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Table des matires

Sommaire .................................................................................................................................................. 5

Avant-propos ............................................................................................................................................ 7

Partie 1 Reconnaissance du btiment par approximations successives ..................... 9

1 Tour densemble ................................................................................................................................ 11

1.1 Disposition de ldifice sur la parcelle foncire................................................................................... 12

1.2 Premire approximation de la morphologie du bti ......................................................................... 14 1.2.1 Examen des faades : disposition usuelle des ouvertures .................................................................... 14 1.2.1.1 Mode de cheminement des charges .......................................................................................................... 14 1.2.1.2 Faades organiques et faades ordonnances .......................................................................................... 14 1.2.2 Disposition courante en strates doccupations distinctes ...................................................................... 28 1.2.2.1 Reprage des tages .................................................................................................................................. 28 1.2.2.2 Hauteur totale estime ................................................................................................................................ 28 1.2.2.3 Groupement des niveaux ........................................................................................................................... 34 1.2.3 Signes visibles permettant didentifier les matriaux constitutifs des murs de face .......................... 34

1.3 Rcapitulatif des observations transcrire.......................................................................................... 40 1.3.1 Fond parcellaire ....................................................................................................................................... 40 1.3.2 Faade principale sur rue ....................................................................................................................... 41

2 Spcialisation fonctionnelle des parois .................................................................................. 45

2.1 Murs priphriques assurant le clos ..................................................................................................... 45 2.1.1 Murs de face ............................................................................................................................................. 45 2.1.2 Murs mitoyens .......................................................................................................................................... 45 2.1.3 Murs gouttereaux et murs pignons ......................................................................................................... 61

2.2 Murs intrieurs de refend ....................................................................................................................... 61 2.2.1 Refends transversaux ............................................................................................................................... 61 2.2.2 Refends longitudinaux ............................................................................................................................. 61

2.3 Murs recevant les conduits de chemine .............................................................................................. 66

2.4 Murs dchiffre ......................................................................................................................................... 71

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Guide du diagnostic des structures dans les btiments dhabitation anciens

2.5 Murs enterrs et fondations superficielles............................................................................................ 73 2.5.1 paisseur de la maonnerie .................................................................................................................... 74 2.5.2 Fondations dans les sols plus compressibles ........................................................................................... 74

2.6 Fonctions classificatoires des murs ........................................................................................................ 79

2.7 Rcapitulatif des observations transcrire.......................................................................................... 79

3 Variations de structure entre tages ....................................................................................... 85

3.1 Rez-de-chausse et entresol ................................................................................................................... 85 3.1.1 Rez-de-chausse ....................................................................................................................................... 85 3.1.2 Entresol ...................................................................................................................................................... 86 3.1.3 Transferts statiques des charges des tages dhabitation ..................................................................... 86

3.2 tage principal dit tage de loccupant privilgi ........................................................................ 87

3.3 tages courants ........................................................................................................................................ 87

3.4 tages sous comble ................................................................................................................................. 88

3.5 Niveaux en sous-sol ................................................................................................................................ 88


4 Charpente du comble ...................................................................................................................... 91

4.1 Plan de toiture et gomtrie du comble ............................................................................................... 91

4.2 Coupes en travers ................................................................................................................................... 91 4.2.1 Principales pices de charpente ............................................................................................................. 91 4.2.2 Lucarnes .................................................................................................................................................... 92

4.3 Coupes en long ........................................................................................................................................ 93

4.4 Facteurs influenant la forme du comble ............................................................................................. 93 4.4.1 Morphologie du comble .......................................................................................................................... 93 4.4.2 Habitabilit ............................................................................................................................................... 94 4.4.3 Gabarit municipal .................................................................................................................................... 97 4.4.4 Prsence de fermes .................................................................................................................................. 97

4.5 Types usuels de fermes de comble ........................................................................................................ 97 4.5.1 Ferme lmentaire pannes intermdiaires ......................................................................................... 102 4.5.2 Ferme faux entrait ................................................................................................................................ 102 4.5.3 Ferme entrait retrouss et arbaltrier discontinu dite comble surcrot .................................. 102 4.5.4 Ferme entrait retrouss et arbaltrier continu dite entrait retrouss ......................................... 103 4.5.5 Comble bris la Mansart ..................................................................................................................... 107 4.5.5.1 Dispositifs canoniques ................................................................................................................................ 107 4.5.5.2 Dispositifs simplifis .................................................................................................................................... 107 4.5.6 Comble cylindrique .................................................................................................................................. 107 4.5.7 Comble une pente ................................................................................................................................ 107

Table des matires

731

4.5.8 Comble avec fermes-chevrons ................................................................................................................ 107 4.5.9 Comble en fer ........................................................................................................................................... 109 4.5.9.1 Transposition simplifie en mtal des fermes en bois ................................................................................. 109 4.5.9.2 Charpente en fer supportant des verrires ................................................................................................. 111


5 Planchers et votes .......................................................................................................................... 123

5.1 Reprage des intervalles structuraux ................................................................................................... 123 5.1.1 Report des points dappuis et des parois .............................................................................................. 123 5.1.2 Identification du type de travure ............................................................................................................. 123

5.2 Recherche du sens de porte du plancher haut de ltage dterminant ......................................... 127 5.2.1 Conjecturer le sens de porte ................................................................................................................. 127 5.2.2 Indices pour identifier le sens de porte dune travure de plancher .................................................. 130 5.2.3 Synthse des indications releves ........................................................................................................... 132

