficients CgCp qui sont respectivement le coefficient de rafale et de
pression extérieure. Ceux-ci varient selon la direction du vent par rapport au faîte de la
maison. Nous avons obtenu 1.05 pour un vent perpendiculaire à la faite et -0.85 pour un
vent parallèle. Finalement, les pressions de vent calculées pour les différentes directions
sont 0.33 kPa et -0.27 kPa.
50
3.11. Conception de la toiture et des fermes de toit (T11)
3.11.1 Étape préliminaire à la conception
Avant d'entreprendre la conception des fermes de toit, une étude des modèles de
ferme disponibles et de celles qui sont utilisées sur le marché a dû être faite. Certains
livres et sites ont été consultés afin d'obtenir des éclaircissements sur le monde qu'est la
conception de fermes de toit. Le site internet de l'Association canadienne des fabricants
de fermes de bois [5]
a été très utilisé. Le promoteur du projet désirait avoir un toit de
maison à ferme de toit non habitable. Donc, le modèle retenu fut les « truss Howe » .
Étant donné que le toit n'est pas standard, c'est-à-dire qu'il comporte une tourelle,
un pignon, le toit du garage et une lucarne, nous avons décidé de diviser le toit en quatre
parties. Seulement certaines fermes constituant les points 1,3 et 4 ont été faites.
Figure 9: Ferme Howe
2 4 3
1
Figure 10: Division du toit
51
De plus, vu les nombreuses interrogations, une visite à la charpenterie de
Chicoutimi a été faite. Donc, avant de présenter la conception des fermes, voici un petit
résumé de la visite.
En effet, dans le cadre du projet, une visite à la charpenterie s'est avérée utile à la
conception des fermes de toits ainsi qu'à la conception des murs. Monsieur Gaétan
Girard, directeur à la production, nous a donné le privilège de connaître davantage la
charpenterie de Chicoutimi. Dans un premier temps, une visite guidée de l'usine de
fabrication des fermes de toit a été faite afin de bien comprendre la méthodologie de
fabrication utilisée par la charpenterie. En fait, un système automatisé permet d'entrer
dans le système toutes les dimensions nécessaires au montage de la ferme. Le montage
débute donc par le sciage des membrures. Étant donné que toutes les mesures sont dans
l'ordinateur relié à la scie, la coupe s'avère très facile. Celle-ci se programme de façon à
avoir l'angle et la bonne longueur pour le morceau que l'opérateur choisit de faire. Par la
suite, une aire de stockage est placée non loin de l'aire d'assemblage. Toutes les
dimensions des membrures ainsi que les plaques d'assemblages sont bien identifiées.
Rendu à l'assemblage de la ferme, il y a un projecteur qui projette le plan de la ferme de
toit à monter. De plus, un laser au plafond est installé pour montrer au travailleur les
endroits où chaque membrure et type de plaque doit être placée. Le processus
d'assemblage est très rapide. Cela prend en moyenne environ 3 minutes à une équipe pour
construire une ferme de toit. Sur la figure ci-dessus, on peut voir à quoi ressemble l'aire
d'assemblage. Il a noté que l'assemblage des membrures des fermes est assuré par des
plaques fournies par la compagnie MiTek. Sur l'image qui suit, on peut voir à quoi
ressemblent les plaques en question.
52
Figure 41: Plaque d'assemblage MiTek
Après la visite de cette usine, M.Girard nous a fait visiter celle des poutrelles
ajourées. Tout comme pour les fermes de toit, un laser est placé au plafond pour aider les
travailleurs au montage des poutrelles. Une scie est également présente dans l'usine et un
opérateur est chargé des coupes. Cette scie fonctionne de la même manière que celle dans
l'usine des fermes de toit. Le montage d'une poutrelle est un peu plus long que pour une
ferme et prend environ 5 minutes à être conçu.
Figure 42 : Poutrelle ajourée
La dernière usine qui a été visitée est celle pour les murs usinés. Étant donné que
nous sommes présentement dans la saison hivernale, la charpenterie n'a pas beaucoup de
contrat. Donc, l'usine fonctionne avec un effectif réduit. Ainsi, lorsque nous avons été
pour les murs, il n'y avait pas grand mouvement dans l'usine. Par contre, nous avons eu la
chance de voir les installations. Le montage des murs est un processus plus compliqué et
53
beaucoup plus long que pour les fermes de toit et des poutrelles. La raison est due au fait
que les travailleurs doivent poser de l'isolation entre les colombages et parfois mettre une
partie des revêtements extérieurs tels que les pares-vapeurs, les pare-air, etc. Voici une
image qui montre un mur usiné.
Figure 43: Mur usiné
Suite à la visite de chaque usine, nous avons rencontré madame Hélène Simard
qui est une technicienne en architecture. C'est elle qui est chargée de la conception et du
montage des plans pour les fermes de toit. Pour pouvoir concevoir ces fermes, elle utilise
en parallèle les plans fournis par le client et le logiciel SAPPHIRE fourni par la
compagnie MiTek. Le logiciel SAPPHIRE ressemble beaucoup à nos logiciels de
conception en structure. La seule différence est que celui-ci est adapté à la réalisation de
ferme de toit. Il est possible avec ce programme d'entrer toutes nos données liées au
projet tel que les revêtements, les portées, les hauteurs, les charges, etc. Ainsi, avec toutes
ces données, le logiciel est en mesure de sortir un premier jet de ferme. Selon le jugement
et l'expérience de la technicienne, celle-ci est en mesure d'effectuer les correctifs à la
ferme s'il y a besoin. Dans le cours de la rencontre, l'équipe en a profité pour poser
certaines questions en ce qui concerne la conception des fermes. Nos interrogations se
situaient au niveau des charges applicables à une ferme de maison, l'espacement standard
et la grosseur des membrures. Il s'en suit que les charges applicables sont précisées dans
le Code National du Bâtiment et que celle-ci est de 3 lb/ft pour la corde supérieure et de
7 lb/ft pour la corde inférieure. Pour ce qui est des espacements et de la grosseur des
membrures, la technicienne a mentionné que, le plus courant pour des maisons
54
résidentielles, l'espacement est de 610 mm centre à centre et que les fermes sont
fabriquées en 2x4 soit des 38 x 89 mm. De plus, lors du montage du toit, la technicienne
essaie le plus possible d'avoir un nombre pair de fermes.
Bref, cette visite à la Charpenterie de Chicoutimi s'est avérée très constructive et a
permis à l'équipe de pouvoir effectuer certains éclaircissements sur la conception des
fermes de toit.
D'un autre côté, à la suite de cette rencontre, les charges de sollicitation des
fermes ont été fixées à 3 lb/ft (0.04378 kN/m) pour la corde supérieure et à 7 lb/ft
(0.102 kN/m) pour la corde inférieure. Aussi, il a été inclus dans nos analyses la poussée
des vents sur le toit. Le vent occasionne un soulèvement du toit ce qui génère un
soulagement des charges. Donc, il faudra considérer la combinaison de charge la plus
adéquate. Il est important de noter que les plaques d'assemblages représenteront des
rotules dans le logiciel de conception. Celles-ci ne confèrent pas aux cadres des fermes un
« encastrement», car il y a toujours possibilité de mouvement aux joints.
Voici les nouvelles charges qui seront utilisées pour la conception des fermes.
Charge permanente :
Membrure supérieure :
Pour celle qui fait un angle :
Membrure inférieure :
Charge de neige demeure inchangée :
Membrure supérieure :
Pour celle qui fait un angle :
55
Charge de vent :
Membrure inférieure :
Combinaison de charge utilisée :
Où D: charge permanente
S: Charge de neige
W: Charge de vent
3.11.2 Conception des fermes de toit
Comme il a été mentionné au point précédent, seulement trois parties du toit
seront sujettes à la conception soit les cases 1, 3 et 4. En effet, cinq fermes qui
constitueront le toit principal, soit la case 1 de la figure 41, seront conçues. Deux autres
fermes seront également faites et feront parties du toit no.3 et no.4. Ce sont les
principales fermes qui ont été considérées.
La réalisation de ces fermes de toit sans logiciel adapté pour ce type de
conception est très complexe à optimiser! En effet, afin d'avoir des fermes pouvant
supporter les charges de sollicitation ainsi que d'être économiques, les charpentiers
utilisent des programmes spécialement conçus pour cela. Dans notre cas, l'essai et erreur
était la solution afin d'obtenir des fermes de toit les plus réalistes et les plus optimisées.
Cependant, certaines notions acquises durant notre baccalauréat ont été mise en
application.
Donc, le but était d'obtenir des fermes de toit le plus standard possible avec l'aide
des logiciels à notre disposition. Les critères qui ont été imposés sont que l'épaisseur des
membrures se devait d'être de 39 mm (2 pouces) le plus possible et que l'ensemble des
membrures aient la même épaisseur pour que les connexions entre ceux-ci soit simples.
