3.1. LE BOIS LAMELLÉ ET L’ENVIRONNEMENT
3.1.1. Caractéristiques environnementales : ACV et FDES
Dès 2002, l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) d’une poutre en bois lamellé a été réalisée pour analyser le comportement de ce matériau de sa fabrication jusqu’à sa fin de vie. Le bois lamellé a été, en outre, l’un des premiers matériaux de structure à produire, en 2003, une Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire (FDES), mise à jour en 2007, puis 2013, selon le format défini par la norme NF P01-010 (la Déclaration Environnementale a également été réalisée conformément à la norme NF EN 15804).
Le bilan environnemental d’une poutre générique met en évidence les nombreux intérêts environnementaux de ce matériau. Nous n’en révèlerons ici que l’essentiel :
- Le bois lamellé affiche une faible consommation d’énergie non renouvelable sur l’ensemble du cycle de vie de la poutre.
- Un tiers de l’énergie mobilisée pour la fabrication d’une poutre en bois lamellé est d’origine renouvelable.
- Le bois lamellé arrivé en fin de vie est recyclable (panneaux, composants...), réutilisable (dans une autre construction) ou valorisable comme source d’énergie.

De la ressource forestière au recyclage en fin de vie, le bois lamellé de fabrication française apporte des garanties fiables.
3.1.2. Bois renouvelable et gestion de la ressource
Le bois est un matériau de construction totalement renouvelable… à la condition que la forêt dont il est issu soit gérée durablement. Car il existe une nuance de taille entre un bois « renouvelable en théorie » et un bois « réellement renouvelé », donc issu de forêts durablement gérées et apportant les garanties de ce renouvellement.
Les bois utilisés pour la fabrication de lamellé français sont, à plus de 98 %, issus de forêts européennes (majoritairement scandinaves, allemandes et françaises). Or le patrimoine forestier européen se distingue par sa gestion durable garantissant une croissance soutenue : dépressage et éclaircies combinés à des replantations continuelles assurent l’équilibre nécessaire au développement des jeunes arbres en particulier, et de 47 la forêt en général. En conséquence, les forêts européennes grandissent chaque année de 510 000 hectares, soit un accroissement net estimé à 645 millions de m3 .
Afin d’assurer la traçabilité des bois et de garantir au consommateur que tel bois lamellé est bien fabriqué avec du bois issu de forêts durablement gérées, des marques de certification ont été développées. PEFC, FSC et ACERBOIS-FC (voir partie « Certifications et contrôles) sont les principales marques attestant de manière objective et indépendante (organismes de certification agréés par le Cofrac) de la provenance des bois.

L’accroissement de la forêt européenne est estimé à 510 000 hectares par an, exploité à 64% à peine.
3.1.3. Fabrication respectueuse de l’environnement
3.1.4. Bilan carbone

Puits de carbone + gestion durable de la ressource + recyclage et gestion des déchets : une spirale vertueuse pour l’environnement.
3.1.5. Qualités sanitaires

Petite enfance : une indispensable qualité sanitaire. Ici une école maternelle avec le bois lamellé – Arch. : Schmitt (88).
3.2. REGLEMENTATION, CERTIFICATION ET CONTRÔLES
3.2.1. Règlement Produit de Construction et DoP
3.2.2. Marquage CE