5.3 Identification de la travure par rapport aux types courants ............................................................ 132 5.3.1 Plancher travure simple ........................................................................................................................ 132 5.3.2 Plancher travure compose la franaise ......................................................................................... 136 5.3.2.1 Identification du plancher la franaise .................................................................................................... 136 5.3.2.2 Variantes de plancher compos avec matresse poutre .............................................................................. 139 5.3.3 Plancher compos solives denchevtrure dit aussi plancher dassemblage systme denchevtrures ..................................................................................................................................... 139 5.3.3.1 Intrt du dispositif ..................................................................................................................................... 139 5.3.3.2 Trmies de chemine .................................................................................................................................. 145 5.3.3.3 Prennit du systme enchevtrures ........................................................................................................ 145

5.4 Identification du matriau ...................................................................................................................... 145 5.4.1 Mesure de la porte ................................................................................................................................. 145 5.4.2 Mesure de lpaisseur du plancher ........................................................................................................ 155 5.4.3 Datation de ldifice ................................................................................................................................. 155

5.5 Travure des autres niveaux .................................................................................................................... 155 5.5.1 tage en retrait ......................................................................................................................................... 155 5.5.1.1 Importance du retrait .................................................................................................................................. 156 5.5.1.2 Transfert statique ........................................................................................................................................ 156 5.5.1.3 tages dhabitation incorpors dans les combles ...................................................................................... 157 5.5.2 Plancher haut du rez-de-chausse ......................................................................................................... 160 5.5.2.1 Transfert statique ........................................................................................................................................ 160 5.5.2.2 Appuis ponctuels ........................................................................................................................................ 160 5.5.2.3 Poitrails et pices matresses de charpente ................................................................................................ 161 5.5.3 Niveaux en sous-sol : votes et planchers en fer .................................................................................. 162


6 Cages descalier ................................................................................................................................. 173

6.1 Lescalier principal, un lieu significatif de ldifice ............................................................................. 173

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6.2 Relev des dispositions densemble ...................................................................................................... 173 6.2.1 Escalier principal, escalier de service .................................................................................................... 174 6.2.2 Types descaliers ....................................................................................................................................... 174 6.2.2.1 Escaliers vis ............................................................................................................................................. 174 6.2.2.2 Escaliers rampe sur rampe ......................................................................................................................... 174 6.2.2.3 Escaliers suspendus la poutre palire ..................................................................................................... 174 6.2.2.4 Escaliers suspendus avec vole droite entre deux quartiers tournants ....................................................... 174 6.2.2.5 Escaliers sur plan polygonal ....................................................................................................................... 184 6.2.3 Limons la franaise et limons crmaillre ....................................................................................... 184 6.2.4 Changements de position et de forme de la cage dun groupe de niveaux lautre ...................... 184

6.3 Examen des parois de chaque cage ..................................................................................................... 186 6.3.1 Cage cheval sur deux corps de bti ................................................................................................... 186 6.3.2 Rle driv de la cage : recevoir des canalisations de service ........................................................... 186 6.3.3 Cages entirement portes par les travures de plancher ..................................................................... 190 6.3.4 Cages intrieures servant de courettes dclairage et de ventilation .................................................. 190

6.4 Examen des paliers et voles ................................................................................................................ 191


7 Seconde approximation : synthse de la structure, laboration des schmas statiques, dtails douvrages .......................................................................... 195

7.1 Visualiser la structure dans son ensemble ........................................................................................... 195 7.1.1 Rle essentiel des coupes verticales ....................................................................................................... 195 7.1.2 Caractriser la structure .......................................................................................................................... 195 7.1.3 Choisir les plans de coupe appropris dcrivant la structure densemble ......................................... 196 7.1.4 Relever le bti tel quil est ....................................................................................................................... 198 7.1.4.1 Dformations des parois et des planchers.................................................................................................. 198 7.1.4.2 Anomalies courantes dues des transformations ....................................................................................... 199 7.1.4.3 Ouvrages de second uvre prsentant des risques pour la structure ........................................................ 199

7.2 Profils dtaills des supports verticaux ................................................................................................ 209 7.2.1 Variations dpaisseur des murs de faade .......................................................................................... 209 7.2.1.1 Profils et chargement dissymtriques .......................................................................................................... 209 7.2.1.2 Quelques dimensions caractristiques ........................................................................................................ 209 7.2.2 Profil centr des murs mitoyens .............................................................................................................. 213 7.2.3 Profil centr des murs de refend ............................................................................................................. 213 7.2.4 paisseur constante des murs incorporant les conduits de chemine ................................................. 221 7.2.5 Chanes verticales et horizontales en pierre de taille dans les parois en maonnerie (chanages en fer, chanages en bois) ................................................................................................... 221 7.2.5.1 Chanes en maonnerie de pierre de taille ................................................................................................ 221 7.2.5.2 Chanes, tirants et ancres en fer ................................................................................................................. 226 7.2.5.3 Chanage en bois ....................................................................................................................................... 226 7.2.6 Parois formes dossatures avec remplissages : pans de bois et pans de fer ................................... 230 7.2.6.1 Pans de bois ............................................................................................................................................... 230 7.2.6.2 Pans de fer ................................................................................................................................................. 241

7.3 Divers dtails douvrages de structure ................................................................................................. 241

