Le rehaussement de solivage représente une intervention structurelle complexe qui nécessite une expertise technique approfondie. Cette opération devient souvent nécessaire lors de rénovations de bâtiments anciens où la hauteur sous plafond s’avère insuffisante ou lorsque les charges d’exploitation ont évolué. Contrairement aux idées reçues , rehausser un solivage ne consiste pas simplement à ajouter de la hauteur, mais implique une refonte complète de la structure porteuse. Les enjeux sont considérables : sécurité structurelle, respect des normes en vigueur, et optimisation de la performance mécanique de l’ensemble.
Diagnostic structurel préalable au rehaussement de solivage
Avant toute intervention de rehaussement, un diagnostic structurel approfondi s’impose comme une étape incontournable. Cette analyse technique permet d’évaluer la faisabilité du projet et de déterminer les solutions de renforcement adaptées. L’expertise d’un bureau d’études structure devient rapidement indispensable pour garantir la sécurité de l’ouvrage.
Évaluation de la portance des murs porteurs existants
La capacité portante des murs existants constitue le fondement de toute opération de rehaussement. Cette évaluation implique l’analyse de plusieurs paramètres critiques : la nature des matériaux constitutifs, l’état de conservation, et les charges déjà supportées. Les murs en pierre, fréquents dans les constructions anciennes, présentent une résistance à la compression généralement comprise entre 2 et 8 MPa selon leur nature.
L’examen visuel permet d’identifier les désordres apparents : fissuration, déformation, ou altération des mortiers. Cependant, seuls des tests non destructifs comme le scléromètre ou des prélèvements d’échantillons fournissent des données fiables sur la résistance réelle des matériaux. Les murs en maçonnerie traditionnelle nécessitent souvent un renforcement préalable par injection de coulis ou pose de chaînages avant d’envisager un rehaussement de solivage.
Calcul des charges permanentes et d’exploitation selon DTU 23.2
Le dimensionnement d’un rehaussement de solivage repose sur une évaluation rigoureuse des charges selon le Document Technique Unifié 23.2. Les charges permanentes comprennent le poids propre des éléments structuraux, des cloisons, et des revêtements. Pour un plancher d’habitation standard, ces charges permanentes oscillent entre 100 et 150 kg/m².
Les charges d’exploitation varient selon la destination des locaux : 150 kg/m² pour les habitations, 250 kg/m² pour les bureaux, et jusqu’à 500 kg/m² pour certains locaux industriels. Le coefficient de sécurité appliqué dépend de la combinaison de charges considérée, généralement 1,35 pour les charges permanentes et 1,5 pour les charges d’exploitation dans les calculs aux états limites ultimes.
Vérification de la flèche admissible des solives en place
La déformation des solives existantes constitue un critère déterminant pour la faisabilité du rehaussement. La flèche admissible, fixée à L/300 pour les planchers d’habitation selon l’Eurocode 5, limite les déformations acceptables. Une solive de 4 mètres de portée ne doit donc pas fléchir de plus de 13,3 mm sous les charges d’exploitation.
La mesure de la flèche existante s’effectue à l’aide d’un niveau laser ou d’un théodolite.
Une flèche excessive traduit soit un sous-dimensionnement initial, soit une dégradation du matériau, nécessitant un renforcement avant tout rehaussement.
L’analyse de la flèche différée, particulièrement importante pour les bois résineux, influence directement le choix des solutions techniques de rehaussement.
Analyse de l’état des appuis et des assemblages traditionnels
Les appuis et assemblages constituent les points critiques d’un solivage traditionnel. L’examen des scellements dans la maçonnerie révèle souvent des défaillances : corrosion des éléments métalliques, pourrissement du bois au contact de l’humidité, ou écrasement localisé de la maçonnerie. Ces pathologies compromettent la transmission des charges et nécessitent une réparation préalable.