Le matériau des membrures est du bois classé visuellement S-P-F_12. L'espacement des
fermes de toit a été posé à 610 mm (24 pouces), car c’est les standards dans le domaine
de la construction. Aussi, la flèche maximale pour chaque côté du cadre de la ferme de
56
toit se devait d'être inférieure à L/360. Il est à noter que le calcul de la flèche est effectué
avec les charges non pondérées. D'un autre côté, nous tenons à spécifier que les
membrures formant les cadres des fermes sont retenues sur toute leur longueur en raison
de la présence de planche de contre-plaqué permettant le recouvrement du toit. Les sept
fermes de toit qui ont été réalisées sont présentées une à une un peu plus loin dans cette
section. Une figure les accompagnera pour présenter leur emplacement dans le toit.
Étant donné que ce n'était pas évident de trouver les mensurations du cadre des
fermes, nous avons utilisé le logiciel SolidWork pour connaitre par exemple les angles
internes des treillis, la longueur des membrures, la hauteur du toit (16'), etc.. Ainsi, en
utilisant de façon parallèle ces deux logiciels, l'équipe a pu élaborer différents scénarios
de division interne pour chaque ferme conçue. L'ensemble du toit a été modélisé sur ce
logiciel. Par ailleurs, afin de valider les résultats et les critères de conception, un calcul à
la main a été fait. On retrouve ce calcul au point suivant soit 3.12.
La première ferme de toit qui a été modélisée sur le logiciel Visual Design est
la «ferme maitresse» . Celle-ci se trouve à être les points A sur les figures suivantes.
Figure 44: Toit sur SolidWorks
57
Pour sa conception, nous voulions avoir à l'intérieur de la ferme des diagonales
formant un angle de 45 ° avec l'horizontale. Pour cela, nous avons placé des madriers
verticaux à tous les environ 1.00 mètre. Une fois le cadre modélisé, certains paramètres
ont dû être entrés tel que le matériau des membrures, les conditions limitent des
membrures, les charges de sollicitation, les combinaisons de charges qu'on veut étudier,
etc. La structure de cette ferme nous a donné ceci :
A
Figure 11 : Toit à quatre versants (Ferme maitresse)
Figure 12: Emplacement de la ferme sur le toit
A
58
En ce qui concerne le chargement de la ferme de toit, on peut voir sur les figures
suivantes que la charge permanente n'est pas symétrique. En effet, le côté gauche de la
maison comporte un garage. Le toit de celui-ci vient se marier sur le toit principal de la
maison créant ainsi une charge supplémentaire sur quelques « trusts» du côté gauche.
Figure 48: Chargement « Dead Load »
Figure 13 : Arrangement de la structure de la ferme maitresse
59
Figure 50 : Charge de vent
L'étape suivante consistait à comparer les résultats obtenus suite au calcul
à la main avec ceux que le logiciel donnait. L'image qui suinte présente les efforts
internes calculés par Visual Design. Les conditions d'appuis ne sont pas pareilles à ce
que nous avons posé dans nos calculs à la main. En fait, pour que le logiciel puisse
résoudre la matrice de rigidité, il fallait qu'un appui soit bloqué en « X», car il y avait
une division par 0. Ce qui veut dire qu'il y avait comme une instabilité dans le système.
Donc, nous avons conclu qu'après comparaison que le logiciel fournissait les mêmes
valeurs que celle calculée manuellement. Bref, les critères imposés au logiciel ainsi que
les conditions des membrures et d'appuis étaient justes.
Figure 49: Chargement de neige
60
Le logiciel Visual Design offre la possibilité d'optimiser les membrures selon différents
critères que le concepteur doit choisir. Donc, ces critères ont été présentés plus haut dans
ce texte, mais nous avons également précisé au logiciel que nous voulions faire un
«Design» qui optimise selon l'inertie des membrures. Il offre également la possibilité
d'imposer une épaisseur maximale des membrures. Dans notre cas, cette valeur a été fixée
à 38 mm (2 pouces). Suite à l'analyse par le logiciel, nous avons obtenu les grandeurs de
membrure suivante :
Tableau 11: Grosseur des membrures
Cadre de la ferme de toit 38 mm x 140 mm (2"x6 ")
Éléments verticaux 38 mm x 89 mm (2"x4 ")
Éléments diagonaux 38 mm x 140 mm (2 " x 6 ")
:
Avec ce dimensionnement, on peut voir la répartition de la sollicitation dans la
ferme de toit sur l'image ci-dessous. On remarque qu'il y a deux membrures en rouge sur
les diagonales de la ferme. Cette couleur signifie que les membrures sont sollicitées à
plus de 100 %. Cependant, dans ce cas-ci, les membrures sont sollicitées à 103 %. Nous
avons jugé que cela n'était pas assez important pour refaire un dimensionnement avec des
membrures plus importantes étant donné la pondération des charges.
Figure 14: Effort interne trust maitresse
61
Le code de couleur pour les sollicitations est présenté sur la charte ci-dessous.
Figure 53: Charte de couleur pour les sollicitations
La figure suivante présente la déformation de la ferme maitresse. On peut voir la
déflexion maximale sous un chargement non pondéré est égale à 12.82 mm. Ce qui est
inférieur à la limite étant de L/360 pour une longueur de 11.58 m (38 '). La flèche
maximale autorisée est de 32 mm.
Figure 15 : Sollicitation pour la ferme maitresse
62
Pour ce qui est de la deuxième ferme de toit conçu pour la partie 1 du toit, la
même ferme de toit a été utilisée, car celle-ci servira pour l'autre côté. Cependant, les
charges ont changé, car c'est la partie 3 du toit qui vient se marier dessus. On peut voir
l'emplacement de cette ferme par le point B.
Figure 56: Emplacement de la deuxième ferme
Figure 164 : Déformé de la ferme
Figure 17 : Structure ferme de toit maitresse côté gauche
B
63
Le chargement pour cette ferme ne sera pas pareil à la précédente. La distribution
des charges a été positionnée de cette façon :
Figure 59 : Charge de vent
Toujours de la même manière, nous avons utilisé Visual Design pour optimiser
nos membrures selon le chargement et les critères. Cependant, dans ce cas-ci au lieu
d'utiliser l'option « optimisation » nous avons pris celle de « vérification ». Nous voulions
garder la même structure que l'autre ferme maitresse, mais il fallait vérifier si celle-ci était
Figure 57: Chargement « Dead Load »
Figure 58: Chargement de neige
64
en mesure de reprendre le nouveau chargement. Le logiciel nous a donné comme résultat
les sollicitations et la déformée suivantes :
On peut conclure ici que la ferme est correcte pour le chargement qui lui est
imposé, car il n'y a pas de sollicitations en rouge, c'est-à-dire que toutes les membrures
sont sollicitées en dessous de 100 % hormis deux qui sont à 100.5 %. Pour ce qui est de la
déflexion, on remarque que celle-ci est à 12.34 mm ce qui est en dessous de 32 mm.
La troisième ferme de toit qui a été faite est un autre « trust » qui constituera les
versants de la partie 1 du toit. L'apparence de cette ferme sera similaire à celle de la ferme
de toit maitresse. Sa position sur le toit est montrée par le point C sur la figure suivante.
Figure 61: Sollicitation de la deuxième ferme
Figure 60: Déformé de la deuxième flèche
65
Figure 62 : Position de la troisième ferme sur le toit
La structure et le positionnement des membrures dans la ferme sont présentés
également sur la figure suivante.
Comme la ferme maitresse du même versant, le toit du garage vient également se
marier sur la ferme de toit présentement étudié. Le chargement de la ferme sera ainsi non
symétrique. L'image qui suit présente la distribution des charges.
C
Figure 18 : Structure de la troisième ferme
66
Figure 66: Charge de vent
Pour ce qui est de la grosseur des membrures qui constituent cette ferme nouvelle,
on peut voir dans le tableau plus bas que le cadre est aussi de 2x6 pouce (38 x 140 mm.
Étant donné que la ferme est plus grosse, certaines membrures se sont avérées trop
Figure 19 : Chargement « Dead load »
Figure 20 : Chargement de neige
67
longues faisant en sorte que la résistance en compression est diminuée due au
flambement. Pour certaines membrures, des entremises ont été posées pour ainsi diminuer
la longueur effective des membrures. Ces membrures sont en mauves sur la figure qui
suit. Nous aurions pu éviter les entremises en augmenter l'épaisseur des membrures à
64 mm soit 3 pouces, mais nous voulions rester dans les standards.
Tableau 12 : Grosseur des membrures
Cadre de la ferme 38 mm x 140 mm (2"x6 ")
Membrures intérieures de la ferme 38 mm x 89 mm (2"x4 ")
Les sollicitations de cette ferme sont encore une fois adéquates. Aucune
membrure n'a été conçue de façon à être trop sollicitée où qu'il y ait une flèche trop
importante. La flèche obtenue est égale à 5.66 mm. Les résultats des sollicitations et de la
déformation sont présentés avec la figure ci-dessous.