Table des matires

733

7.3.1 Planchers en bois : quarrissage des solives ........................................................................................ 241 7.3.2 Planchers en fer : hauteur courante des profils................................................................................... 241 7.3.3 Identification des hourdis de planchers par rapport aux types courants ........................................... 248 7.3.3.1 Les ais en bois ...................................................................................................................................... 248 7.3.3.2 Planchers creux avec augets ................................................................................................................ 248 7.3.3.3 Hourdis pleins ............................................................................................................................................ 248 7.3.3.4 Hourdis en pltre et pltras des planchers en fer ...................................................................................... 250 7.3.3.5 Votains en brique pleine ou creuse entre profils mtalliques .................................................................. 252 7.3.3.6 Hourdis en cramique creuse ..................................................................................................................... 252 7.3.4 Examen des paliers et voles descalier ................................................................................................ 252 7.3.4.1 Types de limons .......................................................................................................................................... 252 7.3.4.2 Emmarchements .......................................................................................................................................... 254 7.3.5 quarrissage des pices de charpente des combles ............................................................................ 256 7.3.6 Chanages et ancrages en fer ................................................................................................................. 256

7.4 Couvrement des baies dans les parois en maonnerie ...................................................................... 256 7.4.1 Dispositifs de baie ordinaire ................................................................................................................... 257 7.4.2 Linteaux et arrire-linteaux...................................................................................................................... 258 7.4.3 Poitrails et filets ......................................................................................................................................... 260 7.4.3.1 Poitrails en bois et en fer ............................................................................................................................ 260 7.4.3.2 Appuis et chanages des poitrails .............................................................................................................. 260 7.4.4 Arcs, plates-bandes appareilles en pierre de taille, arcs de dcharge ............................................ 264 7.4.4.1 Arcs et types dappareils ............................................................................................................................ 264 7.4.4.2 Plates-bandes appareilles en pierre de taille ou en brique ...................................................................... 264 7.4.4.3 Arcs de dcharge ....................................................................................................................................... 265 7.4.5 Baies dans les sous-sols ........................................................................................................................... 265

7.5 Schmas statiques ................................................................................................................................... 268 7.5.1 Double dmarche : des composants lensemble et de lensemble aux composants ...................... 268 7.5.2 Premires tapes du schma statique .................................................................................................... 269 7.5.3 Schma statique dans un btiment existant ou construire ................................................................ 270 7.5.4 Redondances, surabondances et insuffisances structurales ................................................................. 270 7.5.5 Indformabilit et cohsion densemble ................................................................................................. 271 7.5.5.1 Stabilit latrale ou contreventement .......................................................................................................... 271 7.5.5.2 Cohsion densemble ................................................................................................................................. 271 7.5.6 Schma statique en plan ......................................................................................................................... 271 7.5.7 Schmas statiques en coupe et en lvation : descentes de charges rendues visibles graphiquement ......................................................................................................................................... 272 7.5.7.1 Quelques cas courants .............................................................................................................................. 272 7.5.7.2 Mode de cheminement des charges .......................................................................................................... 276 7.5.8 tude de cas ............................................................................................................................................. 276 7.5.8.1 tude sommaire en coupe transversale dune maison parisienne ordinaire ............................................... 276 7.5.8.2 tude sommaire de la faade sur rue de la mme maison ........................................................................ 277 7.5.9 Caractrisation de la structure ................................................................................................................ 277 7.5.9.1 Une morphologie composite ...................................................................................................................... 277 7.5.9.2 Caractristiques structurelles des btiments prindustriels .......................................................................... 279

7.6 Coupes complmentaires sur des espaces et ouvrages particuliers ................................................. 279

7.7 Mthode de diagnostic de la structure ................................................................................................. 279

734


7.7.1 Inspection des ouvrages de second uvre ............................................................................................ 280 7.7.2 Une dmarche par approximations successives ................................................................................... 280 7.7.3 Principales tapes de la mthode ........................................................................................................... 282 7.7.3.1 Enqute prliminaire................................................................................................................................... 282 7.7.3.2 Relev danatomie constructive ........................................................................................................................... 282 7.7.3.3 Analyse quantitative ................................................................................................................................... 282 7.7.3.4 Examen clinique ......................................................................................................................................... 283

Partie 2 Principaux ouvrages de structure ...................................................................................... 285

8 Murs et maonneries ....................................................................................................................... 287

8.1 Types de murs .......................................................................................................................................... 287 8.1.1 Murs de fondation .................................................................................................................................... 287 8.1.2 Murs de face ............................................................................................................................................. 287 8.1.3 Murs mitoyens .......................................................................................................................................... 288 8.1.4 Murs de refend ......................................................................................................................................... 288 8.1.5 Murs dallge ............................................................................................................................................ 290

8.2 Maonnerie............................................................................................................................................... 290 8.2.1 Maonnerie en pis ................................................................................................................................. 291 8.2.2 Maonnerie de moellon ........................................................................................................................... 291 8.2.2.1 Types de moellons ...................................................................................................................................... 292 8.2.2.2 Principe de mise en uvre ......................................................................................................................... 292 8.2.3 Maonnerie de brique ............................................................................................................................. 294 8.2.3.1 Formats de briques ..................................................................................................................................... 294 8.2.3.2 Possibilits de mise en uvre .................................................................................................................... 294 8.2.4 Maonnerie de libage ............................................................................................................................. 295 8.2.5 Maonnerie de pierre de taille ............................................................................................................... 295 8.2.5.1 Traitement des joints ................................................................................................................................... 295 8.2.5.2 Mise en uvre ........................................................................................................................................... 295 8.2.6 Maonnerie mixte .................................................................................................................................... 295 8.2.6.1 Chanages horizontaux .............................................................................................................................. 296 8.2.6.2 Chanages verticaux ................................................................................................................................... 297

