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Accueil / COMPRENDRE l'éco-rénovation / Ce qu'il faut savoir / Construction à pan de bois
Le massif gréseux des Vosges du Nord est recouvert par un vaste manteau forestier. Il couvre 70 000 ha ce qui représente 65 % de la superficie du Parc. En fonction de la nature du sol et des milieux on distingue différents types de forêts. Le hêtre (2/3), le chêne, le pin sylvestre, et l’épicéa (implantés au XIX e siècle) sont les essences principalement exploitées.
Le choix des bois utilisés dépend de sa destination pour la construction. Chaque essence à des qualités qui lui sont propres.
C’est un bois dur (le temps de croissance est lent) et résistant aux intempéries. C’est l’essence par excellence dans la construction à pans de bois car durable naturellement. Il est préférentiellement mis en œuvre pour les éléments de la structure principale (charpente, pans de bois). Il est surtout utilisé pour les éléments verticaux parce qu’il reprend facilement les efforts en compression.
Son usage reste exceptionnel, il possède des qualités proches de celles du chêne. Sa résistance structurelle est moindre. Il est souvent mis en œuvre pour les bardages en raison de sa résistance naturelle aux agents extérieurs (climats, insectes, champignons).
Cette essence très largement représenté dans les Vosges du Nord, est surtout valorisé dans le mobilier pour sa dureté.
Son utilisation est limitée dans la construction, car il n'est pas naturellement durable en extérieur, et présente quelques complexités d'exploitation.
Leur temps de croissance est plus rapide que celui du chêne. L’usage de l’épicéa est plus récent car il a été introduit dans nos forêts au XIX e siècle. Ces résineux sont résistants aux efforts de traction et ont un poids propre plus faible que le chêne. Ils sont utilisés en éléments de toiture et en poutres horizontales (solives, lambourdes*). Ce sont des bois plus économiques mais moins durables, qui demandent plus d’entretien que le chêne. On trouve des bois d’une grande longueur ce qui est un avantage important en construction.
C’est un bois rare dans sa mise en œuvre historique de par son absence du territoire. Il est planté à partir du XIX e siècle. Il a de très bonnes qualités structurelles.
Il est, de nos jours souvent utilisé pour les bardages et les éléments de menuiserie (portes, fenêtres) de par sa résistance naturelle aux intempéries.
Les pièces de charpente étaient issues d’un tronc d’arbre qui était écorcé et équarri à la doloire (sorte de hache), jusqu’à obtention de la section nécessaire. Ces éléments en bois étaient ainsi purgés d’aubier et on obtenait des bois parfaits que l’on appelle également le bois de cœur.
L’aubier es
t la partie jeune et fragile de l’arbre, contenant de l’amidon ; il est sujet à l’attaque des insectes.
Le duramen (ou bois de coeur) possède une durabilité naturelle, variable selon les essences.
La mécanisation des techniques de sciage permet aujourd’hui d’optimiser la découpe et le rendement d’un arbre. Cette évolution a permis le développement des bois massifs et des bois de petites sections, par exemple pour des éléments en lamellés collés. Le débit des pièces de bois selon l’orientation des fibres permet d’en améliorer la résistance.
De tous temps, l’homme a utilisé le bois pour construire son logis, pour s’abriter, se protéger des intempéries et des éléments hostiles. L’ossature bois et le remplissage constituent le système constructif couramment appelé le colombage. Dès la fin du Moyen Age, on sait édifier en colombage des maisons à plusieurs étages. Ce système de construction est le plus utilisé dans les régions couvertes de forêts, car il offre de larges possibilités architecturales alliées à un intérêt économique. L’évolution des colombages est liée à une meilleure maîtrise des assemblages, du sciage et des systèmes constructifs. Les dernières maisons à pan de bois traditionnel sont construites vers 1890, avec l’apparition de la brique industrielle, c’est à ce moment que se développe le masquage du pan de bois par un crépi.
C’est la méthode la plus ancienne, elle utilise des poteaux corniers d’une seule pièce qui montent du sol au toit donc elle limite les assemblages.