Les assemblages traditionnels par tenon-mortaise ou embrèvement présentent une résistance limitée aux efforts de traction et de cisaillement. Leur renforcement par boulonnage ou ligature métallique s’avère souvent nécessaire pour supporter les contraintes supplémentaires induites par le rehaussement. L’humidité relative du bois, mesurée à l’aide d’un hygromètre à pointes, doit être inférieure à 20% pour garantir la stabilité dimensionnelle des assemblages renforcés.
Techniques de rehaussement par ajout de hauteur structurelle
Les techniques de rehaussement par ajout de hauteur structurelle permettent de créer un nouveau niveau porteur au-dessus du solivage existant. Cette approche préserve la structure originale tout en offrant la flexibilité nécessaire pour adapter les caractéristiques mécaniques aux nouvelles exigences. Le choix de la technique dépend des contraintes architecturales, de la charge à reprendre, et du budget disponible.
Rehaussement par sablières métalliques IPN ou HEA
Les poutrelles métalliques IPN (I à Profil Normal) ou HEA (H Européen A) constituent une solution de rehaussement particulièrement adaptée aux fortes charges. Ces profiles en acier S235 offrent un rapport résistance/poids optimal, avec des modules d’inertie élevés permettant de franchir des portées importantes. Un IPN 200 peut reprendre des charges de l’ordre de 800 kg/ml sur une portée de 4 mètres.
L’installation nécessite la création d’appuis renforcés, généralement constitués de poteaux métalliques ou de massifs en béton armé. La liaison entre les poutrelles et les solives existantes s’effectue par l’intermédiaire de connecteurs soudés ou boulonnés, assurant la continuité mécanique de l’ensemble. Le traitement anticorrosion par galvanisation ou peinture spécialisée garantit la durabilité de l’ouvrage en ambiance intérieure.
Surélévement avec madriers lamellé-collé GL24h ou GL28h
Le bois lamellé-collé présente des caractéristiques mécaniques supérieures au bois massif, avec des résistances à la flexion pouvant atteindre 24 MPa pour la classe GL24h et 28 MPa pour la GL28h. Cette technologie permet de réaliser des éléments de grande portée avec une précision dimensionnelle remarquable, particulièrement adaptée aux rehaussements nécessitant une intégration architecturale soignée.
La mise en œuvre des madriers lamellé-collé requiert des assemblages mécaniques spécialisés : broches, tire-fond, ou connecteurs à anneaux fendu.
La préfabrication en atelier garantit la qualité des assemblages et réduit considérablement les délais d’intervention sur chantier.
L’humidité d’équilibre du bois lamellé-collé, comprise entre 10 et 12%, assure une stabilité dimensionnelle optimale en ambiance intérieure.
Installation de poutres composites bois-métal type Posi-Strut
Les poutres composites bois-métal combinent les avantages des deux matériaux : légèreté et usinabilité du bois, résistance et rigidité de l’acier. Le système Posi-Strut utilise des membrures en bois reliées par une âme métallique ajourée, offrant un rapport performance/poids exceptionnel. Ces éléments préfabriqués permettent des portées importantes avec des hauteurs réduites.
L’installation s’effectue par simple pose sur appuis, avec possibilité de passage des réseaux techniques dans les ouvertures de l’âme métallique. La fixation aux solives existantes utilise des connecteurs spécialisés assurant la transmission des efforts de cisaillement. Cette solution présente l’avantage d’un montage rapide et d’une adaptation aisée aux contraintes géométriques existantes.
Mise en œuvre de chevêtres de renforcement en chêne massif
Le chêne massif demeure une référence pour la réalisation de chevêtres de renforcement dans les constructions traditionnelles. Sa densité élevée (700 à 800 kg/m³) et sa résistance à la compression (45 à 55 MPa) en font un matériau de choix pour reprendre ponctuellement de fortes charges. L’usinage traditionnel par assemblages à bois permet une intégration parfaite dans l’architecture existante.
La sélection du bois de chêne privilégie les sections sur quartier, moins sensibles aux déformations, avec un classement mécanique C30 minimum selon la norme EN 338. Le séchage naturel ou artificiel ramène l’humidité à 15-18%, garantissant la stabilité dimensionnelle. Les assemblages traditionnels, renforcés par boulonnage traversant, assurent la pérennité de la liaison avec les éléments existants.