8.3 Altrations ................................................................................................................................................ 297 8.3.1 Mortiers ..................................................................................................................................................... 297 8.3.1.1 Action des eaux de pluie ........................................................................................................................... 298 8.3.1.2 Action des eaux dans le sol ....................................................................................................................... 298 8.3.2 Maonnerie ............................................................................................................................................... 299 8.3.2.1 Action des eaux en provenance du sol ...................................................................................................... 299 8.3.2.2 Action des eaux de pluie ........................................................................................................................... 299

9 Paramtres de stabilit des murs ............................................................................................. 301

9.1 Mode de fonctionnement dun mur ...................................................................................................... 301 9.1.1 Rle des planchers ................................................................................................................................... 301 9.1.2 Type dassemblage entre murs et planchers .......................................................................................... 301

Table des matires

735

9.2 Incidence du frottement physique dans la rsistance dune maonnerie la dcohsion ........... 301

9.3 Capacit de rsistance la traction dun chanage horizontal en maonnerie ............................. 303 9.3.1 Chanage constitu de deux assises superposes ................................................................................. 303 9.3.2 Chanage constitu de trois, quatre ou i assises superposes ............................................................. 303

9.4 Dtermination de lpaisseur dun mur avec ou sans contreforts ................................................... 303 9.4.1 Stabilit et rsistance dun mur la flexion verticale ........................................................................... 304 9.4.1.1 Stabilit ...................................................................................................................................................... 304 9.4.1.2 Rsistance ................................................................................................................................................... 307 9.4.2 Stabilit dun mur avec contreforts ......................................................................................................... 307

9.5 Incidence des tirants dans la stabilit densemble dun difice ........................................................ 307 9.5.1 Estimation de leffort horizontal reprendre par des tirants chaque tage .................................. 308 9.5.1.1 Calcul de la tension dun tirant .................................................................................................................. 309 9.5.1.2 Application numrique : dtermination de la tension dun tirant ............................................................... 310 9.5.1.3 Calcul de la section du tirant et conclusion ................................................................................................ 313 9.5.2 Ancrages des tirants ................................................................................................................................ 313

9.6 Rsistance la compression dun mur en maonnerie, contrainte maximale admissible ............ 313

9.7 Capacit portante thorique dun trumeau ou dun mur en maonnerie ....................................... 314 9.7.1 Capacit portante thorique dune pile ou dun trumeau .................................................................... 314 9.7.2 Capacit portante thorique par mtre linaire de mur ...................................................................... 314

10 lments monolithes de section rectangulaire soumis la flexion ......................... 315

10.1 Capacit portante dun balcon constitu de dalles de pierre en porte--faux .............................. 315 10.1.1 Stabilit des balcons ................................................................................................................................ 315 10.1.2 Vrification de la rsistance propre de la pierre .................................................................................. 315 10.1.3 Charge dexploitation .............................................................................................................................. 316 10.1.4 Vrification de lencastrement ................................................................................................................. 316

10.2 Capacit portante dun corbeau ou dune console ............................................................................ 318

10.3 Capacit portante dun balcon soutenu par des consoles ................................................................. 318 10.3.1 Rsistance la flexion des consoles ....................................................................................................... 318 10.3.1.1 Calcul des moments ................................................................................................................................... 319 10.3.1.2 Contrainte dans la console ......................................................................................................................... 320 10.3.2 Vrification de la stabilit ....................................................................................................................... 320 10.3.3 Vrification de la rsistance la flexion de la dalle du balcon ........................................................ 320 10.3.4 Rsistance la torsion de la plate-bande appareille ......................................................................... 320

10.4 Capacit portante dune marche descalier ou dun linteau ............................................................. 324 10.4.1 Marche ou linteau pos sur deux appuis .............................................................................................. 324 10.4.2 Marche en console ................................................................................................................................... 324

11 Fondations ............................................................................................................................................ 325

11.1 Fondations sur bon sol ........................................................................................................................... 325

736


11.1.1 Sous un mur .............................................................................................................................................. 325 11.1.2 Sous un poteau ou une colonne ............................................................................................................. 326

11.2 Fondations sur mauvais sol ................................................................................................................... 326 11.2.1 Par pieux ................................................................................................................................................. 326 11.2.2 Par radier ou grille de charpente ........................................................................................................... 326 11.2.3 Par excavation et remplacement du mauvais sol .................................................................................. 327 11.2.4 Par puits foncs la main....................................................................................................................... 328

11.3 Dtermination de la capacit portante dune fondation sur bon sol ............................................... 328 11.3.1 Sous un mur .............................................................................................................................................. 328 11.3.2 Sous un poteau ou une colonne ............................................................................................................. 329

11.4 Reconnaissance des fondations ............................................................................................................. 329

11.5 Fondations sensibles examiner attentivement ................................................................................ 329 11.5.1 Fondations fortement sollicites eu gard leur capacit portante ................................................... 329 11.5.2 Fondations situes sous des murs prsentant des signes de tassement diffrentiel ........................... 329

12 Calcul des votes .............................................................................................................................. 331

12.1 pure de Mry ......................................................................................................................................... 331

12.2 Analyse thorique de larc en plein cintre soumis une charge uniformment rpartie ............. 331 12.2.1 Forces sollicitant larc............................................................................................................................... 331 12.2.2 Trac de la ligne des pressions ............................................................................................................... 332 12.2.2.1 Trac par amortissement ............................................................................................................................ 332 12.2.2.2 Mthode du funiculaire .............................................................................................................................. 332

12.2.3 Joints de rupture de larc ......................................................................................................................... 332 12.2.4 Ligne des pressions redresse ................................................................................................................. 333