A partir du milieu du XVI e siècle, on adopte cette méthode dans laquelle les poteaux corniers n’ont plus qu’une hauteur d’étage. Cette méthode permet de construire en hauteur et de créer des encorbellements assurant un gain d’espace et protégeant la façade des intempéries.
C'est un système de construction aux avantages multiples. Il est souple par sa conception même qui dissocie structure et remplissage. À l’origine, les éléments en bois sont souvent destinés à rester visibles. Le chevillage des pièces de bois assure la cohérence des assemblages et facilitent son démontage. Les charpentiers appliquent une numérotation sur chaque pièce de bois afin de les repérer.
La construction en pan de bois est montée sur une base solide en dur soit posée à même le sol avec un solin* soit sur une cave. Ce lit de pierres est réalisé sur un sol purgé de la terre végétale afin d’obtenir une surface stable et plane.
La structure à pans de bois repose sur un soubassement en maçonnerie de pierre. La base des murs est fortement exposée à l’humidité et aux chocs. Cette assise en pierre permet une protection contre l’humidité et une stabilité renforcée, la sablière est ainsi surélevée du sol.
Cette pièce permet d’assurer une bonne répartition des charges transmises aux fondations.
La structure se compose d’éléments verticaux (montants, poteaux, décharges) et d’éléments horizontaux (sablières, traverses) et d’un système porteur secondaire (poutres, solives). Les façades, les planchers, la charpente, les murs de refend constituent un ensemble formant la structure de l’édifice. Le contreventement* est assuré à la fois par l’imbrication de ces différents éléments, eux-mêmes stabilisés par des systèmes de triangulation.
Il doit répondre à différentes fonctions : isolation thermique, isolation phonique, étanchéité, résistance aux intempéries et stabilité mécanique. Le remplissage est formé par une ossature légère en bois constituée de palançons et d’un treillage (saule ou noisetier) recouvert avec du torchis (mélange de terre argileuse, de paille, de chaux et d’eau auquel on ajoute parfois du sable ou des poils de vache). Selon la situation géographique et l’époque de construction, le torchis a été remplacé par des moellons de grès ou de calcaire et des briques en terre cuite ou crue.
Elles jouent un rôle structurel et expriment une symbolique. Des pièces de bois peuvent être ouvragées indiquant la date de construction, les noms des propriétaires et d’autres messages.
Traditionnellement, les remplissages sont protégés par un enduit au mortier de chaux naturelle posé en plusieurs couches facilitant l’évacuation de l’humidité provoquée par le phénomène de condensation et jouant le rôle de protection face aux intempéries. L’ornementation des façades est complétée, au niveau des remplissages par des représentations polychromes et le mode de finition des enduits (trace, grattage).
Dans la construction à pans de bois la place et la taille des ouvertures sont conçues en amont lors de la conception. Les encadrements font partie de la structure et le chambranle peut prendre appui sur les poutres de l’ossature.
Les assemblages se font en queue d’aronde, à mi-bois ou à tenons et mortaises, selon les époques et les contraintes de la structure.
Ces maisons sont caractérisées par leurs proportions, l’harmonie et une « grammaire symbolique ». Ce langage imagé se traduit à la fois par une expression liée aux modes constructifs et par des peintures, des sculptures, des moulures et des bas-reliefs. Avant le XVIe siècle, les maisons traditionnelles sont minimalistes. Au fil des décennies, les ornements sont de plus en plus ouvragés et précis. Le décor reste un luxe que seul les propriétaires aisés peuvent se permettre. Cette recherche poussée de la représentation parfaite se traduit également par le rajout de balcons, d’oriels et de balustrades. Tous ces éléments permettent de dater la maison et souvent de connaître les propriétaires qui l’ont construite. On peut retrouver ces sculptures au niveau de la maison sur le poteau cornier ou sur la sablière et au niveau du porche d’entrée. C’est aussi une façon de repérer les étapes de construction de chaque bâtiment notamment les annexes agricoles. Sans oublier que le réemploi des matériaux était courant.
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