Renforcement structurel des solives existantes
Le renforcement structurel des solives existantes constitue une alternative au rehaussement lorsque la hauteur disponible s’avère limitée. Ces techniques permettent d’augmenter la capacité portante et de réduire les déformations sans modifier significativement l’encombrement. L’efficacité du renforcement dépend de la qualité de l’interface entre l’élément existant et le système de renfort.
Technique de doublage par collage époxy sikadur-30
Le collage époxy représente une technique de pointe pour le renforcement des structures bois. L’adhésif structural Sikadur-30 développe des résistances à la traction supérieures à 20 MPa et assure une liaison durable entre les éléments anciens et nouveaux. Cette technique permet d’augmenter la section résistante sans recours à des fixations mécaniques traversantes.
La préparation des surfaces constitue l’étape critique : ponçage mécanique pour éliminer les finitions existantes, dépoussiérage soigné, et contrôle de l’humidité du bois (< 18%). L’application de la résine époxy s’effectue par spatule dentée en couche uniforme, suivie d’un pressage maintenu pendant 24 heures minimum. La température ambiante, maintenue entre 15 et 25°C, conditionne la qualité de la polymérisation.
Renforcement par plaques de fibres de carbone SikaWrap
Les tissus de fibres de carbone SikaWrap offrent un renforcement structurel avec un encombrement minimal. Ces matériaux composites développent des résistances à la traction exceptionnelles (3 000 à 4 000 MPa) pour un poids négligeable. L’application en sous-face des solives permet d’augmenter significativement la résistance à la flexion sans modification de la géométrie existante.
Le système SikaWrap peut augmenter la capacité portante d’une solive de 50 à 100% selon la configuration et le nombre de plis appliqués.
La mise en œuvre nécessite l’application d’une résine d’imprégnation (SikaWrap-300 C) suivie de la pose du tissu carbone. Le durcissement complet, obtenu après 7 jours à 20°C, confère au renforcement ses caractéristiques mécaniques définitives.
Ajout de cornières métalliques selon norme NF EN 1995-1-1
L’ajout de cornières métalliques constitue une solution de renforcement traditionnelle, particulièrement adaptée aux solives présentant des défauts localisés. Les cornières en acier S235, dimensionnées selon l’Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1), reprennent une partie des efforts de flexion et limitent les déformations. Cette technique présente l’avantage d’une mise en œuvre simple avec des matériaux courants.
Le calcul de dimensionnement considère la section composite bois-acier, en tenant compte du coefficient de fluage différentiel entre les matériaux. La fixation utilise des vis à bois de forte section (8 à 12 mm de diamètre), espacées selon les prescriptions de l’Eurocode 5. Le traitement anticorrosion par galvanisation garantit la durabilité en ambiance intérieure humide.
Installation de tirants filetés avec plaques de répartition
Les tirants filetés permettent de créer une précontrainte dans les assemblages et d’améliorer la reprise des efforts de traction. Cette technique s’avère particulièrement efficace pour le renforcement des assemblages traditionnels ou la création de liaisons entre éléments de renfort et structure existante. Les tiges filetées en acier inoxydable offrent une résistance optimale à la corrosion.
Le dimensionnement des tirants prend en compte les efforts maximaux à transmettre et les caractéristiques mécaniques de l’acier utilisé (classe 8.8 minimum). Les plaques de répartition, calculées selon la théorie des plaques minces, distribuent les contraintes sur une surface suffisante pour éviter l’écrasement local du bois. Le couple de serrage, contrôlé à l’aide d’une clé dynamométrique, garantit la précontrainte requise.
Calculs de dimensionnement selon l’eurocode 5
Le dimensionnement d’un rehaussement de solivage s’appuie sur les prescriptions de l’Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1), qui définit les méthodes de calcul pour les structures en bois. Cette approche normative garantit un niveau de sécurité uniforme et permet la justification réglementaire des solutions techniques retenues. Les calculs aux états limites considèrent à la fois la résistance ultime et les critères de déformation en service.
