Le panneau massif en bois lamellé-croisé

Apparu il y a une quinzaine d’années en Autriche, le panneau massif en bois lamellé-croisé a depuis peu traversé l’Atlantique. Et pour cause. Ce produit structural, également connu sous le nom de CLT pour cross-laminated timber, a fait ses preuves dans de nombreux bâtiments en hauteur, tant dans le nord de l’Europe qu’au Royaume-Uni, où ses propriétés mécaniques, acoustiques et thermiques, de même que sa résistance au feu, lui valent la faveur d’un nombre croissant de concepteurs. 

Il reste qu’en Amérique du Nord, les fabricants de panneaux massifs en sont encore à tenter une percée sur le marché. Pour Sylvain Gagnon, gestionnaire de recherche sur les systèmes de construction au FPInnovations, il ne fait aucun doute que le CLT est voué à un avenir prometteur. Et il sait de quoi il parle. Lui-même ingénieur en structure, il a fait du lamellé-croisé un des premiers projets de recherche au FPI. Il a non seulement participé à l’introduction du CLT en Amérique du Nord, mais également à la rédaction du premier manuel à l’usage des concepteurs. 

« Contrairement au lamellé-collé, qui est composé d’un empilage de pièces de bois collées sous presse avec des colles hydrofuges, le lamellé-croisé consiste en plusieurs épaisseurs de planches de bois d’œuvre placées en couches croisées à 90 degrés et jointes au moyen d’adhésifs structuraux ou de goujons, résume-t-il. Cet assemblage confère aux panneaux massifs une solidité et une stabilité hors du commun, qui permet de les substituer avantageusement au béton et à l’acier dans la construction de bâtiments en hauteur. » 

Cet agencement bidirectionnel procure en effet aux panneaux massifs une grande stabilité dimensionnelle, tout en autorisant un transfert des charges dans les deux plans, comme le fait une dalle de béton armé. Ils sont d’ailleurs utilisés en construction comme éléments de mur, de plancher ou de toiture. Le nombre de couches, ou de plis, varie de trois à neuf épaisseurs, soit de 50 à 500 mm, suivant la portée et la résistance structurale désirées. Quant à leur dimension, elle peut atteindre 3 m de largeur sur 18 m de longueur. 

Les avantages

Comme les panneaux massifs offrent des portées équivalentes à celles du béton, leur utilisation s’avère intéressante sur le plan architectural, car elle permet notamment de créer des ouvertures surdimensionnées. À performance égale, les panneaux massifs sont aussi plus légers que le béton. Ils peuvent donc le remplacer avantageusement sur un pontage d’acier. Un bâtiment de huit à dix étages verra ainsi sa structure allégée, ce qui se traduira par des économies au niveau des fondations, un atout supplémentaire sur un sol de faible capacité portante. 

« L’utilisation de ces panneaux structuraux s’avère également un bon moyen pour assurer la stabilité globale d’un ouvrage contre les éventuelles forces horizontales auxquelles il peut être soumis, comme les séismes, note Louis Poliquin, directeur de cecobois, le Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois. Dans une cage d’ascenseur, par exemple, où ils forment un bloc monolithique, les panneaux de CLT contribuent efficacement au système de contreventement. » 

Il précise que l’usage des CLT dans les puits d’escalier ou d’ascenseur est permis par la réglementation en raison de leur grande résistance au feu. Ils sont en effet constitués d’éléments massifs qui nécessitent beaucoup d’énergie pour brûler. Contrairement au béton et à l’acier, qui respectivement éclate ou plie sous l’effet d’une forte chaleur, le CLT va se carboniser lentement de l’extérieur, en raison de l’humidité du bois, et ses propriétés mécaniques seront préservées pendant une à trois heures selon son épaisseur. 

Les panneaux massifs se distinguent également sur le plan de la résistance thermique. D’abord, parce que le bois est réputé pour sa faible conductivité thermique. Techniquement, on parle d’un facteur R de 1,2 pour un pouce d’épaisseur. Si le panneau a une épaisseur de six pouces, soit un facteur R de 7,2, il faudra donc compenser de l’extérieur avec un isolant rigide  ou semi-rigide pour atteindre R-30. Les panneaux de CLT constituent ainsi une excellente masse thermique et, mieux encore, permettent d’éliminer la presque totalité des ponts thermiques. 

Même si le comportement dynamique des CLT est supérieur à celui de l’ossature de bois, il reste que l’on doit habituellement ajouter des systèmes complémentaires pour insonoriser deux planchers ou deux murs mitoyens. « Un plancher fait de panneaux massifs de cinq plis affichera une fréquence de neuf hertz, ce qui est très bien, souligne Nicolas Angleys, conseiller marketing chez Nordic Bois d’ingénierie, qui fabrique des CLT depuis 2011. Mais si on laisse le bois apparent, il faut procéder autrement pour atteindre les exigences acoustiques requises. » 

L’assemblage

Qu’ils soient de bois, d’acier ou de béton, les éléments structuraux qui composent la charpente d’un bâtiment doivent être assemblés adéquatement afin d’assurer le transfert des charges aux fondations. Les systèmes de panneaux massifs s’assemblent très facilement au moyen de vis autotaraudeuses, de tiges, de clous et de boulons. De plus, toutes les ouvertures et les embrèvements sont réalisés avec précision au moyen de machines à commande numérique. Les retouches sont donc rares lors de la mise en œuvre. 

« Les CLT sont livrés au chantier dans l’ordre d’assemblage et érigés au moyen d’une grue, explique Marie-France Bélec, directrice au développement des affaires de KLH Élément, une division du Groupe AGF qui depuis 2009 importe, distribue et installe des systèmes de panneaux en bois lamellé-croisé dans l’est du Canada et des États-Unis. Comme ils sont préfabriqués et que, contrairement au béton, ils ne nécessitent aucun temps de cure et peuvent être assemblés en toute saison, ils accélèrent de beaucoup le temps de réalisation du chantier. » 

Les CLT ont également démontré leur efficacité dans la lutte contre le réchauffement climatique, notamment par la séquestration du carbone dont le bois est constitué. Lorsqu’il est substitué à d’autres matériaux, un mètre cube de bois évite l’émission de 1,1 tonne de CO2. En plus de contribuer à la performance environnementale de tous les types de bâtiments, la fabrication des panneaux massifs requiert moins d’énergie et est beaucoup moins polluante que d’autres matériaux. Ils proviennent en outre d’une ressource renouvelable et abondante au Québec. 

Les freins

Malgré tous ces avantages, les panneaux massifs tardent à s’imposer sur le marché québécois de la construction. Pourtant, quelques projets de démonstration ont été réalisés à ce jour. À Chibougamau, un édifice en copropriétés de quatre étages a été érigé au moyen de panneaux massifs. Les mêmes produits ont été mis en œuvre avec succès dans la construction d’un édifice communautaire de trois étages à Desbiens, la résidence Gérard-Blanchet. Enfin, à Longueuil, le nouveau siège social du Groupe AGF a également été construit avec des panneaux massifs. 

Marie-France Bélec, qui est également architecte, reconnaît que plusieurs facteurs freinent le développement du marché du bois. Des contraintes à la fois légales, culturelles et réglementaires. « Il reste des préjugés à vaincre du côté des concepteurs, constate-t-elle. Mais le Code reste le plus gros obstacle à franchir. Il faudrait non seulement un assouplissement des règles, mais également créer une catégorie à part pour le CLT pour que son utilisation se répande dans la construction de bâtiments de moyenne hauteur. »