[PDF] CHAPITRE 1 : LES MURS Différents types de blocs

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Chapitre 1 : LES MURS

Cours : Ossatures Bâtiment (2013/2014) - MASTER Génie Civil - Option : Structures civiles et industrielles- Prof. Amar KASSOUL -UHBChlef

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CHAPITRE 1 : LES MURS

1. GENERALITES

1.1. DÉFINITION

On entend par "murs» des ouvrages verticaux en béton ou en maçonnerie. Ils peuvent être

préfabriqués ou réalisés directement à leur emplacement définitif dans la construction.

1.2. Mode de fonctionnement des murs

Les murs ou voiles sont des éléments structuraux sollicités principalement dans leur plan et dont

l'épaisseur est généralement faible en regard des autres dimensions. Selon leur fonction et mode de

sollicitation, on peut distinguer essentiellement les types de murs suivants : -Les murs porteurs,sollicités principalement par des efforts normaux quasi centrés

découlant de la descente des charges ; il en résulte un état unidimensionnel de contraintes normales

de compression. Pour la reprise des charges verticales, les murs peuvent ainsi être dimensionnés et

conçus comme des poteaux. Peut être réalisé en béton armé où en maçonnerie. -les poutres cloisons (linteaux), dénommées aussi parois porteuses, soumises à des

sollicitations de flexion et de cisaillement dans leur plan à la manière de poutres fléchies. Leur

comportement et leur calcul se distinguent de ces dernières en raison de la répartition non linéaires

des contraintes dans les sections due à leur faible élancement. -Les murs de contreventement, sollicités à la fois par des efforts normaux dus aux charges

verticales et par des efforts de flexion et de cisaillement dans leur plan dus aux actions horizontales.

Ces murs fonctionnent comme des consoles encastrées dans les fondations ou au niveau du rez de

chaussée ; ces consoles pouvant, en fonction de leur élancement, être analysées soit comme des

poutres, soit comme des parois porteuses.

Les voiles périphériques, dans le cas où des murs et des parois porteuses subissent

simultanément des sollicitations de flexion transversalement à leur propre plan, on appliquera

également les règles et dispositions prévues pour les dalles. C'est notamment le cas des murs contre

terre des sous sols de bâtiments ( Les voiles périphériques), des murs de soutènement, des murs de réservoirs et des parois de silos.

1.3. FONCTIONS DES MURS

En plus de leurs rôle de portance où de contreventement, les murs assurent le confort et la sécurité

des habitants. Dans la suite, on cite les différentes fonctions d'un mur où une paroi verticale.

1.3.1. Séparation

la construction de l'extérieur (ex : murs de façades, pignons) les pièces ou locaux entre eux (ex : refends, cloisons) la construction du sol (ex : murs de soubassement) des terrains (ex : murs de clôture). Solution : N'importe quelle paroi du moment qu'elle existe convient.

1.3.2. Résistance

aux différentes charges permanentes (poids des éléments porteurs et non porteurs de l'ouvrage) et variables (charges d'exploitation et climatiques comme la neige et le vent). Solution : Il faut une couche résistante adéquate dans la paroi verticale suivant s'il s'agit d'une paroi porteuse ou non.

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2 aux séismes pour protéger les personnes et les biens. aux infractions.

1.3.3. Isolation

thermique en limitant le plus possible le passage de la chaleur par la paroi dans le cas d'une paroi séparant un local chauffé d'un local non chauffé. Pour les autres parois, cette isolation est inutile. Solution : on utilise un isolant thermique si l'élément résistant n'est pas isolant. -contre les bruits :

Aériens extérieurs (ex : trafic routier) et intérieurs (ex : télévision, chaîne, chant...).

