Mur de contreventement : rôle, panneau ou croix

Sur un plan de maison à ossature bois, certains murs portent une mention que l'on ne remarque pas toujours : « mur de contreventement ». Sur un chantier, on les reconnaît à leurs panneaux cloués serré, ou, dans une grange ancienne, à leurs grandes croix de bois. Ces murs ne portent pas forcément plus de poids que les autres. Leur rôle est différent, et il est vital : ils empêchent la maison de se coucher sous le vent. Ce guide explique ce qu'est un mur de contreventement, pourquoi une ossature bois ne tient pas debout sans lui, comment on le réalise, par panneau ou par croix de contreventement, comment l'effort descend jusqu'au sol, et surtout ce qu'on n'a pas le droit d'y faire.

Le problème : un cadre qui se couche en losange

Prenez quatre planches et clouez-les en rectangle, un clou à chaque angle. Posez ce cadre debout et appuyez sur le dessus : il résiste bien, les montants verticaux reprennent la charge. Poussez-le maintenant sur le côté, au niveau de l'angle supérieur. Il ne résiste presque pas. Les clous pivotent, et le rectangle se déforme en losange, puis se couche.

Une ossature bois est faite de ce genre de cadres : des montants verticaux, une lisse basse, une lisse haute. Sous son propre poids et celui de la toiture, elle tient très bien. Face à une poussée latérale, elle se comporte comme le cadre de l'expérience.

Ces poussées latérales existent sur toute maison. Le vent appuie sur une façade et aspire la façade opposée. La charpente, selon sa forme, peut pousser les murs vers l'extérieur. Dans les régions concernées, un séisme secoue le bâtiment d'un côté à l'autre. Une maison qui n'a rien pour s'y opposer se déforme, fissure ses parements, puis peut se désorganiser.

Contreventer, c'est empêcher le losange. La solution est connue depuis toujours : le triangle. C'est la seule forme qui ne peut pas se déformer sans qu'une de ses pièces s'allonge ou se raccourcisse. Tout le contreventement consiste donc à transformer des rectangles en triangles, soit en ajoutant une diagonale, soit en fixant un panneau qui joue le même rôle sur toute sa surface.

Ce qu'est un mur de contreventement

Un mur de contreventement est un mur conçu pour reprendre les efforts horizontaux et les descendre jusqu'aux fondations. Il ne se contente pas de porter : il raidit.

Dans une maison à ossature bois, c'est le plus souvent un mur dont l'ossature reçoit un panneau structurel fixé selon un clouage défini par le calcul. Ce n'est pas le panneau seul qui contrevente, c'est l'ensemble panneau, clouage et ossature. Un même mur avec un panneau mal fixé, ou un parement décoratif à la place du panneau, ne contrevente rien.

Une maison ne compte jamais un seul mur de contreventement. Le vent peut venir de toutes les directions, il en faut donc dans les deux directions du bâtiment, dans le sens de la longueur et dans celui de la largeur. Ils doivent aussi être répartis : une maison contreventée d'un seul côté a tendance à tourner sur elle-même sous l'effort. Le bureau d'études ou le constructeur détermine quels murs jouent ce rôle, leur longueur minimale et leur clouage.

En maçonnerie, la même fonction est assurée par les murs eux-mêmes et par les murs de refend, ces murs intérieurs perpendiculaires aux façades qui les tiennent comme les cloisons d'une boîte. Le principe est identique, seule la matière change.

Le contreventement par panneau

C'est la solution courante dans la construction à ossature bois actuelle. On fixe sur l'ossature un panneau rigide qui couvre toute la surface du mur. Plusieurs matériaux s'emploient :

• le panneau OSB, fait de lamelles de bois orientées et collées, dans une qualité adaptée à un usage structurel ;
• le contreplaqué, fait de plis de bois croisés ;
• certains panneaux de particules conçus pour cet usage ;
• certaines plaques de parement en gypse, quand leur avis technique le prévoit.

Le panneau forme ce qu'on appelle un diaphragme. Fixé sur ses quatre bords, il empêche le cadre de se déformer, exactement comme une diagonale, mais sur toute sa surface. Pour cela, il doit être solidaire de chaque montant et des deux lisses.

Le clouage est donc la pièce maîtresse, bien plus que l'épaisseur du panneau. Les pointes sont serrées en périphérie du panneau, là où passent les efforts, et plus espacées au milieu, sur les montants intermédiaires. Le type de pointe, sa longueur et son espacement sont fixés par le calcul et ne s'improvisent pas. Un panneau posé avec quelques vis espacées, comme on fixerait un habillage, n'apporte presque rien.

Le panneau se pose côté extérieur ou côté intérieur selon le système constructif. Côté extérieur, il reçoit ensuite le pare-pluie, puis le bardage ou l'enduit. Côté intérieur, il fait aussi office de support et parfois de frein-vapeur. Dans les deux cas, ses joints tombent sur un montant ou une traverse, jamais dans le vide.

Les plaques de parement intérieur qui contreventent obéissent aux mêmes règles. Si elles sont prévues pour ce rôle, leur pose, leur fixation et le traitement de leurs joints suivent un mode d'emploi précis, et elles ne peuvent pas être remplacées par n'importe quelle plaque.

Croix de Saint-André, écharpes et feuillards : le contreventement par diagonales

Avant les panneaux, on contreventait avec du bois en diagonale. Cette solution reste courante dans les charpentes, les granges, les abris, les préaux et les pans de bois anciens. Elle existe sous trois formes.

