Info bois n°1 : Les abaques

1/ Qu'est ce qu'un abaque ?

Un abaque est un graphique permettant de donner la solution d'un calcul.

Son utilisation dans la construction et particulièrement dans le bois, permet de définir une section de bois, donc de faire un "pré-dimensionnement", suivant une portée (la distance entre les deux appuis) et la charge exercée sur la pièce bois.

2/ Quel format d'abaque trouve-t-on ?

On trouve divers type de tableau d'abaque.

Les plus courants sont ceux qui nous informent sur la section de bois à utiliser suivant la portée et la charge (ci-dessus) et sur la charge admissible du bois suivant la portée et la section (ci-dessous).

Et certains, moins courants, sont suivant l'entraxe des pièces de bois et de la portée, en précisant en amont quel type de charge totale est applicable sur la pièce.

Il faut faire attention aux unités utilisées dans les abaques : parfois en mm, en cm, en m ou en unités mélangées. Il faut savoir que s'il n'y a pas d'unités inscrites c'est souvent les cm qui priment car les fournisseurs bois, charpentier, menuisier parlent souvent des sections de bois en cm.

3/ Que savoir avant de regarder un abaque ?

Avant de regarder dans le tableau la section de bois qu'on a besoin, ou la charge admissible d'une section de bois.

Il faut connaître :

• l'essence du bois : les résineux (pin, sapin...) ou les feuillus (chêne, hêtre...) ou les LC (lamellé-collé)
• la classification structurelle du bois : C14, C18, C20, C24 ... pour les résineux, D18,D24,D30 ... pour les feuillus et GL24h GL28h... pour les LC.
• la portée de la pièce : la distance entre deux appuis soit la longueur de la pièce
  
• les charges permanentes : charges qui ne varient pas dans le temps elles sont exprimées en kg/m² ou en daN/m² *. Exemple : finition de plancher (carrelage ou parquet), isolation, panneaux ...
• les charges d'exploitations : charges qui varient dans le temps elles sont exprimées en kg/m² ou en daN/m² * et déterminer suivant l'eurocode. Exemple : exploitation du plancher, charge de neige, charge de vent ...

• La bande de chargement : elle est déterminée par l'entraxe des pièces bois que l'on veut dimensionner. Entraxe : distance entre les deux pièces bois, en générale la bande de chargement est égale à l'entraxe.

• Les coefficients de majoration : défini dans l'eurocode

On doit calculer la charge admissible sur la pièce bois avec une formule comprenant les charges permanentes et d'exploitation, la bande de chargement et les coefficients de majoration.

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4/ Comprendre un abaque

Une fois qu'on connaît la portée de la pièce que le veux "pré-dimensionner" et la charge qui s'applique sur celle-ci. Il suffit de faire la correspondance avec les éléments qu'on a pour connaître la section. Exemple : on a une portée de 5 m et une charge de 400 kg/m²

On peut prendre une section (en mm) de 75x225 ou de 100x200

Il faut bien faire attention au hypothèse de calcul, la section de bois trouvé est valable pour un résineux de classification C24.

5/ Ce qu'un abaque ne dit pas et ne fait pas

Certains abaques n'indiquent pas quel type de bois est utilisé, ni sa classification or ces deux éléments sont indispensable pour obtenir un résultat lors de calcul dimensionnel. 

"Un abaque n'est utile que pour les pièces de bois se retrouvant sur deux appuis, il ne peux en aucun cas être applicable sur une pièce de bois ayant plus de deux appuis, ni sur les pièces de bois en porte à faux, ni sur les pièces en déversement."

Si on a une charge supplémentaire qui vient s'ajouter en bout d'une pièce bois, donc une variation de la charge, l'abaque ne peut pas être valide. 

Exemple : sur un plancher bois de portée de 5m, on veux mettre une baignoire qui va reposer sur 1.5m de 3 ou 4 solives (cela dépend de la dimension de la baignoire). Suivant l'emplacement et le poids de celle-ci, il va y avoir sur la portée de 5 m une variation de charge sur 1.5m. Il faudra alors prévoir des solives plus importante à cet endroit.

On a aussi souvent d'autres contraintes à prendre en compte dans un dimensionnement de pièces comme :

- les normes au feu qui permettent de vérifier la durée de tenue d'une pièce de bois en cas d'incendie

- les vibrations de plancher qui permettent de calculer le futur confort acoustique.

Sur des grandes portées, on doit faire attention à l'anti-flambement de la pièce et aux flèches, c'est la courbure que va prendre naturellement le bois au fil du temps dût au charge qui repose sur elle. La flèche doit respecter certaines conditions surtout si on pose un faux plafond pour éviter les fissures à répétition, idem pour les menuiseries. 

L'abaque ne donne pas d'informations par rapport à ces éléments, de plus il ne nous renseigne pas non plus sur les charges à reprendre aux appuis donc aux fixations à prévoir à ces endroits.

*: Poids = masse x gravité, on arrondi la gravité à 10 on obtient donc 1kg = 1 daN