Solution : on emploie un isolant phonique ou une paroi lourde surtout pour les murs de façade ainsi que ceux séparant deux logements. D'impact(ex : planter un clou). Mais il est rare qu'il y ait des bruits d'impact sur les parois verticales. Il n'est donc pas nécessaire d'isoler les parois verticales de ces bruits d'impact. contre l'incendie pour pallier la diminution des caractéristiques mécaniques des matériaux sous la chaleur. Solution : On tient compte des normes exigeantes sur tous les matériaux utilisés dans la paroi sur leur tenue au feu et on peut par exemple augmenter les sections résistantes. contre l'eau : de pluie (uniquement pour les murs de façades). Solution : on peut utiliser un revêtement de façade étanche ou voir III. obtenue à cause de la vapeur d'eau dans la construction (cuisson des aliments, douches...).

Solution : la vapeur d'eau va de l'intérieur du bâtiment vers l'extérieur et peut endommager les

propriétés thermiques des isolants hydrophiles, c'est à dire qui absorbe l'eau. Pour éviter cela, on

utilise un pare-vapeur placé avant l'isolant. du sol qui provoque des remontées capillaires.

1.3.4. Esthétique

pour l'environnement, et donc pouvant être décorée. Solution : Un beau parement, un enduit ou un jeu de formes différentes et de couleurs.

1.3.5. Eclairer l'intérieur de la construction par la lumière du jour. Solution : des baies à double

vitrage pour des isolations thermique et acoustique.

1.3.6.Étanchéité à l'air.

Solution :

Les parois opaques sont étanches à l'air et c'est au niveau des baies que l'air peut s'infiltrer. C'est à ce niveau qu'il faudra faire attention.

2. DIFFERENTS TYPES DE MURS

Les murs et élévations peuvent être faits de différents matériaux : béton coulé, parpaings, briques,

béton cellulaire, ... Selon leur position et leur rôle, on distingue principalement :

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3 -le mur - pignon : qui ferme l'extrémité du bâtiment,

le mur de façade : qui ferme les côtés du bâtiment, Il s'agit souvent de murs en maçonnerie

possédant des baies (pour les portes, les fenêtres et les portes-fenêtres) et pourvus ou non d'un

isolant thermique.

le mur de refend : Ceux sont des murs porteurs intérieurs. Ils constituent un appui intermédiaire

pour les planchers qu'ils supportent. Réalisés en béton armé où en maçonnerie, ils possèdent

généralement des baies pour les portes sauf s'il s'agit de murs de refend séparant deux logements.

le mur de fondations : qui s'élève directement depuis la fondation, partie généralement enterrée,

le mur enterré : qui clôt des pièces enterrées : cave, sous-sol ... le mur de remplissage : qui ne supporte aucune charge et joue uniquement le rôle de fermeture,

le mur de clôture : mur ou muret, extérieur au bâtiment, qui délimite et cerne le terrain.

3. LES MURS EN MACONNERIES

3.1. Définition

Un mur en maçonneries est une structure verticale composée par l'assemblage d'éléments de petites

dimensions, montés en lits horizontaux et à joints croisés, liés entre eux par joint de mortier, par

collage ou par emboîtement.

La cohésion du mur est obtenue par l'imbrication des différentes pièces qui le constituent, ce qui

nécessite un décalage des joints d'une assise sur l'autre. Ces éléments de petites dimensions peuvent être : - de la pierre comme moellons de granit, basalte, grès, calcaire,.... - des blocs de béton courant ou cellulaire, - des briques en terre cuite.

3.2. Matériaux utilises pour les parois verticales

Pour une construction individuelle ou un petit immeuble collectif (pas plus de 3 ou 4 étages), les

parois porteuses sont le plus souvent réalisées en maçonneries traditionnelles de petits éléments

assemblés sur le chantier à joints de mortier. Les produits utilisés sont : - les briques creuses ou pleines en terre cuite, - les blocs creux ou pleins en béton de granulats courants ou légers, - les blocs de béton cellulaire assemblés au mortier ou à joints minces de colle, - les moellons d'usage courant ou en pierre de taille, maintenant plus souvent utilisés pour des parements que pour des parties porteuses.