La croix de Saint-André est la plus connue. Deux pièces de bois se croisent en X dans un panneau de mur, assemblées à mi-bois en leur centre et entaillées dans les montants et les lisses. On la voit sur les façades à colombages, où elle joue à la fois un rôle de structure et de décor. C'est elle que l'on désigne souvent sous le nom de croix de contreventement.

L'écharpe est une diagonale unique, qui traverse le panneau d'un angle à l'autre ou d'un poteau à une lisse. Elle est plus simple à tailler, mais elle ne travaille bien que dans un sens. Les charpentiers les alternent d'un panneau à l'autre pour que le mur résiste aux poussées venues des deux côtés.

Le feuillard est une bande métallique mince, tendue en diagonale et clouée sur les montants. On le pose presque toujours en croix. La raison est mécanique, et elle éclaire tout le contreventement par diagonales. Une diagonale en bois travaille dans les deux sens : elle résiste quand on la tire et quand on l'écrase. Un feuillard, lui, ne résiste que tendu. Écrasé, il se plie. Il en faut donc deux, croisés, pour que l'un soit toujours tendu quelle que soit la direction de la poussée.

Dans une construction neuve en ossature bois, les diagonales servent surtout là où un panneau ne peut pas être posé, ou en complément provisoire pendant le montage. Sur un chantier, avant la pose des panneaux, les murs levés sont maintenus par des étais et des diagonales temporaires. Les retirer trop tôt est une erreur classique.

Ancrages, lisses et liaisons : l'effort doit aller jusqu'au sol

Un mur parfaitement contreventé peut encore céder d'une autre façon. S'il ne se déforme plus en losange, la poussée du vent peut le faire glisser sur sa dalle, ou le faire basculer d'un bloc en soulevant l'un de ses bouts. Le contreventement ne sert à rien si l'effort qu'il recueille ne descend pas jusqu'aux fondations.

Contre le glissement, la lisse basse est fixée à la dalle ou au soubassement par des ancrages réguliers, avec une coupure de capillarité entre le bois et le béton pour protéger le bois de l'humidité.

Contre le basculement, des ancrages anti-soulèvement sont posés aux extrémités des murs de contreventement. Ce sont des équerres ou des pièces métalliques renforcées, fixées au montant d'about et scellées dans la dalle. Quand le vent pousse le mur, une extrémité cherche à se soulever : c'est cette pièce qui la retient.

En haut, le mur doit être lié au plancher ou à la charpente, qui lui transmettent les efforts du vent reçus par la toiture et les étages. Les murs d'un étage sont liés à ceux du dessous à travers le plancher. Chaque liaison est un maillon. Il suffit qu'un seul manque pour que la chaîne casse.

Ce qu'on n'a pas le droit de faire sur un mur de contreventement

Un mur de contreventement ressemble à n'importe quel autre mur une fois fini, enduit ou habillé. C'est ce qui rend les erreurs de rénovation si fréquentes. Ces interventions demandent toujours une étude :

• ouvrir une porte ou une baie, ou agrandir une fenêtre existante ;
• découper une large saignée ou une réservation dans le panneau ;
• déposer le panneau, même provisoirement, pour passer une gaine ;
• remplacer un panneau structurel par un parement non structurel ;
• supprimer une croix ou une écharpe dans une charpente ou un pan de bois.

La raison est simple. La résistance d'un mur de contreventement dépend de la longueur de mur plein et de la continuité de son panneau. Chaque ouverture retire une part de cette longueur. Une petite réservation pour une prise ne change rien. Une baie vitrée peut en revanche supprimer la moitié de ce qui tenait la façade, et reporter l'effort sur des murs qui n'ont pas été calculés pour lui.

Pour savoir si un mur joue ce rôle, consultez les plans d'exécution ou la notice du constructeur : les murs de contreventement y sont repérés. Sur le chantier, un panneau cloué serré sur tout son pourtour, des ancrages métalliques aux angles et une mention sur les plans sont des indices forts. En cas de doute, on considère le mur comme contreventant tant qu'un professionnel n'a pas dit le contraire.

Ce n'est pas une interdiction absolue. On peut ouvrir un mur de contreventement, à condition de compenser : renforcer le reste du mur, ajouter un portique, contreventer un autre mur. Ce travail se calcule, et il se fait avant d'ouvrir, pas après.

Le contreventement de la charpente

Les murs ne sont pas seuls à devoir être contreventés. La toiture aussi reçoit le vent, et une rangée de fermes ou de fermettes posées côte à côte peut basculer comme une rangée de dominos si rien ne les tient.

Sous une charpente en fermettes, des planches clouées en diagonale sous les membrures et des filants qui courent d'une fermette à l'autre assurent ce rôle. Dans une charpente traditionnelle, ce sont les pannes, les liens, les aisseliers et parfois des croix entre les fermes qui triangulent l'ensemble. Sur certaines toitures, des panneaux posés sur les chevrons jouent le même rôle qu'un panneau de mur.

Contreventement des murs et contreventement du toit forment un tout. Les efforts reçus par la toiture descendent dans les murs, et les murs les transmettent au sol. Pour suivre ce chemin dans l'ordre du chantier, le guide sur les étapes de construction d'une maison à ossature bois replace chaque mur dans la construction. Dans la rubrique dédiée, les murs et planchers en ossature bois sont traités pièce par pièce, et les guides de Charpentiers France détaillent la charpente qui les coiffe.