Figure 21 : Membrures contreventées
68
La quatrième ferme de toit étudié consiste au même type de ferme que la
troisième sauf que celle-ci est située sur l'autre côté du toit. Cette ferme sera sollicitée
autrement que la troisième. L'emplacement de cette ferme est situé au point D sur l'image
plus bas.
Figure 68 : Sollicitation de la troisième ferme
Figure 69 : Déformé de la troisième ferme
69
Figure 70 : Emplacement de la quatrième ferme
La figure qui suit présente le chargement « Dead load » ainsi que les membrures
comportant une entremise. Pour ce qui est du chargement de neige, celui-ci est identique
à la troisième ferme de toit.
Les sollicitations de cette ferme sont encore une fois en dessous de 100 % et la
flèche est respectée avec une déflexion de 5.57 mm. On présente plus bas les
sollicitations sur la ferme no.4.
Figure 22 : Chargement « Dead load »
D
70
La cinquième ferme de toit constitue la plus grosse de la partie 1 du toit avec une
hauteur de 4.82 mètres (environ 16 pieds). Son profil est différent des quatre dernières
fermes étudiées. On la retrouve 4 fois dans le toit et chacune est séparée à 610 mm
centres à centre. Le point E sur la figure suivante présente les 4 fermes sur le toit. Ces
quatre fermes sont identiques, car elles reçoivent les mêmes charges.
Figure 73 : Emplacement de la cinquième ferme
L'arrangement de cette ferme de toit est présenté sur la figure ci-dessous. On
remarque que la ferme est faite en deux parties étant donné la hauteur de celle-ci. Sur le
chantier, elle sera également montée en deux sections.
Figure 72 : Sollicitation de la quatrième ferme
E
71
Figure 74 : Arrangement de la cinquième ferme
Le chargement sur ces fermes est de même grandeur que les autres fermes.
Cependant, aucune autre partie de toit ne vient se marier sur celles-ci. Les charges sont
alors symétriques.
Figure 75 : Chargement « Dead Load »
72
Figure 76 : Chargement de neige
Figure 77: Chargement de vent
Malgré l'ampleur de la ferme de toit, celle-ci a pu être conçue avec un cadre
comportant des membrures de 38 mm x 140 mm (2"x 6"). Cela a été possible grâce à la
séparation de la ferme en deux parties. Pour que les membrures de 38 mm puissent être
sollicitées en dessous de 100 %, deux membrures ont dû avoir des entremises. On peut
voir les membrures en question sur la figure suivante.
73
Figure 78 : Membrures avec entremise
Les membrures intérieures ont une section de 38 mm x 89 mm (2"x4 "). Le reste qui
forme le cadre des deux parties est formé de 38 mm x 140 mm (2"x6"). L'image qui suit
présente les sollicitations des membrures pour ces quatre fermes de toit. La flèche a été
également respectée avec une déflexion de 4.29 mm.
Figure 79 : Sollicitation de la cinquième ferme
Par ailleurs, la sixième ferme de toit réorganisé constitue la partie 4 du toit. Le profil
de cette ferme est similaire à celle de la cinquième ferme et aura à supporter les mêmes
charges. Malgré le fait que les dimensions de cette partie sont moins considérables, la
structure de la ferme a été tout de même conçue en 38x140 mm. Les deux figures plus
74
basses présentent respectivement l'emplacement de ce « trust » sur le toit ainsi que son
arrangement.
Figure 80 : Emplacement de la sixième ferme
Figure 81 : Arrangement de la sixième ferme
Pour ce qui est de la grosseur des membrures de la ferme de toit, celle-ci est
constituée d'un cadre fait en 38 mm x 140 mm (2"x6"). Les membrures intérieures ont
une section de 38x89 mm. Les sollicitations sont en dessous de 100 % et il y a 4
membrures qui comportent des entremises. On peut voir ces membrures (en mauve) ainsi
que les sollicitations dans la « trust » sur l'image ci-dessous.
F
75
Figure 82 : Sollicitation de la sixième ferme et membrures avec entremise
Finalement, la septième ferme de toit étudié constitue la partie 3 du toit. Le profil de
cette ferme est similaire à celle de la cinquième ferme également et aura à supporter aussi
les mêmes charges. On retrouve 3 fermes de ce type dans la partie 3 du toit et celles-ci
sont représentées par le point G. Les deux figures plus basses présentent respectivement
l'emplacement de cette « trust » sur le toit ainsi que son arrangement.
Figure 83 : Emplacement de la septième ferme
G
76
Figure 84 : Arrangement de la septième ferme
Les membrures qui forment le cadre de la ferme de toit sera du 38 mm x 140 mm
(2"x6") et les membrures intérieures seront du 38 mm 89 mm (2"x4"). Avec un tel
assemblage, la ferme de toit est sollicitée en dessous de 100 %. Par contre, il y deux
membrures diagonales dans cette ferme qui possède des entremises. La figure qui suit
présente les sollicitations et aussi les membrures avec entremises. Pour ce qui est de la
flèche, celle-ci égale à 1.84 mm.
77
3.12. Calculs de la résistance (toiture et fermes de toit) (T12)
Cette partie du rapport consiste au calcul qui a été réalisé à la main pour des fins de
vérifications du logiciel Visual Design. Le logiciel a également été validé avec à l’autre
logiciel qui est SAP2000. Donc, le but était de vérifier si les conditions de retenue des
membrures étaient bien définies ainsi que de valider si le logiciel était cohérent dans ses
résultats. Les calculs réalisés concernent la ferme maitresse de la partie 1 du toit.
Cependant, il est important de préciser qu'il y a une petite différence avec la ferme qui a
été retenue pour le toit. En effet, l'équipe ne voulait pas effectuer des calculs pour rien
étant donné le nombre de fermes créé et le temps de calcul qui peut s'avérer être très long.
Les calculs portent sur les efforts internes dans chacune des membrures avec la méthode
des nœuds. Après que nous ayons obtenu les résultats, nous les avons comparés avec celle
obtenue avec Visual Design et SAP2000. Nous avons pu voir que les efforts étaient
pareils, et ce, à quelque newton près dû à l'arrondissement des chiffres et au facteur
d'effort tranchant qui est une sorte de parasite dans le logiciel. Contrairement au logiciel
de Visual Design, le logiciel SAP2000 permet d'enlever ce parasite.
Figure 85 : Sollicitation de la septième ferme et membrure avec entremise
78
Bref, sur les prochaines pages qui suivent, il vous sera présenté en premier lieu les
calculs effectués à la main pour vérifier les efforts internes. Par la suite, la comparaison des
résultats obtenue avec les deux logiciels sera présentée.
Ferme de toit maitresse
Avoir le plus possible 45 degrés dans les barres diagonales
Charges :
Neige :
Charge permanente:
Combinaison de charge la plus critique :
79
Réactions d’appuis aux nœuds
En utilisant les équations des réactions apprises dans les cours de résistance des
matériaux et de la mécanique pour ingénieur, on peut utiliser le principe de décomposition
des nœuds afin de déduire les réactions d’appuis agissant aux nœuds se retrouvant dans le
tableau 13. On retrouve également ces résultats qui sont validés par le logiciel de conception
SAP 2000 utilisé dans le cadre du cours d’analyse des structures II et du logiciel de
conception Visual Design.
Figure 86 : Effort interne par Visual Design
Figure 87: Effort interne par SAP2000
Figure 88 : Moments fléchissant par Visual Design
80
Figure 89 : Moment fléchissant par SAP2000
Afin de bien situer les membrures étudiées, l'image qui suit montre les membrures
et leur emplacement.
Le tableau 13 représente les résultats obtenus à l’aide des trois méthodes mentionnés ci-haut.
Tableau 13 : Résultat des efforts internes (le signe (-) représente que la membrure est comprimée)
Membrure Visual Design (kN) SAP2000 (kN) À la main (kN)
AC -23.59 -24.36 -23.75
AD 15.89 16.47 16.05
CD 11.14 11.60 10.99
CE -20.29 -20.87 -20.44
DF 26.32 27.26 26.76
EF 7.78 8.10 7.85
FG -10.57 -10.93 -10.96
:
Figure 90 : Emplacement des membrures
81
Tableau 14 : Résultat pour les moments fléchissants maximaux
Membrure Visual Design (kN*m) SAP2000 (kN*m)
AC 1.58 (centre) 1.58 (centre)
AD 0.09 (ext.droit) 0.09 (ext.droit)
CE 0.32 (centre) et -0.23 (ext.droit) 0.31 (centre) et -0.24 (ext.droit)
EG -0.23 (ext.gauc.) et 0.2 (centre) et -0.2
(ext.droit)
-0.24 (ext.gauc.) et 0.16 (centre) et -0.23
(ext.droit)
DF 0.09 (ext.gauc) et 0.1 (ext.droit) 0.09 (ext.gauc) et 0.1 (ext.droit)
FH 0.1 (ext.gauc)et 0.12(ext.droit) 0.1 (ext.gauc)et 0.12(ext.droit)
3.13. Conception des murs (T13)
Pour cette partie du projet, l'équipe se devait de déterminer les charges qui
solliciteront les murs de la maison. Pour ce faire, nous avons pris en considération les
réactions d'appui de la ferme de toits le plus sollicité, c'est-à-dire la ferme de toit situé au
centre du toit. Étant donné que ce ne sont pas tous les murs qui reçoivent autant de
charges, nous avons effectué notre conception en tenant compte du mur arrière ayant une
longueur de 11.58 mètres. On dénote également qu'il y a 16 fermes de toit qui viennent
s'appuyer sur ce mur. Ainsi, avec le petit calcul qui suit, nous avons été en mesure de
déterminer la charge répartie sur les murs. Pour la charge de vent, l'équipe a utilisé une
pression de 0.33 kPa, car celle-ci est la plus critique.