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En habitat collectif, les parois porteuses sont la plupart du temps réalisées en béton banché, c'est à

dire coulées à leur emplacement définitif entre deux banches sur le chantier, mais aussi en panneaux

préfabriqués en béton armé assemblés sur place. Les parois non porteuses comme les cloisons et les murs de remplissage peuvent être : - des blocs creux ou pleins en béton ou en terre cuite, - des carreaux de plâtre à parements lisses, - des plaques de parement en plâtre à faces cartonnées.

Dans la suite, nous ne nous intéresserons pas à la pierre car son utilisation est de plus en plus

abandonnée à cause de son coût.

3.3. Différents types de blocs et de briques

1. Les blocs de béton

Le bloc de béton est le produit le plus utilisé pour la construction des murs de maçonnerie. Les blocs

de béton sont généralement parallélépipédiques et de dimensions qui les rendent manu-portables

lors de leur mise en oeuvre. Ils sont produits industriellement en béton non armé afin d'être montés

sur chantier à joints de mortier (joints épais de mortier traditionnel) ou par collage (joints minces de

mortier-colle) ou par emboîtement. Les blocs les plus couramment utilisés sont estampillés de la marque

NF propre à la France, qui

garantit la fourniture de matériaux de qualité aux caractéristiques bien définies et identiques. Cette

marque impose la mise en place d'un système de contrôle par le fabricant. a- les trois sortes de matériaux de blocs de béton couramment utilisés : Il existe trois matériaux pouvant constituer ces blocs de béton : - les blocs de béton en granulats courants, - les blocs de béton en granulats légers, - et les blocs de béton cellulaire autoclavé. b- blocs de béton Cellulaire Les blocs de béton cellulaire autoclave, encore appelés thermo pierre, ont une masse volumique très peu élevée, environ 500 kg/m 3 , et offrent une résistance mécanique relativement faible. Ils ne peuvent donc pas recevoir de charges importantes. c- blocs de béton en granulats courants ou légers

Les blocs de béton dits de granulats légers ont une masse volumique inférieure à 1700 kg/m

3 Lorsque la masse volumique est supérieure à 1700 kg/m 3 , les blocs sont dits en granulats courants.

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Les blocs de béton en granulats légers ont une résistance thermique plus grande que les blocs de

béton en granulats courants mais présentent une résistance mécanique moindre. On distingue trois catégories de blocs de béton standards de granulats courants ou légers, selon l'importance de la surface des alvéoles : -les blocs pleins sans alvéoles,-les blocs perforés,-les blocs creux.. d- blocs à isolation intégrée

Les blocs-coffrages isolants de béton avec polystyrène à l'extérieur ou à l'intérieur ou les deux

assurent une isolation thermique par l'extérieur ou par l'intérieur ou simultanée (voir photos ci-

dessous). Le montage s'effectue à sec par emboîtements horizontaux et verticaux. Ces blocs sont

utilisés dans les bâtiments industriels et agricoles, publics et sportifs, et les habitats individuels et

collectifs. e- blocs à bancher

Destinés à être utilisés lorsque les murs sont soumis à des efforts importants, les blocs à bancher

servent de coffrage perdu au béton coulé en place et remplacent les banches. Ils sont utilisés dans la

réalisation de murs porteurs extérieurs et intérieurs enduits, de soubassement, de descentes de

garages, de réservoirs, de silos et de sous-sol enterré. Avant le coulage du béton, des armatures

verticales et horizontales devront être placées à l'intérieur des blocs. f- les briques

Les briques sont obtenues par façonnage, filage et/ou pressage, séchage et/ou cuisson d'une pâte

argileuse. Elles sont employées dans les ouvrages de maçonneries courantes tels que les murs, les

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cloisons et les doublages. Il existe comme pour les blocs de béton, des blocs accessoires pour les

linteaux, les chaînages verticaux, les abouts de planchers...

