Façades ventilée - Structure de soutien

02-12-2009

La façade ventilée comprend les éléments suivants:

Couche de support en maçonnerie
Elle peut être constituée d'une seule couche ou de plusieurs couches de matériaux. Selon le type de matériau utilisé, la couche de support influence de façon déterminante le comportement global du système à cause des différents coefficients de déformation subie par les éléments qui la composent.

Couche de régularisation
Il s'agit généralement d'une couche de mortier, distribuée uniformément sur la structure en maçonnerie (enduit de mortier ayant une épaisseur de 1-2 cm), qui sert à réduire les irrégularités superficielles de la couche qui se trouve en dessous. En effet, pour pouvoir appliquer correctement la couche isolante sur la couche de support, il faut en analyser soigneusement la surface du point de vue géométrique et physique.

Couche isolante
Les panneaux isolants utilisés habituellement pour les façades ventilées, dont l'épaisseur varie de 3 à 8 cm, sont appliqués directement sur le support en maçonnerie avec de la colle et/ou des éléments mécaniques. Le choix du matériel qui sert à les fixer dépend de l'état de l'édifice. Les éléments mécaniques sont particulièrement indiqués lorsqu'il faut refaire la façade car la colle n'est pas en mesure d'adhérer parfaitement sur les surfaces irrégulières et abîmées par les agents atmosphériques. Il faut également faire attention à l'usage de matériau plastique si l'on utilise des chevilles expansibles afin d'éviter les ponts thermiques. Les deux méthodes d'ancrage sont tout aussi valables quand les édifices sont neufs.

Couche de ventilation
La couche de ventilation, dont l'épaisseur varie de 3 à 5 cm, correspond à l'espace laissé entre l'isolant et le revêtement extérieur. Ses dimensions sont importantes afin de garantir une bonne circulation de l'air et surtout obtenir l'effet cheminée (tirage de l'air chaud vers le haut).
Le rôle fondamental de cet espace est donc celui de permettre le mouvement ascensionnel de l'air, en offrant un confort thermique. La fonctionnalité de cette couche dépend naturellement des conditions de circulation de l'air à l'intérieur, c'est pourquoi il faut éviter la présence d'obstacles pouvant empêcher à l'air de circuler correctement (étranglements dus à des éléments de la structure ou d'ancrage, irrégularités superficielles de la couche isolante et du matériau de revêtement, etc.). Pour garantir une ventilation naturelle à l'intérieur de cet espace, il faut par ailleurs prévoir des grilles de ventilation ayant une section appropriée, en bas et au sommet de l'édifice.
Si toutes ces conditions sont remplies, le matelas d'air offre des bénéfices certains en permettant par exemple:

  • l'évaporation de l'eau qui s'est déposée dans la maçonnerie durant la phase de construction;
  • l'évacuation de la vapeur d'eau provenant de l'intérieur en hiver;
  • le refroidissement du revêtement en été grâce au mouvement ascensionnel de l'air chaud;
  • d'atténuer l'afflux thermique qui tend à attaquer l'intérieur de l'extérieur en été;
  • de freiner la déperdition de chaleur de l'intérieur vers l'extérieur due à l'absence de ponts thermiques.


Système d'ancrage
Il est constitué d'un ensemble intégré d'éléments ayant le rôle statique de fixer le revêtement extérieur sur les structures de l'édifice qui doivent supporter les forces agissant sur ce dernier, en particulier l'action du vent.
Le système d'ancrage peut être formé:
  • d'éléments ponctuels "Local Fixing"
  • d'une trame d'ancrage "Spead Fixing"
Dans le premier cas, on perd un des principaux avantages de la façade ventilée en utilisant des éléments ponctuels d'ancrage, surtout si les éléments de revêtement ont des dimensions réduites, car il se crée un grand nombre de ponts thermiques qui augmentent sensiblement la déperdition de chaleur.
Les matériaux d'ancrage utilisés de nos jours sont inoxydables ou traités avec des procédés anticorrosifs tels que l'acier inoxydable (AISI 304 et 316) ou l'aluminium en alliage. Dans le second cas, la trame est constituée de profilés métalliques placés verticalement (trame principale). Ceux-ci sont fixés aux corniches d'étage à l'aide de plaques ou de chevilles, avec différents systèmes de réglage pour compenser les erreurs éventuelles lorsque les murs ne sont pas bien droits. Les éléments horizontaux (trame secondaire) qui soutiennent les plaques de revêtement sont reliés aux éléments verticaux. Pour pouvoir fixer la structure de la façade au support qui se trouve en dessous, qu'il s'agisse d'éléments ponctuels d'ancrage (brides) ou d'éléments linéaires continus verticaux et/ou horizontaux, il est nécessaire d'avoir des éléments de fixation spéciaux qui peuvent être, eux aussi, ponctuels (chevilles mécaniques expansibles, chevilles chimiques) ou linéaires (profilés façonnés).
Quoi qu'il en soit, la solution optimale du système d'ancrage est liée à toute une série de conditions: type de matériau utilisé pour la couche de support, épaisseur et dimension des plaques, hauteur et emplacement de l'édifice, budget à disposition, etc.