Pour la charge morte :
Pour la charge de neige :
D'autre part, certains paramètres ont dû être établis pour la conception des murs.
En autres, on peut dire que le matériau utilisé pour les composantes du mur sera de l'É-P-
S de classe 1-2. Aussi, le bois sera non traité et il sera utilisé dans un milieu sec. Il est
important de préciser également que les colombages seront retenus en position par les
solives de toit, à leur partie supérieure, et par la fondation, à leur partie inférieure. De
plus, le revêtement des murs s'opposera au flambage dans le plan de moindres résistances,
82
et est fixé de façon à satisfaire aux exigences du cas No.2 de la page 30 de la section de la
norme de la référence 14. En effet, un contre-plaqué sera posé sur la façade des murs.
Pour ce qui est du positionnement des colombages, nous avons opté pour un
espacement centre-centre de 600 mm entre chaque poteau. Le promoteur du projet a
choisi d'avoir des murs de 8 pieds soit d'environ 2.5 mètres. L'image qui suit présente
bien le problème à résoudre. Dans le monde de la construction, on utilise aujourd'hui
davantage des madriers de grosseur 38 mm x 89 mm et du 38 mm x 140 mm. Dans notre
cas, nous avons choisi de construire nos murs en 38 mm x 140 mm étant donné que l'on
détiendrait un plus grand espace pour mettre de l'isolant permettant ainsi une moins
grande perte d'énergie.
Avec toutes ces données, les calculs de la résistance du mur ont pu être faits, selon
une grosseur de matériau établi, et on peut les retrouver à la prochaine section de ce
présent document.
0.33
23.56 kN/m
83
3.14. Calcul de la résistance des murs (T14)
Cette étape du projet consiste à vérifier si la conception des murs en 38 mm x
140 mm résiste aux efforts de sollicitation provenant du toit et du vent. L'équipe a utilisé
encore une fois la référence No.1 pour la validation de ses calculs. Les calculs ont été
réalisés à la main et sans l'aide de table, car la hauteur des murs n'était pas présente dans
le « Handbook de bois ». D'abord, nous avons déterminé les combinaisons de charge
susceptibles d'être le plus critique pour les murs. Ensuite, nous avons déterminé la
résistance en compression d'un colombage ainsi que sa résistance en flexion. Le calcul de
l'équation d'interactions a été également vérifié.
En utilisant le manuel de conception des structures de bois, on peut déterminer la
résistance d’un mur à ossature de bois de 2.5 mètres de hauteur.
Combinaison de charges :
En utilisant la ferme de toit la plus sollicité, on détermine que la charge agissant dans la
direction du mur est de :
(
) (
)
Les conditions de conception :
Espacement des colombages = 610 mm c/c
84
Longueur des colombages = 2.5 m
Utilisation en milieu sec
Bois non-traité
Colombage retenue en position à mi-hauteur
Revêtement mural sur toute la longueur
Bois de sciage S-P-F de qualité #1/2
En utilisant le cas de combinaison des charges # 2, qui s’avère le plus critique :
Pf = 5.35 KN
Wf = 0.28 KN/m
Le moment de flexion induit dans le madrier :
La flèche maximale est de :
On choisit initialement un madrier de 38 x 140 mm, qui donne une inertie de : 8.639x106
mm4
Résistance en compression
fb= 11.8 MPa KD = 1.00
fc= 11.5 MPa KH = 1.10
E= 9500 MPa KT=1.00
E05 = 6500 MPa Kzc = 1.3
Ksc = 1.3 Φ = 0.8
Kse = 1.00
85
L’axe faible est retenue par un colombage à mi-hauteur et le ratio de résistance ne doit
pas être supérieure à 50 afin d’éviter le flambage dans la direction de l’axe faible.
L’axe faible est donc dans la direction b.
où
A= 5320 mm²
[
]
[
]
Résistance en flexion
fb= 11.8 MPa KD = 1.00
fc= 11.5 MPa KH = 1.10
E= 9500 MPa KT=1.00
E05 = 6500 MPa Kzb = 1.4
Ksb = 1.00 Φ = 0.9
où
86
√
√
√
√
(
)
(
)
Équation d'interaction compression-flexion
Figure 23 : Schéma du mur à ossature de bois
3.15. Conception du plancher (T15)
87
Lors de la conception du plancher, il y a deux options principales que nous
pouvons choisir et qui sont très utilisées dans le milieu de la construction résidentielle. Il
s’agit de :
Solive de plancher
Poutrelles ajourées
Étant donné les grandes portées de la maison et du coût de la main-d'œuvre en
pleine croissance, nous avons décidé de prendre des poutrelles ajourées. Nous aurions pu
opter pour des solives de plancher de dimensions 2 pouces par 10 pouces, mais nous
aurions dû ajouter de la garniture de plancher afin de pallier à la différence de hauteur ce
qui aurait fait augmenter le coût de la coupe type de mur.
Figure 91 : Plan des fondations
88
À l’aide du CNB 2005, on détermine que pour des aires résidentielles, la
surcharge répartie uniformément sur la surface du plancher minimale doit être à 1.9 kPa
(39.7 lbs/pi2).
Figure 92: Vue en plan du plancher (R-D-C)
La figure ci-haut représente la vue en plan du plancher du rez-de-chaussée, il sera
utile afin de déterminer la plus grande aire tributaire. Les solives de plancher sont
habituellement utilisées lorsque les portées sont plus courtes dans une maison. Elles sont
également moins couteuses, mais le grand désavantage c’est lors de la pose de la
ventilation, tuyauterie et l’électricité, c’est-à-dire qu’il est plus difficile de passer les
conduits dans ce genre de plancher que les poutrelles ajourées. Il faut également parfois
percer les solives et sachant pertinemment qu’en tant que futurs ingénieurs, il faudrait
faire le trou dans l’axe neutre tel que nous l’avons appris en résistance des matériaux dus
aux concentrations de contraintes, les travailleurs de la construction eux ne le savent pas
toujours ce qui peut comporter un certain risque supplémentaire. Pour ce projet, nous
avons opté pour des poutrelles ajourées. L’installation sera plus rapide, car elles sont
préfabriquées.
Il faut premièrement déterminer la dimension des poutres principales avec appuis
comme sur la vue en plan du plancher. La flèche permise pour ce type de bâtiment est la
89
longueur sur 360. En prenant la plus grande portée qui est de 37 pi 7 po (11.46 m), on
obtient une flèche acceptable de 1.25 po (31.75 mm). Ce critère servira au
dimensionnement.
La prochaine étape consiste à déterminer l’aire tributaire qui sera la plus grande
afin de dimensionner le pire cas de la poutre principale (PP) qui sera utilisée. On utilise
également le système impérial afin d’utiliser les tables de « Parallam Beam » [8].
Voici les critères de dimensionnement pour cette table :
Aire tributaire 1 (En vert sur la vue en plan) :
(44,95 m2)
Aire tributaire 2 (En jaune sur la vue en plan) :
(58,65 m2)
Le reste de l’aire tributaire non calculée ci-haut se transmet directement aux
fondations du bâtiment.
Notre pire situation pour le cas présent est l’aire tributaire #2. Il suffit ensuite de
déterminer la pire combinaison de chargement que subira la poutre au cours de sa vie
dans la maison et ensuite, on peut utiliser les tables du fabricant de poutres Parallam. Il
faudra effectuer une petite conversion d’unité, car les tables sont en système impérial.
Selon le CNB, il faut utiliser 1.9 kPa comme charge vive pour un plancher
résidentiel ce qui donne comme équivalence 40 lbs/pi2. Ne sachant pas les matériaux qui
seront posés sur le plancher en question, nous avons décidé d’être conservateurs en
90
supposant le plus lourd revêtement qui est de la céramique et qui est une charge morte de
39 lbs/pi2.
Ensuite, il faut pondérer les charges avec les coefficients appropriés du CNB :
On transforme l’aire tributaire #2 en distance afin de se ramener au cas 2D (en
longueur uniquement) de la poutre comme on le calcule souvent en résistance des
matériaux.