La vérification de résistance utilise la
formule fondamentale de la résistance des matériaux : σ = M / W, où σ représente la contrainte de flexion, M le moment fléchissant maximal, et W le module de flexion de la section. Pour les sections rectangulaires, W = b × h² / 6, mettant en évidence l’importance de la hauteur dans la résistance à la flexion. Les coefficients de sécurité partiels appliqués aux matériaux (γm = 1,3 pour le bois) et aux actions (γf = 1,35 pour les charges permanentes, 1,5 pour les charges variables) garantissent un niveau de fiabilité adapté aux enjeux structurels.
La vérification de la flèche s’effectue sous combinaisons caractéristiques, sans application de coefficients de sécurité. Le calcul intègre les déformations instantanées et différées, particulièrement importantes pour le bois qui présente un coefficient de fluage kdef variant de 0,6 à 2,0 selon les classes de service. La flèche totale s’exprime par : w_tot = w_inst × (1 + kdef), où w_inst représente la flèche instantanée calculée selon la théorie des poutres.
Les assemblages font l’objet de vérifications spécifiques selon l’Eurocode 5, en considérant les efforts de cisaillement, d’arrachement et de compression diamétrale. La capacité portante d’un assemblage boulonné dépend du diamètre des boulons, de l’épaisseur des pièces assemblées et des caractéristiques mécaniques du bois. Les formules de l’annexe A de l’EN 1995-1-1 permettent de déterminer les résistances caractéristiques pour chaque mode de rupture possible.
Mise en œuvre technique et raccordements
La phase de mise en œuvre constitue l’étape critique où la conception théorique se concrétise sur le terrain. Cette étape nécessite une coordination parfaite entre les différents corps d’état et le respect scrupuleux des prescriptions techniques. La qualité d’exécution conditionne directement la performance et la durabilité de l’ensemble structurel. Les tolérances d’exécution, définies par les normes NF DTU 31.2 et 31.3, encadrent la précision requise pour chaque phase d’intervention.
La préparation du chantier débute par la mise en sécurité de la structure existante, incluant l’étaiement temporaire des éléments sollicités. Les accès doivent être dimensionnés pour permettre la manutention des éléments de renfort, particulièrement contraignante pour les poutrelles métalliques ou les madriers lamellé-collé de grande longueur. Le phasage des travaux respecte impérativement l’ordre de déchargement et de rechargement progressif de la structure pour éviter les redistributions d’efforts non maîtrisées.
L’installation des nouveaux éléments porteurs s’effectue selon un protocole précis : positionnement, réglage altimétrique, fixation provisoire, puis définitive après vérification dimensionnelle.
Les raccordements entre éléments nouveaux et existants requièrent une attention particulière, notamment pour assurer la continuité mécanique et l’étanchéité à l’air. L’interface bois ancien/bois neuf nécessite souvent l’interposition d’un isolant ou d’un pare-vapeur pour éviter les transferts d’humidité. Les joints de dilatation, calculés en fonction des variations hygrothermiques, permettent d’absorber les mouvements différentiels entre matériaux.
La fixation définitive utilise des connecteurs dimensionnés selon les efforts transmis : boulons haute résistance (HR) pour les liaisons fortement sollicitées, vis à bois pour les assemblages secondaires, ou collage structural pour les renforcements par matériaux composites. Le contrôle des couples de serrage s’effectue à l’aide de clés dynamométriques étalonnées, garantissant la précontrainte requise dans les assemblages boulonnés. La protection anticorrosion des éléments métalliques, appliquée après montage, complète l’ensemble des dispositions conservatoires.
L’intégration des réseaux techniques (électricité, plomberie, chauffage) s’anticipe dès la conception pour éviter les percements ultérieurs fragilisants. Les passages réservés dans les âmes de poutrelles ou entre solives respectent les règles de l’art définies par les guides professionnels. La coordination avec les autres corps d’état garantit la compatibilité des interventions et le respect des performances mécaniques calculées.