Petite enfance : une indispensable qualité sanitaire. Ici une école maternelle avec le bois lamellé – Arch. : Schmitt (88).
3.2.3. Contrôle de la production en usine
3.2.4. Certification ACERBOIS-Glulam
NOTE (version française) :
ACERBOIS-Glulam est une certification, relevant d’une démarche volontaire des industriels, qui assure à l’utilisateur la fiabilité et la qualité des éléments structuraux mis en œuvre. Cette garantie repose à la fois sur l’engagement des industriels et sur des inspections indépendantes biannuelles vérifiant à la fois les approvisionnement (et leurs caractéristiques), la chaine de production (et la qualité des process) et les produits. Basée sur un référentiel (déposé au ministère de l’Industrie),cette marque impose un ensemble d’exigences dépassant le cadre réglementaire quant à la qualité des poutres en bois lamellé. Au-delà du marquage CE, la marque de certification ACERBOIS-Glulam apporte des garanties s’agissant de la traçabilité des matières premières et contrôle la provenance ainsi que la caractérisation des bois (forêts gérées, classement des bois, humidité). Elle exige l’usage exclusif de produits connexes sous certification et contrôle la conformité des colles utilisées aux Procès Verbaux d’essais sur les émissions de COV. Les process de fabrication doivent en outre obéir à une exigence de haute qualité : aboutage, rabotage, serrage, caractéristiques produits sont ainsi contrôlés et doivent répondre à des contraintes strictes. Ces informations sont enfin vérifiées lors d’audits réalisés deux fois par an par un organisme agréé afin de valider l’ensemble de ces caractéristiques (échantillonnages, essais, visite des laboratoires internes et contrôle des factures).ACERBOIS-Glulam certifie une poutre bois lamellé sur différents domaines :
- Caractéristiques mécaniques,
- Classes d’emploi,
- Taux d’humidité et les classes d’usage,
- Approvisionnements issus à 100% de forêts gérées durablement
- Classe d’aspect

Petite enfance : une indispensable qualité sanitaire. Ici une école maternelle avec le bois lamellé – Arch. : Schmitt (88).
3.3. PROPRIÉTÉS
3.3.1. Essences de bois

Echantillon des essences les plus couramment employées pour la fabrication du bois lamellé.
3.3.2. Adhésifs
3% de colle… La colle ne représente que deux pour mille de la surface émissive d’une poutre en bois lamellé. La proportion est faible et l’émissivité d’autant plus réduite. Un important travail a cependant été réalisé par les fabricants pour minimiser les émissions induites par cet adjuvant et positionner le bois lamellé sur un terrain environnemental volontariste. Des colles de moins en moins émissives ont ainsi été mises au point et des colles sans formaldéhydes peuvent entrer dans la composition des poutres. Aujourd’hui, toutes les poutres produites en France répondent à minima aux impératifs de la classe européenne E1. Certaines franchissent les tests de l’exigeant protocole AFSSET, très en amont des contraintes actuelles en termes d’émissions de Composés Organiques Volatiles (COV).

Phase d’encollage. La colle doit avant tout apporter la preuve de sa fiabilité et de sa stabilité.
Caractéristiques exigées - Le bois lamellé a une vocation structurelle… les adhésifs qui entrent dans sa composition doivent donc satisfaire à de hautes exigences de résistance, stabilité, fiabilité et durabilité. Ces exigences sont indiquées dans les normes européennes EN 14080 et EN 301 (il convient en outre de respecter les exigences relatives aux adhésifs polyuréthane mono composants de la norme EN 15425, le cas échéant).
La norme NF EN 301 définit deux types d’adhésifs, selon leurs performances :
- Type I, capable de résister à toutes les expositions extérieures et aux températures dépassant 50°C
- Type II, pour usage intérieur chauffé et ventilé ; à l’extérieur sous abri et avec une température supérieure à 50°C très occasionnelle.
Le bois lamellé fabriqué à l’aide d’un adhésif de type I peut être utilisé quel que soit l’air environnant (classes de service 1 à 3 conformément à l’Eurocode 5) alors que les adhésifs de type II ne doivent être utilisés que pour des structures protégées des intempéries (classes de service 1 et 2 conformément à l’Eurocode 5). Une liste des adhésifs homologués est publiée par l’agence de supervision accréditée de chaque pays concerné.
Les adhésifs les plus couramment utilisés pour les éléments de structure en bois lamellé sont principalement de trois types : Mélamine-Urée-Formol (MUF), Polyuréthane (PU) et Résorcine- Phénol-Formol (RPF). Ce troisième type, bicomposants synthétiques, a été progressivement abandonné au profit des deux autres :
La colle mélamine-urée-formaldéhyde - appelée « mélanine » ou « MUF » dans le langage courant - est actuellement utilisée de façon quasi exclusive pour des raisons environnementales. Il s’agit d’un adhésif de type I. Les plans de collage sont clairs au début, mais peuvent revêtir une couleur légèrement plus foncée avec le temps.
La colle mélanine claire est pratiquement la seule utilisée pour l’aboutage des lamelles. Les aboutages n’apparaissent alors que comme de minces lignes à la surface des éléments. Les adhésifs polyuréthane (PUR) peuvent aussi servir à réaliser ces aboutages.
3.3.3. Qualité d’aspect