On détermine ainsi la charge uniformément répartie qui sera appliquée sur la
poutre :
3.16. Calcul de la résistance du plancher (T16)
3.16.1 Dimensionnement des poutres principales
En utilisant la table #9 et une portée entre appuis la plus critiques de 17 pi 9 po du
projet :
91
Figure 93: Table de chargement #9
Il faut choisir la portée nette (span) de 18 pi 6 po qui est plus grande que 17 pi 9
po (portée critique), on détermine qu’il faut une poutre en de 7 pouces de largeur par 18
pouces de hauteur. La résistance de cette poutre est de 2001 lb/pi, ce qui est plus grand
que la charge Wf. Ce résultat est conservateur, car nous aurions pu interpoler les tables
afin de déterminer la résistance totale avec une portée inférieure et nous aurions obtenu
2198 lb/pi. Finalement, aux appuis, la poutre doit être appuyé d’au moins sur 92 mm. Il
faudra le considérer dans la conception des appuis de poteaux, car ce n’est pas un
problème aux appuis sur la fondation, car il y a assez de place.
La résistance au déversement est contrôlée par les poutrelles ajourées qui sont
espacées de 18 pouces donc il n’y aura pas de déversement comme moyen de mise hors
service de la structure.
Afin de vérifier si le critère de flèche de L/360 est respecté, il faut effectuer le
calcul suivant :
En prenant la table, on constate que la valeur maximale afin de respecter le critère
de flèche est de 1445 lb/pi, donc on conclut que la flèche est admissible et qu’il s’agit
d’un choix qui résistera à la pire combinaison de charge possible comme résidence. On
choisira donc d’utiliser deux de ces poutres comme poutre principale pour la maison.
92
3.16.2 Dimensionnement des poutrelles ajourées (Poutres secondaires)
Pour ce qui est des poutrelles ajourées, nous avons décidé d’utiliser les tables de
dimensionnement de l’industrie OPEN Joist[9] qui est très réputée dans ce milieu.
La solive OPEN JOIST TRIFORCE s’ajuste facilement en longueur, il est en effet
possible de lui retrancher jusqu’à 24 po (610 mm) à une de ses extrémités. De plus, elle
est facile à installer, légère et ajourée, ce qui permet d’y passer tuyaux et fils sans affecter
la force de la solive comparativement aux solives décrites à la tâche 15.
Figure 94: Identification des poutrelles ajourées
Le sous-plancher qui reçoit les carreaux de céramique doit être suffisamment
rigide pour ne pas trop fléchir sous le poids. Nous posons comme hypothèse de départ
que le sous-plancher aura une épaisseur de 5/8 pouces ce qui est amplement rigide.
Pour une portée maximale des poutrelles de 14 pi 7 po, on utilise 16 pi avec les
tables ce qui est encore une fois plus conservateur. On détermine avec la table ci-dessous
qu’on doit avoir une poutrelle ajourée de 14 po de hauteur OJ 314 (3X2). L’espacement
maximal c/c est de 18 pouces.
Les semelles de la poutrelle ajourée est composées de madriers 2X3 pouces et le
grade est du SPF (Spruce-Pine-Fir) # 2.
93
Figure 95: Table de dimensionnement Open Joist Triforce
Il faut cependant que le sous-plancher soit collé et cloué afin d’atteindre ces
résistances et qu’il y ait des liens continus (croix de St-André) entre les poutrelles
ajourées pour assurer la stabilité contre le déversement.
Afin de faire une double vérification, on détermine la charge vive maximale non
pondérée applicable sur cette poutrelle qui est de 43 lbs/pi2 @ un espacement de 19.2
pouces. Ceci est acceptable puisque nous appliquons une charge vive non pondérée de 40
lbs/pi2, et ce, à un espacement de 18 pouces. Nous aurons alors besoin de 75 de ces
poutrelles de longueur différente selon la portée désirée pour construire le plancher. La
méthode de fixation sera des étriers fournis par le fabricant comme ce qui est le cas des
poutres Parallam.
3.16.3. Dimensionnement des poteaux aux appuis des poutres principales
Afin d’effectuer le dimensionnement d’un poteau, il faut calculer l’aire tributaire
la plus critique qui engendra la conception de ce poteau.
( ) ( )
En utilisant la même combinaison de charge la plus critique pour le poteau qui est
de Cf= 105 lbs/pi2, on détermine que le poteau doit supporter 18 375 lb ou 82 KN
pondéré.
94
Nous avons alors deux choix de poteaux que nous pouvons utiliser, soit un poteau
en acier ou en bois.
Pour la première situation, on peut utiliser un poteau de sous-sol en acier de 72-
108 po de hauteur disponible dans toutes les bonnes quincailleries, car la hauteur de la
poutre aux fondations est de 8 pi (96 po). Cependant, la résistance pondérée de ces
poteaux est de 11 775 lb, on constate alors qu’il faudrait deux de ces poteaux.
Malheureusement, la tête de ces poteaux est considérée comme des rotules (Voir schéma
ci-dessous), donc selon la norme du CRNC[4], il faut utiliser des vis filetées traversant les
madriers retenant les poteaux pour aider à stabiliser le tout et le rendre complètement
rigide en tant qu’entité.
Figure 96: Choix #1 - Poteaux en acier
Le choix serait d’utiliser deux poteaux avec le système de retenus présenté au
schéma ci-haut qui donnerait une résistance pondérée totale de 23 550 lb (104.8 KN) qui
est plus grand que 82 KN ce qui est acceptable.
95
Pour le deuxième choix possible, on peut utiliser une colonne de bois d’œuvre en
Douglas-Mélèze #2 qui a une résistance selon l’axe faible de 116 KN pour 2.5 m de
hauteur et qui est considérée non retenue sur toute sa longueur.
Voici les notes de calculs :
Calculer la résistance en compression de fil d’un poteau 140 X 140 de 2.4 mètres
de hauteur. Le poteau est articulé aux deux extrémités et le déplacement latéral est
empêché (Autour des deux axes).
Milieu d’utilisation (sec)
Bois est non traité
Pas de partage de charge (Espacement supérieure à 610 mm c/c)
Essence : Douglas-Mélèze #2
Classification du bois = Montants et gros bois
fc = 7.5 MPa
E05 = 6000 MPa
KD=KH=KSC=KSE=KT= 1.0
Ceci implique que fc = FC
Aire du poteau = 19 600 mm2
[
]
Pr (axe faible) = 0.8*7.5*19 600*1.205*0.8219= 116.5 KN > Pf = Ok!
96
3.17. Calcul de la résistance des fondations (T17)
Afin d’établir la résistance des fondations dans le cadre du projet, il faut convertir
toutes les charges qui s’appliquent en mètres linéaires. On choisit donc un tronçon de la
fondation sur un mètre de longueur ce qui facilitera les calculs. Il faut alors trouver les
charges qui agiront sur les fondations :
Charges pondérées provenant du toit (Charges mortes et vives) = 23,56
KN/ m. lin.
Charges pondérées provenant du plancher (Charges mortes et vives) = 23
KN/ m. lin.
Charge morte pondéré provenant du mur (incluant les montants,
entremises, une fenêtre standard et le revêtement) = 7,4 KN/ m. lin.
Charge morte pondérée provenant des fondations (Poids Béton = 24
KN/m. cubique) = 23,5 KN/ m. lin.
En effectuant la sommation totale des chargements qui se transfèrent aux
fondations, la charge WF= 77,36 KN/ m. lin. Soit de CF = 77,36 KN pour le tronçon sous
étude.
En sachant que la résistance du sol pondérée est la situation qui gouverne,
résistance calculée précédemment de 85 kPa, il suffit de faire une multiplication selon
l’aire de la semelle que la force s’appuiera. La résistance du sol est de 51,9 KN ce qui est
insuffisant, car il y aura une rupture au niveau de l’argile. Il faut donc recommencer le
dimensionnement de la semelle filante en tenant en compte que le poids de cette nouvelle
sera différent que celui initial.
On décide donc d’augmenter la largeur de la semelle à 40 pouces en isolant la
largeur requise pour qu’il n’y ait pas de rupture (36 po requis) par 15 po d’épaisseur selon
la règle sur les chantiers de construction afin d’éviter le poinçonnement du mur au travers
de la semelle filante. La nouvelle charge morte pondérée provenant des fondations est
alors 31,5 KN. La charge totale pondérée est de 85,5 KN. En effectuant le calcul de
97
résistance du sol selon la nouvelle largeur de semelle requise, on obtient que CR= 86,7
KN qui est plus grands que la charge pondérée s’appuyant sur les fondations de 85,5 KN.
Le dimensionnement final de la semelle filante est donc de 40 pouces (1.02 mètre)
de largeur par 15 pouces (0.38 mètre) d’épaisseur.