12.3 Mthode applique du calcul de larc en plein cintre ....................................................................... 333 12.3.1 Mthode graphique du trac de la ligne des pressions passant par des joints dfinis lavance ..................................................................................................................................... 334 12.3.2 Dtermination des charges appliques la vote ................................................................................ 335 12.3.3 Mthode de dtermination des joints de rupture .................................................................................. 335

12.4 Cas dune vote symtrique .................................................................................................................. 336 12.4.1 Dtermination des forces extrieures ..................................................................................................... 336 12.4.2 Trac de la ligne des pressions ............................................................................................................... 336 12.4.3 Cas de larc en plein cintre ..................................................................................................................... 338

12.5 Arc en plein cintre sous charge dissymtrique .................................................................................... 338 12.5.1 Dtermination de la ligne des pressions ................................................................................................ 338 12.5.2 Vrification de la contrainte maximale dans larc ou dans la vote .................................................. 341

Table des matires

737

13 Pan de bois .......................................................................................................................................... 343

13.1 Dfinition du pan de bois ....................................................................................................................... 343

13.2 Composition du pan de bois .................................................................................................................. 343 13.2.1 Pices de structure .................................................................................................................................... 343 13.2.2 Pices de remplissage .............................................................................................................................. 344

13.3 Types de construction .............................................................................................................................. 344 13.3.1 difices entirement en pan de bois ...................................................................................................... 344 13.3.2 difices en pan de bois et maonnerie .................................................................................................. 344 13.3.3 difices en pan de bois mais stabilit assure par la maonnerie ................................................. 344

13.4 Schmatisation et classification statique des pans de bois ............................................................... 345 13.4.1 Portique montants multiples ................................................................................................................. 345 13.4.2 Cadre montants multiples .................................................................................................................... 345

13.5 Typologie et classification ....................................................................................................................... 345 13.5.1 Type 1 : superposition de cadres porteurs de plancher, avec ou sans encorbellement .................... 345 13.5.2 Type 1 bis : superposition de cadres porteurs de plancher, avec longs bois .................................... 345 13.5.3 Type 2 : superposition de cadres porteurs ou non de plancher .......................................................... 345 13.5.4 Type 2 bis : superposition de cadres porteurs ou non de plancher, avec longs bois ....................... 346 13.5.5 Type 3 : superposition de portiques porteurs ou non de plancher ..................................................... 346 13.5.6 Type 3 bis : superposition de portiques porteurs ou non de plancher, avec long bois .................... 346 13.5.7 Type 4 : superposition de portiques porteurs de plancher, avec sablire de chambre .................. 347 13.5.8 Type 4 bis : superposition de portiques porteurs de plancher, avec sablire de chambre et longs bois.............................................................................................................................................. 347

13.6 Stabilit et rsistance .............................................................................................................................. 347 13.6.1 Principes statiques .................................................................................................................................... 348 13.6.1.1 Cadres montants multiples ...................................................................................................................... 349 13.6.1.2 Portiques traverses multiples avec sablire de chambre ....................................................................... 351 13.6.2 Exemple de schma statique et descente de charges ........................................................................... 351 13.6.2.1 Dtermination des charges linaires sur la faade .................................................................................... 351 13.6.2.2 Analyse des charges verticales ................................................................................................................. 351 13.6.2.3 Analyse de la pousse due au vent .......................................................................................................... 354 13.6.3 Calcul de la capacit portante du pan de bois .................................................................................... 355 13.6.3.1 Vrification du poteau le plus charg ........................................................................................................ 355 13.6.3.2 Vrification de lcharpe la plus charge .................................................................................................. 355 13.6.3.3 Vrification de lassemblage, tenon et mortaise paulement, entre un poteau de fond et la sablire .............................................................................................................................................. 356 13.6.3.4 Conclusion .................................................................................................................................................. 357

14 Pan de fer ............................................................................................................................................. 359

14.1 Composition dun pan de fer ................................................................................................................. 359 14.1.1 Poteaux ...................................................................................................................................................... 359 14.1.2 Sablires ................................................................................................................................................... 359 14.1.3 Assemblage entre poteau et sablire ..................................................................................................... 359 14.1.4 Traverses et linteaux ................................................................................................................................. 359

738


14.1.5 Semelle ...................................................................................................................................................... 359 14.1.6 Remplissage .............................................................................................................................................. 362 14.1.7 Dimensionnement des pices .................................................................................................................. 362

14.2 Calcul de la capacit portante dun pan de fer .................................................................................. 362 14.2.1 Donnes du calcul .................................................................................................................................... 362 14.2.2 Valeur du flambement .............................................................................................................................. 363 14.2.3 Vrification de la force admissible ......................................................................................................... 363 14.2.4 Capacit portante disponible pour les charges dexploitation ............................................................ 364

14.3 Reconnaissance des pans de fer et points sensibles .......................................................................... 364 14.3.1 Identification des pans de fer .................................................................................................................. 364 14.3.2 Points examiner attentivement ............................................................................................................. 364

15 Planchers en bois .............................................................................................................................. 365

15.1 Incidence du mode de production sur la qualit des pices de bois ............................................... 365 15.1.1 Bois de brin .............................................................................................................................................. 365 15.1.2 Bois de sciage .......................................................................................................................................... 365

15.2 Types principaux de travures................................................................................................................. 365 15.2.1 Plancher travure simple ou vulgaire ................................................................................................... 365 15.2.2 Plancher la franaise ............................................................................................................................ 366 15.2.3 Plancher solives denchevtrure........................................................................................................... 366

15.3 Relev de la travure ................................................................................................................................ 366 15.3.1 Nombre de pices limit ......................................................................................................................... 366 15.3.2 Grand nombre de pices ........................................................................................................................ 366