Poutres bois lamellé habillées de gris pour la piscine de Barentin. Arch. : OCTANT
3.3.4. Dimensions et formes des éléments

Il existe des réglementations communes à l’ensemble des pays de l’UE, mais certains peuvent imposer d’autres règles.
3.3.5. Forme des ouvrages et systèmes constructifs
La diversité des formes de sections et de poutres permet des dessins d’ouvrages aux formes multiples, souples et originales. Si, par ailleurs, on prend en compte l’exceptionnelle portée du bois lamellé et les dimensions envisageables (jusqu’à 40 mètres pour des chantiers courants et au-delà de 100 mètres pour des chantiers exceptionnels) les possibilités architecturales semblent quasiment infinies. Tous les types de volumes sont envisageables et la structure devient un véritable spectacle. Nombre d’ouvrages intégrant une structure en bois lamellé ose ainsi les rondeurs ou la rigueur et fait apparaître cette structure qui participe à l’élégance de l’ensemble. Toutes les formes imaginables reposent sur des volumes élémentaires. Avec le bois lamellé, ces volumes sont multiples, souples et originaux :
- Les poutres (sur poteaux ou maçonnerie)
- Les portiques
- Les fermes (sur poteaux ou maçonnerie)
- Les arcs (sur poteaux ou maçonnerie)
- Les systèmes tridimensionnels
- Les consoles ou autres systèmes en porte-à-faux