3.18. Haute efficacité énergétique (T18)
Avant d’effectuer un survol des diverses normes qui octroient qu’une maison soit
à haute efficacité énergétique, il faut tout d’abord connaître l’unité de mesure qui servira
à différencier le degré d’efficacité. Le facteur R utilisé pour différencier un matériau qui
est souvent utilisé dans la construction est un symbole qui représente la résistance
thermique des matériaux (Puissance de l’isolant). Lorsque la valeur d’un isolant est
élevée en terme de facteur R, cela veut dire qu’il est davantage efficace afin d’empêcher
la pénétration de l’air (Chaud ou froid).
Afin d’obtenir le facteur R d’un élément d’une maison, il suffit de faire la somme
de la valeur R pour chaque matériau. Comme ce qui est le cas des mesures au Canada, il
y a deux systèmes utilisés afin de déterminer la valeur de résistance thermique : Pour le
système métrique, il s’agit de la valeur RSI. Pour le système impérial qui est le plus
commun dans le domaine de la construction, la valeur R.
Voici un tableau servant à la conversion des valeurs entre ces deux systèmes de
mesures.
Figure 97: Tableau de conversion de la résistance thermique
[11]
Cependant, le facteur R ou RSI est évalué en laboratoire et peu différé lorsqu’il
est en place au chantier. Il faut évaluer l’ensemble du système en place pour évaluer la
performance des matériaux.
98
Pour ce qui est du projet actuel, il a été décidé d’utiliser la norme Novoclimat
pour la construction de cette résidence et d’utiliser la norme EnergyStar pour les appareils
qui se retrouvent à l’intérieur afin d’obtenir le maximum des deux normes afin qu’elle
soit le plus efficace côté énergétique.
3.18.1 Norme Novoclimat
Le programme Novoclimat est offert aux consommateurs désirant acquérir une
habitation neuve à haute performance énergétique. Le principal avantage est qu’il permet
de réaliser des économies d’environ 25 % sur les coûts de chauffage ce qui est très utile
pour notre climat hivernal rigoureux dans lequel nous vivons. Cette norme est plus
exigeante que les normes d’une construction standard. Elle servira à effectuer des
comparaisons de coûts à l’étape 3.21.
On remarque à l’aide de la figure ci-dessous, la différence d’isolation requise afin
de faire certifié une maison Novoclimat comparativement à une maison isolée de manière
standard.
Figure 98: Différence des valeurs de résistance thermique des matériaux isolants entre Novoclimat Vs Standard [11
Afin de pouvoir affirmer que la maison est certifiée Novoclimat, il faut s’assurer
que les points suivants soient respectés :
1- L’isolation :
La maison doit être isolée en continu des fondations au toit afin d’éviter l’effet
des planchers froids, la condensation qui formera à la longue de la moisissure. Ceci
permettra de réduire considérablement les coûts de chauffage.
Voici les cinq points à vérifier selon la norme [10]:
99
I. Le plancher du sous-sol est isolé (minimum rsI 0,88 (r-5)) avec un isolant qui
recouvre la semelle de la fondation
Afin d’obtenir l’isolation requise, il suffit d’installer un panneau de
polystyrène de 1.5 po d’épaisseur (R-7.5) en dessous de la dalle qui servira comme bris
thermique. Il faut également installer entre la dalle et le mur de fondation une pièce de
panneau de polystyrène de 1 pouce d’épaisseur (R-5) pour également faire un bris
thermique ce qui est nettement plus que l’exigence de Novoclimat fixé à R-4.
Figure 99: Novoclimat - Isolation de la dalle
En effectuant des recherches sur le site de la Société Canadienne d’Hypothèques
et de logement (SCHL), dans la série technique 04-127, on constate qu’il y a eu une
recherche et une simulation en 2004 sur quatre maisons concernant les diverses méthodes
d’isolation des dalles de sous-sol.
Les trois matériaux isolants utilisés sont :
Polyuréthane de 44 mm, revêtu d’acier (RSI = 2,56)
Polystyrène extrudé de 50 mm, XPS (RSI = 2,13)
Film à bulles (RSI = 0,40)
Ensuite, il y a eu une sonde de température insérée au centre de la dalle à 10 mm
pour chaque maison afin d’effectuer une prise de données des températures du mois de
février au mois de juin. On peut alors remarquer le comportement de chacun des isolants
durant les températures froides de l’hiver. Pour le projet, on rejette l’idée d’utiliser un
film à bulle comme isolant puisqu’il ne satisfait pas les critères d’isolation de
Novoclimat. Voici donc les trois profils de température, le polyuréthane comparativement
au polystyrène en prenant comme référence la dalle non isolée :
100
Figure 100: Profil de température pour le cas sans isolant [13]
Figure 101 : Profil de température pour le polyuréthane [13]
101
Figure 102: Profil de température pour le polystyrène [13]
On constate que l’isolant le plus efficace est le polyuréthane en analysant le profil
de température pour chaque matériau puisque c’est celui qui atteint la plus haute
température dans les périodes les plus froides. La SCHL a même effectué une
comparaison des coûts pour constater que le matériau le plus efficace et le moins couteux
est le polyuréthane. On recommande donc d’utiliser ce matériau durant la réalisation de
ce projet qui est acceptable selon les normes Novoclimat.
Figure 103: Comparaison des coûts des matériaux [13]
II. La fondation est isolée sur sa pleine hauteur (minimum rsI 2,99 (r-17)) jusqu’à
la semelle.
102
Pour ce faire, il suffit d’utiliser un panneau de polystyrène de 3.75 po
d’épaisseur afin de procurer un R-18.75 sur toute la hauteur de la fondation.
Figure 104: Novoclimat - Isolation de la fondation (Panneau de polystyrène)
Ensuite, il faut installer un pare-vapeur d'aluminium laminé et s’assurer de
fixer un ruban sur les toutes les joints des panneaux de polystyrène tel
qu’illustré sur la figure ci-dessous.
Figure 105: Novoclimat - Isolation de la fondation (Ruban
III. Les murs extérieurs sont bien isolés (minimum rsI 4,31 (r-24,5)).
Tel que mentionné précédemment, pour être efficace énergétiquement, il faut que
les murs aient une cote R de 24,5 selon les normes de Novoclimat. Pour obtenir une telle
isolation, les murs doivent être munis d'un pare-air, d'un isolant ainsi qu'un pare-vapeur.
L'emplacement du pare-air est situé du côté extérieur de la maison et a pour but
principal de couper les vents violents de l'extérieur vers l'intérieur. Ensuite, entre chaque
montant, il faut mettre en place de l'isolant qui normalement de la laine isolante.
103
Finalement, le pare-vapeur est positionné du côté de l'intérieur de la maison. Le pare-
vapeur aura pour rôle de conserver la vapeur d'eau à l'intérieur de la maison pour ainsi
éviter le mouillage de l'ossature, de l'isolant et du bardage.
Donc, pour satisfaire une isolation R=24.5, il a été choisi en premier de positionné
un panneau de polystyrène de 1 pouce ayant un R égal à 5 muni d'un pare-air. Aussi,
étant donné que les murs ont été conçus en 38 mm x 140 mm (2"x6") nous pouvons ainsi
mettre en place davantage de laine isolante ayant un R de 20. Par ailleurs, le pare-vapeur
sera du polyéthylène qui s'avère à être un très bon pare-air et pare-vapeur. Pour savoir la
valeur finale du facteur R, il suffit simplement de faire la somme des valeurs R de tous
les matériaux isolants dans l'épaisseur du mur.
Figure 106: Novoclimat - Isolation des murs
[11]
Figure 107: Novoclimat - Pare-air
[11]
Finalement, l'isolant polystyrène qui est installé du côté extérieur des murs
d'ossature est recouvert d'un côté par le pare-air et de l'autre de la laine isolante.
104
Figure 108: Novoclimat - Isolant polystyrène [11
IV. La charpente de la maison est protégée contre le froid (minimum rsI 0,7 (r-4)).
• Murs du sous-sol
• Murs du rez-de-chaussée
• Planchers
Afin d’isoler les poutrelles ajourées conçues à l’étape 3.16.2, il faut étendre de
l’uréthane soufflé qui agit également comme pare-vapeur. L’avantage de l’uréthane
soufflé comparativement à de la laine standard est qu’elle comble tous les petits espaces
donc l’infiltration d’air est diminuée radicalement.
Figure 109: Novoclimat - Isolation des poutrelles ajourées
[11]
V. Le toit est isolé (minimum rsI 7,22 (r-40)) et bien ventilé.
En ce qui concerne l'isolation du plafond, la norme Novoclimat prescrit une
résistance thermique ayant un facteur R de 40 comparativement à 30 pour le standard.