15.4 Dtermination des capacits portantes ................................................................................................ 367 15.4.1 Objectif : le classement des pices ....................................................................................................... 367 15.4.2 Caractristiques mcaniques du bois retenues pour les calculs .......................................................... 367 15.4.3 Conditions de rsistance en toute scurit ............................................................................................. 367 15.4.3.1 Condition de dformation ou condition de flche ...................................................................................... 368 15.4.3.2 Condition de rsistance la flexion ........................................................................................................... 368 15.4.3.3 Condition de rsistance au cisaillement ..................................................................................................... 368 15.4.3.4 Formules vrifier pour la rsistance dune pice de bois ........................................................................ 368 15.4.4 Donnes de calcul .................................................................................................................................... 368 15.4.4.1 Pice uniformment charge sur toute sa longueur .................................................................................... 368 15.4.4.2 Pice sollicite par une charge ponctuelle ................................................................................................. 368 15.4.4.3 Pice sollicite par deux charges ponctuelles symtriques ......................................................................... 369

15.5 Plancher la franaise ........................................................................................................................... 369 15.5.1 Dtermination de la capacit portante thorique de la poutre ........................................................... 369 15.5.1.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 369 15.5.1.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 371 15.5.1.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 371 15.5.1.4 Conclusions de la vrification de la poutre ................................................................................................ 372 15.5.2 Dtermination de la capacit portante thorique de la solive ............................................................ 372 15.5.2.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 372

Table des matires

739

15.5.2.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 372 15.5.2.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 372 15.5.2.4 Conclusions de la vrification de la solive ................................................................................................. 372 15.5.3 Conclusions de la vrification du plancher la franaise ................................................................... 372

15.6 Plancher solives denchevtrure ......................................................................................................... 373 15.6.1 Dtermination des capacits portantes thoriques de la solive denchevtrure ................................. 373 15.6.1.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 373 15.6.1.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 373 15.6.1.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 373 15.6.1.4 Conclusions de la vrification de la solive denchevtrure ......................................................................... 375 15.6.2 Dtermination des capacits portantes thoriques du linoir .............................................................. 375 15.6.2.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 375 15.6.2.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 375 15.6.2.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 375 15.6.2.4 Conclusions de la vrification du linoir .................................................................................................... 375 15.6.3 Dtermination des capacits portantes thoriques de la solive de remplage .................................... 375 15.6.3.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 376 15.6.3.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 376 15.6.3.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 376 15.6.3.4 Conclusions de la vrification de la solive de remplage ............................................................................ 376 15.6.4 Conclusions de la vrification du plancher solives denchevtrure ................................................. 376 15.6.5 Vrification des assemblages entaills ................................................................................................... 376 15.6.6 Vrification du tenon paulement de la solive de remplage ............................................................ 377 15.6.7 Vrification du tenon paulement du linoir ...................................................................................... 377

15.7 Auscultation des pices........................................................................................................................... 378

16 Planchers en fer ................................................................................................................................. 379

16.1 Conception gnrale de lossature ........................................................................................................ 379 16.1.1 Profils utiliss........................................................................................................................................... 379 16.1.2 Appuis des poutres et solives ................................................................................................................. 379 16.1.3 Cintrage des solives ................................................................................................................................. 383 16.1.4 Poutres jumeles : filet ou poitrail........................................................................................................... 383 16.1.5 Assemblage des poutres et poutrelles .................................................................................................... 383 16.1.6 Entretoisement des poutrelles et types de hourdis ................................................................................. 386 16.1.6.1 Hourdis en pltre........................................................................................................................................ 386 16.1.6.2 Hourdis en terre cuite ................................................................................................................................. 386

16.2 Donnes pour la dtermination de la capacit portante ................................................................... 387 16.2.1 volution des valeurs des contraintes admissibles ................................................................................ 387 16.2.2 Donnes tablir et valeurs retenir pour les calculs ........................................................................ 388 16.2.2.1 Date de construction ................................................................................................................................... 388 16.2.2.2 Type de mtal ............................................................................................................................................. 389 16.2.2.3 Relev des sections ..................................................................................................................................... 389 16.2.2.4 Valeurs retenir pour le calcul de la capacit portante dun profil ........................................................ 389

16.3 Plancher compos en fer ........................................................................................................................ 389 16.3.1 Composition de la travure ....................................................................................................................... 389

740


16.3.2 Dtermination de la capacit portante thorique de la poutre ........................................................... 391 16.3.2.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 391 16.3.2.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 392 16.3.2.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 392 16.3.2.4 Conclusions de la vrification de la poutre-filet.......................................................................................... 392 16.3.3 Dtermination de la capacit portante thorique de la poutrelle ....................................................... 392 16.3.3.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 392 16.3.3.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 392 16.3.3.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 393 16.3.3.4 Conclusions de la vrification de la poutrelle ............................................................................................ 393 16.3.4 Vrification des conditions dappuis ...................................................................................................... 393

16.4 Plancher solives denchevtrure ......................................................................................................... 393 16.4.1 Composition de la travure ....................................................................................................................... 393 16.4.2 Dtermination de la capacit portante thorique de la solive denchevtrure .................................. 395 16.4.2.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 395 16.4.2.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 395 16.4.2.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 395 16.4.2.4 Conclusions de la vrification de la solive denchevtrure ......................................................................... 396 16.4.3 Dtermination de la capacit portante thorique du linoir ................................................................ 396 16.4.3.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 396 16.4.3.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 396 16.4.3.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 396 16.4.3.4 Conclusions de la vrification du linoir .................................................................................................... 396 16.4.4 Dtermination de la capacit portante thorique de la solive de remplissage.................................. 396 16.4.4.1 Dformation en flexion ............................................................................................................................... 396 16.4.4.2 Rupture par flexion ..................................................................................................................................... 397 16.4.4.3 Rupture par cisaillement ............................................................................................................................. 397 16.4.4.4 Conclusions de la vrification de la solive de remplissage ........................................................................ 397 16.4.5 Conclusions de la vrification du plancher solives denchevtrure ................................................. 397