Couche de revêtement
Elle sert à protéger l'édifice contre les agents atmosphériques et à lui donner un aspect esthétique. Les conditions que doivent remplir les matériaux de revêtement sont les suivantes:
  • grande résistance mécanique et aux contraintes thermiques (résistance aux chocs, aux écarts de température, etc.)
  • étanchéité à l'eau
  • incombustibilité
  • inaltérabilité physique et esthétique avec le temps
  • résistance à l'action du vent (pression et dépression)li>
  • flexibilité en ce qui concerne la pose
  • facilité d'entretien
Les paramètres suivants ont une grande importance en cas de revêtement en pierre naturelle, céramique, terre cuite, matière plastique et métallique:
  • poids des plaques
  • dimensions des plaques
Le principe de projet de la façade ventilée repose sur l'autonomie statique de chaque plaque du revêtement et sur l'élimination du mortier de fixation.
En n'adhérant pas directement à la structure, la plaque de revêtement est libre de se déplacer selon son coefficient de dilatation, indépendamment des mouvements du support.
Elle suit par ailleurs le tassement et les oscillations des structures portantes grâce à l'élasticité des ancrages. Les mouvements élastiques entre le support et le revêtement sont normalement absorbés par des joints qui permettent aux plaques de se dilater librement sans interférer les unes avec les autres.

Système de joints
Le joint n'est rien d'autre que l'espace qui sépare le périmètre des plaques. Il a le rôle spécifique de permettre à ces dernières de bouger librement suite aux amplitudes thermiques ou au tassement éventuel des structures de support ou d'ancrage.
Les joints peuvent être fermés ou ouverts:

Joints fermés
Les joints fermés permettent le mouvement des plaques qui sont espacées de 2-3 mm. Par le passé, la plupart des revêtements en marbre étaient réalisés avec des joints fermés. L'adoption de ce type de joint permet généralement de poser des petites plaques très épaisses.
Vu la tendance a réduire de plus en plus l'épaisseur des plaques et la plus grande élasticité de la structure actuelle des édifices, qui n'admet aucune tolérance pour le tassement, la pose avec des joints fermés n'est toutefois pas une solution optimale, même si l'évolution des techniques d'ancrage permet d'obtenir l'autonomie statique de chaque plaque et offre donc de plus grandes marges de sécurité. Cette technique n'est conseillable que pour les revêtements ayant une extension limitée et une hauteur modeste. Il est impossible d'adopter les joints fermés pour l'ensemble de la façade car les mouvements inévitables de la structure, les fléchissements élastiques des éléments de fixation et les déformations thermiques différenciées pourraient provoquer la rupture des plaques et la surcharge des brides d'ancrage.
Cette solution peut néanmoins être utilisée dans les autres cas, à condition de laisser les joints ouverts (15 ou 20 mm) à la hauteur du plancher. Il ne faut alors prévoir des brides de soutien que pour la première plaque au-dessus du joint ouvert et n'utiliser que des brides de retenue pour les autres plaques jusqu'au joint ouvert suivant.

Joints ouverts
Les joints ouverts laissent davantage de mouvement aux plaques qui sont espacées de 6-7 mm et peuvent être plus ou moins grandes. Avec les joints ouverts, le tassement et les mouvements dus aux dilatations thermiques ont lieu librement de chaque côté des plaques, sans aucun contact entre les plaques contiguës.
Ces joints offrent l'avantage d'être moins précis en posant les éléments d'ancrage ou en coupant le côté des plaques car les imprécisions sont éliminées grâce à l'espace supérieur (normalement de 6 mm) entre les plaques adjacentes. La tendance à réduire de plus en plus l'épaisseur des plaques et la plus grande élasticité des structures actuelles font de cette technique une solution optimale. Les principales caractéristiques qui distinguent les joints ouverts de ceux fermés sont les suivantes:
  • la tolérance au niveau des dimensions;
  • le fait que les opérations permettant d'obtenir les logements pour les brides d'ancrage (trous, slots, kerf) sont moins complexes;
  • l'emploi d'une plus grande quantité de matériaux pour le scellement (néoprène et produits à base de silicone).

 




	
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