Pour obtenir cette efficacité énergétique, il a été choisi d'utiliser de la laine soufflée R-
40. Le produit sera du polyuréthane à structure alvéolaire fermée à densité moyenne. Ce
matériau possède un R de 40 par pouce. Cette méthode a été retenue au lieu de celle-là
105
mis en place de laine en natte, car c'est une méthode répandue et que ce matériau remplit
très bien les cavités. Par contre, l'emploi de laine soufflé nécessite l'embauche d'une
personne qualifiée et compétente pour la pose de l'isolant. Ainsi, une couche d'un pouce
et demi sera mise, car ce type de matériau a tendance à se taper avec le temps et à perdre
de l'efficacité. Il est à noter qu'un pare-vapeur devra être mis ainsi qu'un carton déflecteur
afin de maintenir la laine en place. La figure qui suit représente bien l'isolation du
plafond.
Figure 110: Novoclimat - Isolation du toit
[11]
Par ailleurs, il est important d'avoir une bonne aération au-dessus de
l'isolation, car il y a toujours de la vapeur d'eau qui réussit à passer. Le fait de ventiler le
toit évitera la condensation. Donc, l'utilisation d'aérateur à lames sous les débords du toit
devra être également jumelée à des aérateurs de pignon pour ainsi accentuer la ventilation
du toit. De plus, d'autre mesure préventive telle que la mise en place de solin aux
intersections de murs et toit, aux intersections de toit et cheminé, au-dessus des bases de
portes et fenêtre et aux noues. On doit éviter également à tout prix l'infiltration d'eau dans
le toit et dans les murs. Cela occasionnerait de grands dommages à la structure.
106
Figure 111: Novoclimat - Schéma de l’isolation [10]
2- Étanchéité à l’eau, à l’humidité et aux infiltrations d’air froid :
La dalle de béton sur sol doit être conçue de façon à éviter les infiltrations d’eau,
réduisant ainsi les risques d’humidité. La charpente de la maison (murs et plafonds) doit
être étanche à l’eau et à l’air afin d’éviter des coûts élevés de chauffage. Finalement, une
étanchéité adéquate permet d’éviter les la formation de condensation et de moisissures
dans la maison.
Voici les quatre points à vérifier selon la norme [10]:
I. La dalle du sous-sol est protégée par un matériau pare-humidité étanche.
II. Les murs extérieurs et les plafonds sont construits selon une technique
d’étanchéité aux infiltrations d’air reconnue dans le domaine du bâtiment.
III. L’étanchéité à l’air de la maison est vérifiée par un inspecteur indépendant à
l’aide d’un test d’infiltrométrie.
107
IV. L’étanchéité à l’air de la maison est de 2,5 changements d’air à l’heure au
maximum.
Figure 112: Novoclimat - Test d’infiltrométrie [10]
Les points sur la qualité de l’air et ventilation, des portes et des fenêtres, du
chauffage de l’eau et des espaces sont également des choses considérées pour faire
accrédités l’habitation Novoclimat, mais ne rentre pas dans le cadre de ce projet puisqu’il
s’agit d’un aspect plutôt mécanique du bâtiment.
3.18.1 Norme Energy Star [12]
Le symbole international de haute efficacité Energy Star a été créé dans le but de
réduire la consommation des énergies produites à partir de carburants fossiles qui
produise des gaz à effet de serre (GES) qui contribuent aux changements climatiques. Au
Canada, les habitations résidentielles représentent 17 % de la consommation d’énergie
globale donc on constate l’importance directe sur l’impact environnemental.
Afin qu’un produit soit homologué, Energy Star, le modèle doit satisfaire des
critères techniques très stricts, soumis au Règlement de l’efficacité énergétique du
Canada, pour qu’il soit le produit le plus efficace énergétiquement de sa catégorie en
dépassant les normes minimales de rendement.
108
Au Canada, l'Office de l'efficacité énergétique de Ressources naturelles Canada
fait la promotion de ce symbole et en contrôle ces usages afin de ne pas usurper les
consommateurs qui seront tenter à acheter un appareil dont le logo sera apposé sur celui-
ci.
Figure 113: Logo Energy Star [12]
Dans le cadre du projet, on assume que nous utiliserons uniquement des produits
homologués Energy Star dans l’ensemble de la maison ce qui devrait diminuer la totalité
de la consommation d’électricité d’environ 25 % qui sert dans les calculs à l’étape 3.21.
Ce symbole assure une réduction en moyenne de 10 % à 50 % des coûts
énergétiques sur les articles tels que :
Appareils ménagers : Réfrigérateurs, congélateurs, cuisinières, lave-vaisselle, laveuses et
sécheuse.
Équipements de chauffage et climatisation : Climatisation centrale et ventilateurs de
plafond
Équipements de bureau : Ordinateurs, écran et imprimantes.
Appareils électroniques : Téléviseurs, cinéma-maison et téléphone.
Produits d’éclairage : Luminaires, lampes décoratives et lampes fluorescentes.
Portes et fenêtres : Diminution des coûts de plus de 10 % seulement en ayant ces produits
homologués Energy Star.
En plus de tous ces articles, on peut utiliser des trucs afin de réduire la
consommation d’électricité telle que d’utiliser des capteurs de mouvements, des
minuteries et même des gradateurs de lumière qui auront comme répercussion de
diminuer la facture d’électricité chaque mois.
3.19. Élaboration d’un échéancier pour la construction (T19)
Le début de la construction a été estimé au 3 juin 2013 et se terminerait le 30 août 2013.
Voici les étapes dont nous avons tenu compte afin d’établir notre échéancier.
109
Avant la construction (10 jours) :
Financement et permis (5 jours)
Implantation du bâtiment (1 jour)
Excavation et semelles (4 jours)
Pendant la construction (70 jours) :
Fondations, drainage et remblayage (5 jours)
Ossature [Couverture et solins compris] (10 jours)
Portes et fenêtres (5 jours)
Plomberie, chauffage et électricité [Installation des canalisations] (10 jours)
Revêtements extérieurs de finition (10 jours)
Isolation thermique, pare-air/pare-vapeur (10 jours)
Revêtements intérieurs de finition (10 jours)
Peinture, armoires et appareils (10 jours)
Après la construction (5 jours) :
Aménagement paysager (5 jours)
110
111
3.20. Coûts pour la réalisation du projet (Soumissions) (T20)
Cette partie de projet a été très intéressante à réaliser. Il s’agissait
principalement d’effectuer des visites chez plusieurs entrepreneurs généraux de la
région. Cependant, nous avons opté de divulguer les résultats de celui qui a offert les
prix le plus bas tels que les appels d’offres pour les organismes publics.
L’entrepreneur général ayant été choisi afin de réaliser ce projet est Construction
Nivo-Tech Inc. qui est situé dans le quartier industriel à Jonquière. Cette compagnie a
réalisé plusieurs projets de bâtiment résidentiel lors de son entrée sur le marché, mais a
également développé au fil du temps une spécialisation en rénovation suite à des
sinistres qui sont maintenant devenus son principal marché.
Voici la liste des coûts pour la maison de ce projet avec la norme de Novo
climat pour ce qui est de l’efficacité énergétique. Le prix final de ce projet représentera
donc la comparaison pour une maison dite standard comparativement aux ajouts de la
tâche 18 qui sera une maison dite à haute efficacité énergétique. Lors de cette étape très
importante, il y a eu plusieurs rencontre0s avec l’entrepreneur afin de bien cibler les
besoins de ce projet sous plusieurs niveaux tels que les matériaux de construction
utilisés.
Tableau 15 : Soumission pour le projet 2011-236
Travaux Estimation Entrepreneur Superficie
Avant les travaux
Arpenteur 1 500,00 $
Notaire 1 000,00 $
Terrain 60 000,00 $
Permis de construction 200,00 $
Plan de maison 750,00 $
Sous-total 63 450,00 $
Pendant la construction
Excavation 5 000,00 $
Armoire 15 000,00 $
Aspirateur central 1 000,00 $
Branchement électrique 520,00 $
Brique 8 014,55 $ Maçonnex 1700 pi.ca.
Briqueteur 20 000,00 $
112
Conteneur 500,00 $
Couvre-plancher 15 000,00 $
Échangeur d'air 2 000,00 $
Électricité 9 350,00 $ Écono-Watt
Fenêtres 14 772,00 $ LGC
Fondation 27 767,50 $ Gersy
Gouttière 800,00 $
Isolation (Toit) 1 400,00 $
Luminaire 2 000,00 $
Main d'œuvre 55 000,00 $
Matériaux 50 000,00 $
Peinture 10 000,00 $
Plâtrage 7 000,00 $
Plomberie 10 150,00 $ Jean-Claude Boucher
Porte de garage 1 500,00 $
Fermes de toit et poutrelles 15 068,71 $ Charpenterie
Isolation (Uréthane) 3 500,00 $
Électricité durant les travaux 400,00 $
Sous-total 275 742,76 $
Finition - Après la construction
Terrassement 15 000,00 $
Sous-total 15 000,00 $
Total 354 192,76 $
On constate que le coût final de ce projet est estimé à environ 355 000 $ + taxes
qui comprennent le début des travaux à la finition. Pour ce qui est de la maison, elle est
évaluée à 276 000 $ + taxes pour construction.