16.5 Reconnaissance des planchers mtalliques et points sensibles ......................................................... 397 16.5.1 Identification des planchers ................................................................................................................... 397 16.5.2 Points sensibles ........................................................................................................................................ 397

17 Escaliers ................................................................................................................................................. 399

17.1 Types descaliers ...................................................................................................................................... 399

17.2 Escaliers marches porteuses ............................................................................................................... 399 17.2.1 Escaliers marches en pierre ................................................................................................................. 399 17.2.2 Escaliers marches en bois .................................................................................................................... 401 17.2.2.1 Marches massives ...................................................................................................................................... 401 17.2.2.2 Marches composes ................................................................................................................................... 401 17.2.3 lments porteurs des escaliers marches en bois .............................................................................. 402 17.2.3.1 Supports verticaux ...................................................................................................................................... 402 17.2.3.2 Limons ........................................................................................................................................................ 402 17.2.3.3 Support des limons ..................................................................................................................................... 403 17.2.3.4 Vrification de la capacit portante thorique dun limon en chne ......................................................... 405 17.2.4 Escaliers marches mtalliques ............................................................................................................. 407

Table des matires

741

17.2.4.1 Contremarches mtalliques ......................................................................................................................... 407 17.2.4.2 lments porteurs des escaliers marches mtalliques .............................................................................. 408 17.2.4.3 Support des limons ..................................................................................................................................... 408

17.4 Escaliers sur votes ................................................................................................................................. 409 17.4.1 Escalier sur vote rampante .................................................................................................................... 409 17.4.2 Escalier sur vote berceau rampant ................................................................................................... 409 17.4.3 Escalier sur vote sarrasine ..................................................................................................................... 409

18 Charpente des combles .................................................................................................................. 411

18.1 Description gnrale des charpentes .................................................................................................... 411 18.1.1 Dfinition des principaux termes ............................................................................................................ 411 18.1.2 Types gnraux de charpente ................................................................................................................. 411 18.1.2.1 Charpente sans fermes ............................................................................................................................... 411 18.1.2.2 Charpente avec fermes .............................................................................................................................. 411 18.1.2.3 Charpente fermes-chevrons ..................................................................................................................... 411 18.1.3 Composition des fermes .......................................................................................................................... 411

18.2 Principaux types de fermes .................................................................................................................. 414 18.2.1 Ferme sans panne intermdiaire ............................................................................................................ 414 18.2.2 Ferme une panne intermdiaire .......................................................................................................... 414 18.2.3 Ferme deux pannes intermdiaires ..................................................................................................... 416 18.2.4 Ferme entrait retrouss ou comble surcrot arbaltrier discontinu .......................................... 416 18.2.5 Combles plus de deux versants ........................................................................................................... 417

18.3 Fonctionnement statique dune ferme .................................................................................................. 419 18.3.1 Expos des donnes et conventions dcriture ..................................................................................... 420 18.3.2 Principes statiques .................................................................................................................................... 420

18.4 Vrification de la capacit portante des fermes ................................................................................. 421 18.4.1 Vrification du dimensionnement des pices de bois ........................................................................... 421 18.4.1.1 tude analytique ......................................................................................................................................... 421 18.4.1.2 pure de Crmona ..................................................................................................................................... 421 18.4.2 Vrification dun assemblage tenon et mortaise embrvement .................................................... 421 18.4.2.1 Valeurs dimensionnelles de lassemblage arbaltrier/entrait ..................................................................... 422 18.4.2.2 Vrification de lentrait la compression transversale (composante verticale) .......................................... 422 18.4.2.3 Vrification de lentrait au cisaillement longitudinal (composante horizontale) .......................................... 422 18.4.3 Stabilit ..................................................................................................................................................... 423

18.5 Points sensibles et pathologies .............................................................................................................. 423 18.5.1 Points examiner attentivement ............................................................................................................. 423 18.5.2 Pathologies du bois .................................................................................................................................. 425

Partie 3 Cas courants de dsordres et daltrations statiques .......................................... 427

19 Examen pralable du btiment comme totalit structurale......................................... 429

742


19.1 Totalit structurale et solidarit entre ouvrages .................................................................................. 429 19.1.1 Dpendance mutuelle des ouvrages ....................................................................................................... 429 19.1.2 Dissymtrie des actions ............................................................................................................................ 429

19.2 Dsordres et altrations rvlateurs de la composition dun btiment et de son histoire ............ 429 19.2.1 Rle de lobservation arme de relevs ................................................................................................. 429 19.2.2 Dsordres rvlateurs de la composition matrielle du support .......................................................... 430

19.3 Hirarchie tablir dans les dsordres et altrations ....................................................................... 430 19.3.1 Ordre et dsordre dans les ouvrages de construction ......................................................................... 430 19.3.2 Dsordres mineurs et altrations graves ................................................................................................ 430