Diversité des systèmes constructifs proposés par le bois lamellé.
Par combinaison de ces volumes élémentaires, on obtient un large éventail de formes possibles pour les bâtiments en bois lamellé. Selon la volonté du concepteur et le type d’ouvrage envisagé, différents systèmes constructifs sont proposés :
- Les systèmes isostatiques (poutres, treillis, arcs à 3 articulations) : de modélisation plus simple, ils mettent en œuvre des assemblages courts.
- Les systèmes hyperstatiques (voiles, coques, arcs à 2 articulations) : réclamant des calculs plus complexes, ils permettent cependant une optimisation des poutres grâce aux calculs et donc des économies de matière.
- L’association de ces deux systèmes.
3.3.6. Propriétés physiques
Le bois lamellé se distingue par un rapport performance/masse particulièrement intéressant. En un mot : léger et solide à la fois, il autorise la réalisation de sections importantes, capables d’assumer de très longues portées. C’est par ailleurs un matériau peu conducteur de chaleur qui participe à la performance thermique globale d’un ouvrage en limitant les ponts thermiques. Enfin, la maîtrise du taux d’humidité relative du bois lamellé est une garantie d’une stabilité, assurée par des coefficients de rétractabilité connus et contrôlés.
- Masse volumique (sapin/Epicéa) à 15 % d’humidité : entre 400 et 500 kg/m3
- Coefficient de conductivité thermique (lambda) : 0,12 W/m°C
- Coefficient de rétractabilité radiale/tangentielle par % de variation d'humidité aux environs de 0,25%
- Coefficient de rétractabilité longitudinale : négligeable
- Résistance courante à la flexion : de 24 à 30 Mpa
3.3.7. Caractéristiques de résistance mécanique
En tant qu’élément de structure, le bois lamellé est avant tout un matériau solide qui offre une grande stabilité, ne se tord ni ne se déforme.
Les contraintes que peut supporter une structure en bois lamellé sont directement liées aux performances mécaniques des bois lamellés qui la composent. Ces classes de résistance des éléments sont déterminées à partir des classes de résistance des lamelles qui composent l’élément (norme NF EN 14080, 2013).
Pour faciliter la correspondance entre les besoins d’un ouvrage et les caractéristiques mécaniques d’une poutre en bois lamellé, la norme EN 1194 a établi des classes de résistance, permettant d’évaluer les poutres. Les classes le plus couramment employées en France sont GL 24 et GL 28.
Ce classement permet de connaître l'ensemble des caractéristiques mécaniques, en particulier les différentes résistances du bois lamellé. Ainsi, selon la classe, sont déterminées les résistances en flexion, en traction (axiale et transversale), en compression (axiale et transversale) et au cisaillement. La masse volumique, le module moyen d’élasticité axiale et le module moyen de cisaillement sont également connus. Ces informations permettent de conformer le matériau à son usage futur.
La classe du bois lamellé se présente sous la forme des deux lettres GL (pour glulam), suivies d'un nombre qui donne la valeur de résistance à la flexion, puis d'une lettre qui indique si le lamellé est homogène (lettre "h"), panaché (autrement appelé combiné, lettre "c") ou panaché à combinaison asymétrique (lettres "ca"). Les propriétés mécaniques, autres que la résistance à la flexion, peuvent être déduites de celle-ci. Par exemple, un bois lamellé classé "GL 24 h" est un bois lamellé homogène, avec une résistance caractéristique à la flexion de 24 MPa.
NOTE (version française) : Plus de détails sur les classes de résistance et les résistances caractéristiques du bois lamellé sur le Portail du Bois Lamellé
3.3.8. Qualités thermiques
3.3.9. Teneur en humidité et stabilité aux variations de température et d’humidité
3.3.10. Sécurité incendie et résistance au feu
3.3.11. Durabilité : résistance au temps et aux ambiances agressives

Station Antarctique Concordia en bois lamellé, 1996. Arch. : J. Dubourg (33)
3.4. Éléments en bois lamellé
- Produits sur gamme, généralement des poutres droites et fréquemment sur stock
- Produits fabriqués à façon en fonction de leur destination et qui concerne des poutres droites, à inertie variable ou des poutres courbes
3.4.1. Produits sur gamme
Les éléments en bois lamellé droits présentent des surfaces parfaitement rabotées (non réparées) et sont gardés en stock. Leurs longueurs peuvent généralement atteindre 12 à 13 mètres. Les sections varient en Europe selon les essences et les pays (cf tableaux des dimensions cibles France et tableau des sections scandinaves).
Les caractéristiques mécaniques de ces éléments varient du GL 24 au GL 30 selon les producteurs et les essences choisies. Pour les éléments en bois lamellé issus de poutres refendues à l’aide d’une scie à ruban, il convient de réduire les caractéristiques initiales de 2N/mm2 .
Tableau des dimensions cibles des producteurs français

Tableau des dimensions cibles des producteurs français de bois lamellé

Tableau des sections des poutres scandinaves : dimensions b x h de la section transversale des produits en bois lamellé en stock fabriqués dans les pays nordiques. Elles tiennent compte d’une teneur en humidité équivalant à une teneur en humidité de référence de 15 % et concernent le bois lamellé appartenant à la catégorie d’aspect standard « surface proprement rabotée, non réparée ».