3.21. Étude sur la différence des coûts entre une maison normale et une maison à
haute efficacité énergétique (T21)
Il faut tout d’abord analyser la répartition de la consommation d’énergie
standard en pourcentage afin de vérifier si les valeurs posées en hypothèses sont
véritables.
Chauffage et climatisation = 58 %
Éclairage = 4 %
Électroménagers = 19 %
113
Eau chaude = 17 %
Divers = 2 %
On utilise comme énergie l’électricité pour fournir la consommation énergétique
du projet et l’unité de mesure de celle-ci est le Kilowatt heures (kWh).Pour une maison
se situant au Saguenay et comportant 4 utilisateurs, on estime que la consommation
annuelle d’énergie est d’environs de 30 000 kWh. Alors, les coûts de chauffage
devraient se situer à environ 17 400 kWh/année.
Or, pour le Saguenay, on estime que la consommation d’énergie pour le
chauffage et de climatisation est de 80 kWh/m. carrés. Pour la superficie du projet qui
est de 250 m. carré, la consommation énergétique sera de 20 000 kWh/année pour une
maison dite standard. Pour une maison construite avec les normes Novoclimat, des
tests et des études ont prouvé que les coûts de chauffage peuvent diminuer de 25 %
puisque la maison est mieux isolée donc qu’il y a moins de perte de chaleur. La
consommation énergétique annuelle avec les normes Novoclimat est donc de 15
000 kWh. Il faut également ne pas oublier le crédit de 2 000 $ attribués par le
gouvernement pour une maison accréditée Novoclimat. Pour ce qui est du coût
d’acquisition des appareils électroménagers Energy Star, on estime qu’il en coûtera
10 % sur le coût d’appareils standards non certifié.
Le reste de la consommation énergétique est estimé à l’aide des outils fournis
sur le site d’Hydro Québec. Il est à noter que les appareils électroménagers sont
standards, donc ne sont pas certifiés Energy Star.
Chauffage de l’eau = 7 125 kWh
Réfrigérateur = 563 kWh
Congélateur = 350 kWh
Lave-vaisselle = 730 kWh
Sécheuse = 803 kWh
Laveuse = 581 kWh
Aspirateur central = 50 kWh
Autres appareils = 1 500 kWh
114
La consommation annuelle énergétique des appareils électroménagers standards
est de 11 702 kWh. Pour ce qui est de la consommation des appareils électroménagers
Energy Star, on pose qu’il y aura une diminution de 25 % de la consommation ce qui
donne une consommation annuelle de 8 777 kWh.
Les coûts de l’énergie (électricité) sont obtenus avec les taux en vigueur
d’Hydro Québec qui est une société d’état fournissant celle-ci. Les 30 premiers kWh
coûtent 5,39 ¢/kWh par jour et le reste coûte 7,51 ¢/kWh par jour.
Afin de comparer les résultats, on effectue trois scénarios qui serviront à tirer
des conclusions en termes de rentabilité :
Scénario # 1 : Construction standard et électroménagers standards
Chauffage = 20 000 kWh
Appareils électroménagers = 11 702 kWh
Consommation énergétique annuelle = 31 702 kWh
On convertit cette consommation pour qu’elle soit journalière :
Ensuite on calcule son coût journalier et annuel :
(
)
Scénario # 2 : Construction Novoclimat et électroménagers standards
Chauffage (Diminution de 25 %) = 15 000 kWh
Appareils électroménagers = 11 702 kWh
Consommation énergétique annuelle = 26 702 kWh
On convertit cette consommation pour qu’elle soit journalière :
Ensuite on calcule son coût journalier et annuel :
115
(
)
Scénario # 3 : Construction Novoclimat et électroménagers Energy Star
Chauffage (Diminution de 25 %) = 15 000 kWh
Appareils électroménagers (Diminution de 25 %) = 8 777 kWh
Consommation énergétique annuelle = 23 777 kWh
On convertit cette consommation pour qu’elle soit journalière :
Ensuite on calcule son coût journalier et annuel :
(
)
Selon une étude disponible sur le site de Novoclimat, les coûts supplémentaires
d’une construction neuve certifiée Novoclimat seraient en moyenne de 5 % du prix de
la maison.
Pour ce qui est de notre projet, le coût supplémentaire serait donc de :
En choisissant le scénario # 1 comme référence, on peut estimer la rentabilité
des deux autres scénarios :
Scénario # 2 :
On divise ensuite le coût supplémentaire par le différentiel du coût annuel des
scénarios :
On constate que le projet deviendra rentable après 31.5 années.
Scénario # 3 :
116
On divise ensuite le coût supplémentaire par le différentiel du coût annuel des
scénarios :
On constate que le projet deviendra rentable après 21.5 années.
4. Conclusion
Au Québec, l’énergie hydroélectrique implique de faibles coûts de production,
par conséquent, elle ne coûte pas cher à la consommation résidentielle et industrielle.
Ceci a donc pour effet qu’un projet prend plus de temps avant de se rentabiliser
comparativement à d’autres endroits au Canada où l’énergie coûte parfois plusieurs fois
plus cher ce qui incite aux initiatives d’efficacité énergétique. Le gouvernement
encourage cependant à se tourner vers l’efficacité énergétique en attribuant des
subventions ce qui peut inciter les gens à utiliser la certification Novoclimat.
Cependant, il ne faut pas oublier que les appareils électroménagers sont de plus
en plus efficaces au fil des années. Ce qui aura comme effet d’augmenter la rentabilité
des divers scénarios et d'augmenter le confort de l’usager. Ces facteurs à prendre en
compte dans les choix qu’il y a à faire pour l’efficacité énergétique.
Il y a plusieurs autres scénarios d’efficacité énergétique qui n’ont pas été étudiés
dans le cadre de ce projet, mais il faut constater que temps et aussi longtemps que le
coût de l’énergie (électricité) au Québec est faible, les gens ne seront pas portés vers des
mesures à haute efficacité énergétique pour des raisons de coûts tout simplement.
117
5. Échéancier
Voici l’échéancier que nous avons utilisé tout au long du projet et qui a servi à situer les travaux à effectuer.
Tableau 16 : Échéancier du projet
118
6. Références
[1] : Centre d’expertise en analyse environnementale du Québec, Échantillonnage des sols,
2008
[2]
: Conseil National de Recherche du Canada, Drain Français, sur http://www.enviro-
option.com/drain-francais.html, Consulté le 08/10/2011
[3]
: Techno-Béton 9, Site de l’ABQ, sur http://www.betonabq.org/files/ABQ/aTB_9_erratum.pdf,
Consulté le 08/10/2011
[4]
: CNBC, Code National du Bâtiment du Canada, 2005
[5]
: Association Canadienne des Fabricants de fermes de bois sur http://www.acffb.ca/index.php,
Consulté le 30/09/2011
[6]
: Traverse Universelle de Mercator sur
http://fr.wikipedia.org/wiki/Transverse_Universelle_de_Mercator, Consulté le 22/11/2011
[7]
: ROBITAILLE, V., Mécanique des sols – Théorie et pratique, Modulo, 1997
[8]
: Tables de dimensionnement – Poutres Parallam, Site de Trus Joist, sur
http://www.trusjoist.com , Consulté le 18/01/2012
[9]
: Tables de dimensionnement – Poutrelles ajourées, Site de Open Joist, sur
http://www.openjoisttriforce.com/fr/accueil/ , Consulté le 12/02/2012
[10]
: Norme Novoclimat – Liste de vérification, Site de l’efficacité énergétique, sur
http://www.efficaciteenergetique.mrnf.gouv.qc.ca/fileadmin/medias/pdf/novoclimat/OP_com
parez_avant_dacheter.pdf, Consulté le 13/02/2012
[11]
: Norme Novoclimat – Construction, Site pour construire avec la norme Novoclimat, sur
http://www.trucconstruction.com/novoclimat.html, Consulté le 13/02/2012
[12]
: Norme Energy Star, Applications de la norme Energy Star, sur
http://oee.nrcan.gc.ca/node/6920, Consulté le 22/02/2012
[13]
: SCHL, Comparaison de systèmes d’isolation de dalle sur sol, sur http://www.cmhc-
schl.gc.ca/odpub/pdf/63729.pdf?lang=fr, Consulté le 01/10/2011
[14]
: Conseil canadien du bois, Manuel de calcul des charpentes de bois 2007, 2006
[15]
: Météo Média, Statistiques sur 30 ans – Degrés-jours, sur
http://www.meteomedia.com/statistics/degreedays/cl7063370/caqc0222, Consulté le
05/03/2012
[16]
: Hydro Québec, Estimation de la consommation, sur
http://www.hydroquebec.com/mieuxconsommer/outils-calcul/index.html , Consulté le
05/03/2012
119
7. Annexes
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132