19.4 Totalit structurale et fonctions intgres ou compatibles.................................................................. 431 19.4.1 Spcialisation fonctionnelle des ouvrages ............................................................................................. 431 19.4.1.1 Ouvrages de structure et ouvrages de second uvre ................................................................................ 431 19.4.1.2 Fonctions secondaires, drives ................................................................................................................. 432 19.4.2 Conceptions moderne et ancienne de la structure dun btiment ....................................................... 432 19.4.2.1 Capacit dadaptation des btiments anciens ........................................................................................... 432 19.4.2.2 Vulnrabilit des btiments anciens............................................................................................................ 432

19.5 Division du travail et limites des points de vue spcialiss ............................................................... 433 19.5.1 Approche par le calcul et approche pragmatique ............................................................................... 433 19.5.2 Conception monolithique et homogne de la structure ........................................................................ 433 19.5.2.1 Cas de limmeuble parisien ........................................................................................................................ 433 19.5.2.2 Installation des services techniques ............................................................................................................ 434 19.5.2.3 Point de vue unitaire compar au point de vue surspcialis .................................................................... 434

19.6 Ralisation des travaux aujourdhui dans les anciens btiments dhabitation .............................. 435 19.6.1 Performances techniques et recherche dconomies ............................................................................ 435 19.6.2 Constat actuel ........................................................................................................................................... 436 19.6.2.1 Gain de temps primant sur la vision densemble ....................................................................................... 436 19.6.2.2 Recherche de la performance technique en soi ......................................................................................... 436 19.6.2.3 Outillage mcanis liminant les factures prindustrielles .......................................................................... 436 19.6.2.4 Installation dquipements de service prjudiciables aux matriaux anciens ............................................. 436 19.6.2.5 Effets de mode : anatomisme, ouvertures en excs .................................................................................... 436 19.6.2.6 Facteurs guidant le choix de matriaux compatibles avec le bti ancien .................................................. 437 19.6.2.7 Examen des ralisations locales ................................................................................................................. 438

20 Fissures superficielles naffectant pas la structure dans un premier temps............. 439

20.1 Aspect des fissures dans les enduits ..................................................................................................... 439 20.1.1 Retrait hydrique ........................................................................................................................................ 439 20.1.2 Retrait, dilatation thermique et gonflement hygrothermique................................................................ 440 20.1.2.1 Retrait thermique ........................................................................................................................................ 440 20.1.2.2 Dilatation thermique ................................................................................................................................... 441 20.1.2.3 Gonflement hygrothermique ....................................................................................................................... 442

20.2 Aspect des fissures dans le bois ............................................................................................................ 442 20.2.1 Gerces ....................................................................................................................................................... 442 20.2.2 Pourrissement ............................................................................................................................................ 444

Table des matires

743

20.2.2.1 Facteurs favorisant le pourrissement ........................................................................................................... 444 20.2.2.2 Pourriture cubique et lamellaire .................................................................................................................. 444 20.2.3 Variations saisonnires de la teneur en eau ......................................................................................... 444

20.3 Aspect des fissures provoques par loxydation des fers ................................................................. 445 20.3.1 Poutrelles ................................................................................................................................................... 446 20.3.2 Pans de fer ................................................................................................................................................ 447 20.3.3 Chanages traditionnels ........................................................................................................................... 447

20.4 Fissures tmoins ou spectres rvlant la composition des ouvrages ............................................... 447 20.4.1 Joint de construction et fissuration .......................................................................................................... 448 20.4.2 Spectres rvlateurs du sens de porte et de la composition des travures de plancher ................... 449 20.4.3 Spectres dans un appareil en pierre de taille ....................................................................................... 449 20.4.4 Spectres dans un pan de bois ................................................................................................................ 450 20.4.5 Spectres dans les murs incorporant les conduits de chemine ............................................................ 451

21 Dsordres statiques dans les parois verticales .................................................................. 455

21.1 Principaux types de fissure et mode dobservation ........................................................................... 455

21.2 Rle dcisif du sol dassise .................................................................................................................... 456 21.2.1 Types de fondations observs dans les btiments anciens................................................................... 456 21.2.2 Efforts sollicitant les parois verticales ..................................................................................................... 456 21.2.3 Capacit portante du sol dassise : variation, surestimation et tassements conscutifs .................... 456 21.2.3.1 Variation de capacit portante ................................................................................................................... 456 21.2.3.2 Tassements ingaux dans les couches de terrain ....................................................................................... 457

21.3 Fissures de translations verticales (tassements) .................................................................................. 457 21.3.1 Cas lmentaire du tassement dextrmit de paroi ............................................................................ 457 21.3.1.1 Tassement long, tassement moyen, tassement court ................................................................................... 459 21.3.1.2 Effet driv : rotation secondaire ............................................................................................................... 462 21.3.1.3 Composition de deux parois en tassement vertical .................................................................................... 462 21.3.2 Cas courant de tassement intermdiaire................................................................................................ 463 21.3.2.1 Lieu dapparition : milieu dune partie de terrain affaiss ......................................................................... 463 21.3.2.2 Tassement long, tassement moyen et tassement court................................................................................. 464 21.3.3 Murs composs en tassement vertical intermdiaire ............................................................................ 465 21.3.4 Murs avec ouvertures ............................................................................................................................... 469 21.3.4.1 Dcoupage omniprsent en files verticales de trumeaux et de baies superposs ...................................... 469 21.3.4.2 Modle danalyse ....................................................................................................................................... 470 21.3.4.3 Baies rapproches ou loignes verticalement........................................................................................... 470 21.3.4.4 Influence des matriaux composant la paroi .............................................................................................. 472 21.3.4.5 Tassement vertical des trumeaux de faade ............................................................................................... 472

21.4 Fissures de translations horizontales (glissements) ............................................................................. 473 21.4.1 Translations longitud

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