On distingue les catégories suivantes :

Il existe deux sortes de briques creuses :

- les briques montées à joints de mortier horizontaux continus, notées C, - les

briques dites à rupture de joint, montées à joints de mortier horizontaux discontinus, notées RJ,

destinées à améliorer les caractéristiques thermiques du mur. La mise en oeuvre respectant la

discontinuité du joint de pose horizontal reste difficile à maîtriser.

1 : brique à rupture de joint (RJ)

2 : brique plâtrière utilisée pour les cloisons ou les

doublages

3 : brique utilisée en façade ou en refend, en remplissage

ou en porteur, selon l'épaisseur

4 : brique creuse à pouvoir isolant élevé

g- briques pleines ou perforées

Les briques pleines ou perforées verticalement sont montées à joints de mortier épais. Employés

pour l'habitation, elles sont généralement enduites ou protégées extérieurement afin d'améliorer

des caractéristiques thermiques, acoustiques, de résistance au feu ou pour rattraper des irrégularités

de surface.

On distingue plusieurs modèles :

-brique pleine de format le plus courant 6 cm x 11 cm x 22 cm, ( 1) brique perforée de largeur inférieure à 14 cm et dont la somme des perforations est inférieure à 50% de la section perpendiculaire à la face de pose, ( 2) bloc perforé de terre cuite à alvéoles verticales permettant de réaliser toute l'épaisseur brute du mur avec un seul élément, et à fort pouvoir isolant ( 3).

3.4. Résistance - stabilité des ouvrages de maçonneries

3.4.1. Principe de résistance

Quel que soit le type de maçonneries, elles ne doivent subir que des compressions. L'épaisseur des blocs à utiliser et leur classe de résistance dépendent : - du type de maçonnerie et de ses dimensions, - et des sollicitations mécaniques (descente de charges).

Une fois le calcul de charges effectué et le type de maçonnerie choisi, on calcule la contrainte réelle

dans le mur que l'on compare à la contrainte admissible.

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3.4.2. Contrainte normale réelle de compression

On admet que les contraintes dans les murs se répartissent de manière uniforme.

La contrainte normale réelle de compression en partie courante d'un mur en maçonneries est

calculée en divisant la charge N u obtenue grâce une descente des charges, par la surface horizontale

S du mur chargé par N

u

S = épaisseur du mur x longueur du mur

Pour une charge uniformément répartie, cette contrainte normale réelle à mi-hauteur du mur doit

être inférieure ou égale à la contrainte normale admissible à la compression C.

3.4.3. Contrainte normale admissible de compression ou d'écrasement C

La stabilité mécanique dépend :

- de

l'élancement L = H/e, H étant la hauteur libre entre planchers et e, étant l'épaisseur brute du

mur, L étant limité à 20 pour les murs porteurs et à 30 pour les cloisons et les murs de remplissage,

- et de la nature du cas de charges appliqué au mur, centré (mur de refend) ou excentré

(généralement, mur de façade sous plancher ou poutre avec appui ne se faisant pas sur toute

l'épaisseur du mur).

La contrainte normale admissible de compression

C, dont il faut tenir compte dans les calculs, vaut :

3.5. Dispositions constructives

3.5.1. Les appuis sur les murs

Afin d'éviter à la maçonnerie de travailler en traction, il faut que les poutres, dalles et linteaux

prennent suffisamment appui sur le mur. La longueur d'appui d'un plancher sur un mur est au minimum de

2/3 de l'épaisseur brute du mur.

La longueur d'appui d'un linteau isolé sur un mur est au minimum de

20 cm.

3.5.2. Les chaînages

Un

chaînage horizontal continu en béton armé doit ceinturer la construction à chaque étage pour

les planchers en béton armé ou pour couronner les murs.

Ils sont habillés d'une planelle du côté extérieur dans le cas de planchers ou sont moulés dans des

blocs en forme de U comme pour les linteaux dans le cas d'un couronnement des murs sans

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