Contexte normatif et réglementaire
Le contexte technico-réglementaire concernant le bois lamellé repose sur trois types distincts d'exigence:
- des exigences sur le produit "bois lamellé"
- des exigences sur la conception des ouvrages en bois lamellé
- des exigences sur l'exécution de ces ouvrages
Historiquement définies au niveau national, les exigences technico-règlementaires concernant le bois lamellé sont aujourd'hui de plus en plus définies au niveau européen, avec des adaptations nationales possibles. Il en est de même pour l'ensemble des matériaux et techniques de construction.
Etape intermédiaire vers l’harmonisation européenne, les exigences quant aux produits de construction étaient, jusqu’en 2011, régies par une Directive européenne, donnant lieu à des adaptations règlementaires nationales. Depuis 2011, un Règlement Européen a remplacé la Directive et s’applique dans tous les pays de l’Union (voir section Certifications et contrôles). Il renvoie, pour le bois lamellé, à une norme européenne harmonisée (NF EN 14080), qui permet le marquage CE. Ce texte normatif, énonce l’ensemble des contraintes de fabrication (mécanique, résistance au feu, santé, hygiène…) et renvoie aux normes appropriées.
Concernant la conception des ouvrages en bois lamellé, le cadre national (Règles CB71 et Guide pratique du bois lamellé) a cédé la place aux normes européennes de conception des ouvrages, avec une conception (calculs, dimensionnement) selon l’Eurocode.
Concernant l'exécution des ouvrages, le cadre reste aujourd'hui national, via les normes DTU, liés à la notion d'assurance, même si des démarches au niveau européen sont en cours.
NOTE (version française) : Les textes techniques de référence, pour la fabrication du bois lamellé, la conception des ouvrages, et leur mise en œuvre sont listés sur le Portail du bois Lamellé.
3.4.2. Éléments en bois lamellé produits à façon
Poutres droites en bois lamellé
Les éléments en bois lamellé les plus courants sont les éléments droits. Ils sont généralement fabriqués à partir de lamelles de bois de 45 mm d’épaisseur et sont utilisés pour les poutres de plancher, les poutres de toiture et les poteaux. Les éléments en bois lamellés droits sont souvent inclus comme composants dans différents systèmes structuraux. Pour en savoir plus, se référer à la section « Systèmes structuraux ».
En cas de grande portée, il peut être nécessaire d’appliquer une contre-flèche aux poutres sur appuis libres pour éviter une flèche importante. Ces poutres peuvent être fabriquées sur commande.
Éléments courbes en bois lamellé
Les éléments en bois lamellé courbes sont utilisés pour les portiques ou les arcs, mais aussi comme poutres courbes.
La hauteur de la section transversale de ces éléments courbes sous forme d’arcs ou de portiques doit, dans la mesure du possible, être constante au niveau des parties courbes. Les poutres bananes et les portiques aux reins courbes peuvent être conçus avec des chanlattes ou, en cas d’exigences particulières en matière d’aspect, être collés, cloués de façon mobile ou vissés au niveau du faîtage ou des reins.
L’épaisseur des lamelles pour les éléments courbes est normalement de 33 mm. Des lamelles plus fines sont toutefois nécessaires lorsque le rayon de courbure est inférieur à 7 m.
Exemples d’utilisation du bois lamellé pour les halls :




3.4.3. Protection pendant le transport
3.4.4. Montage
Sur chantier, les professionnels sont désormais équipés du matériel d’implantation adéquat, calqué sur le modèle des outils du géomètre (niveau laser et plumb-plane, laser mètre, théodolite). Ce matériel permet aujourd’hui aux entreprises d’implanter leurs ouvrages dans des temps très réduits en ne mobilisant qu’un seul salarié.
Le matériel d’élévation du personnel a aussi permis des avancées importantes en termes d’amélioration des conditions de travail, donc d’efficacité et de sécurité des équipes. Les cadences de pose varient suivant la conception de la charpente et peuvent atteindre jusqu’à 5000 m2 par semaine. La diversité des types de nacelles rend assez rares les situations où les constructeurs sont contraints de revenir à d’autres moyens d’accès comme les échafaudages collectifs ou les lignes de vie. Quant au matériel de grutage, il évolue d’année en année : plus rapide dans ses mouvements, plus compact, plus précis... Mais c’est sans doute l’arrivée des élévateurs frontaux télescopiques qui a le plus apporté en matière de diminution des coûts de manutention.

Engin de levage employé pour la pose de poutres en bois lamellé sur poteaux béton.