Pathologies courantes et solutions correctives spécialisées
L’analyse des pathologies courantes rencontrées lors des opérations de rehaussement de solivage révèle des problématiques récurrentes, souvent liées à des défauts de conception ou de mise en œuvre. Ces désordres, identifiés par l’expérience de terrain, nécessitent des solutions correctives spécialisées pour restaurer l’intégrité structurelle. La prévention de ces pathologies passe par une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation et l’application de mesures conservatoires adaptées.
La fissuration des assemblages constitue la pathologie la plus fréquemment observée, généralement causée par des contraintes de retrait différentiel ou des surcharges ponctuelles. Ces fissures, orientées perpendiculairement aux fibres du bois, compromettent la transmission des efforts et peuvent évoluer vers une rupture complète. Le traitement correctif implique le déchargement temporaire de l’élément, la stabilisation de la fissure par agrafage métallique ou injection de résine époxy, puis le renforcement par doublage ou chemisage selon l’importance de la dégradation.
Les déformations excessives, dépassant les limites réglementaires de L/300, traduisent un sous-dimensionnement initial ou une dégradation mécanique des matériaux constituants.
Cette pathologie nécessite une analyse approfondie des causes : surcharge d’exploitation, fluage excessif du bois, ou affaiblissement par attaque d’insectes xylophages. La correction s’effectue par installation d’étais intermédiaires, renforcement par profilés métalliques, ou remplacement partiel des éléments défaillants. Le calcul de redimensionnement intègre les nouvelles conditions de charge et les caractéristiques résiduelles des matériaux en place.
Les désordres d’ancrage dans la maçonnerie résultent souvent de l’évolution différentielle entre les matériaux ou de l’insuffisance des dispositifs de fixation d’origine. L’écrasement localisé de la maçonnerie, la corrosion des scellements métalliques, ou le pourrissement des bois d’about compromettent la stabilité de l’ensemble. Les solutions correctives incluent la reprise en sous-œuvre par micropieux ou longrines béton, le chemisage des appuis par profilés métalliques, ou l’injection de coulis de renforcement dans la maçonnerie dégradée.
L’attaque biologique représente une menace majeure pour les structures bois anciennes, particulièrement dans les environnements humides ou confinés. Les insectes xylophages (capricornes, vrillettes, lyctus) et les champignons lignivores (mérule, coniophore) peuvent compromettre gravement la résistance mécanique. Le traitement curatif combine l’assainissement de l’environnement (ventilation, étanchéité), l’élimination des parties contaminées, et l’application de produits de préservation selon les normes NF X 40-100. Les éléments fortement dégradés nécessitent un remplacement par des bois traités classe 2 minimum.
Les problèmes d’interface entre matériaux de natures différentes génèrent des pathologies spécifiques liées aux mouvements différentiels. L’incompatibilité hygrothermique entre bois et métal provoque des contraintes cycliques pouvant entraîner la rupture des fixations ou la fissuration du bois. La solution préventive consiste à interposer des matériaux de transition (élastomères, feutres bitumineux) ou à dimensionner les assemblages pour autoriser les mouvements. La surveillance régulière de ces points sensibles permet d’anticiper les dégradations et d’intervenir avant l’apparition de désordres irréversibles.
Les défauts de mise en œuvre, bien que moins spectaculaires, peuvent compromettre à long terme la performance de l’ouvrage. Les erreurs d’assemblage (sous-serrage, mauvais positionnement), les défauts d’étanchéité, ou l’insuffisance des protections anticorrosion constituent autant de sources potentielles de pathologies différées. La prévention passe par l’application rigoureuse des règles de l’art, le contrôle qualité en cours d’exécution, et la formation des intervenants aux spécificités du rehaussement de solivage. Un carnet de santé de l’ouvrage, documentant les caractéristiques techniques et les interventions successives, facilite la maintenance préventive et le diagnostic des désordres éventuels.