Lamellé-collé : principe, avantages et limites

Gymnases, halles, piscines, ponts piétons, grandes maisons à pièces ouvertes : le lamellé-collé est devenu un matériau de référence dès que la portée ou la forme dépasse ce que permet le bois massif. Ce produit d’ingénierie, constitué presque entièrement de bois, repose sur un principe simple : reconstituer de grandes pièces à partir de planches de taille modeste.

Le principe de fabrication

Le lamellé-collé est obtenu en superposant des lamelles de bois, c’est-à-dire des planches de faible épaisseur, collées entre elles avec le fil du bois orienté dans le même sens. Les étapes de fabrication sont les suivantes :

1. Séchage des planches jusqu’à un taux d’humidité contrôlé, bien inférieur à celui d’un bois de sciage courant.
2. Classement des lamelles selon leur résistance, visuellement ou par machine.
3. Purge des défauts majeurs, comme les gros nœuds.
4. Aboutage : les lamelles sont rallongées bout à bout par des entures multiples (joints en forme de dents) collées, ce qui permet d’obtenir des longueurs bien supérieures à celles d’un tronc.
5. Encollage et pressage des lamelles superposées, à plat ou sur un gabarit courbe.
6. Rabotage et usinage de la poutre finie.

Ce procédé est encadré par la norme européenne NF EN 14080, qui fixe les exigences applicables au bois lamellé-collé et au bois massif reconstitué. Comme les autres bois de structure, le lamellé-collé mis sur le marché porte le marquage CE.

Les colles utilisées

Les colles employées pour le lamellé-collé structurel appartiennent à quelques familles :

• les colles mélamine-urée-formol (MUF), de teinte claire ;
• les colles phénol-résorcine-formol (PRF), reconnaissables à leurs joints sombres, historiquement très utilisées pour les ouvrages exposés ;
• les colles polyuréthane (PUR), sans formaldéhyde ajouté.

Le choix de la colle dépend notamment de la classe de service, c’est-à-dire des conditions d’humidité auxquelles l’ouvrage sera soumis.

Des classes de résistance propres

Le lamellé-collé dispose de ses propres classes de résistance, désignées par les lettres GL (pour glued laminated timber), suivies d’un nombre et d’une lettre :

Classe	Signification
GL24h, GL28h, GL32h…	Lamellé-collé homogène : toutes les lamelles ont la même classe de résistance
GL24c, GL28c, GL32c…	Lamellé-collé combiné : les lamelles les plus résistantes sont placées aux extrémités de la section, là où les contraintes de flexion sont maximales

Le nombre indique, comme pour le bois massif, un niveau de résistance en flexion. Le dimensionnement des ouvrages se fait selon l’Eurocode 5, qui intègre ces classes.

Les avantages du lamellé-collé

De grandes portées

L’aboutage et le collage libèrent des contraintes de dimension du bois massif. Il devient possible de fabriquer des poutres de grande hauteur et de grande longueur, limitées surtout par les capacités de l’usine et par le transport jusqu’au chantier. Les grandes charpentes de bâtiments publics ou industriels font ainsi largement appel à ce matériau.

Des formes libres

En collant les lamelles sur un gabarit courbe, le fabricant obtient des arcs, des portiques, des poutres cintrées ou à inertie variable. Cette liberté de forme explique la présence du lamellé-collé dans de nombreuses réalisations architecturales.

Une meilleure homogénéité

La répartition des défauts dans plusieurs lamelles réduit leur influence sur la résistance globale. Les propriétés mécaniques sont donc plus régulières que celles d’une pièce massive de même section.

Une bonne stabilité dimensionnelle

Fabriqué à partir de bois séché, le lamellé-collé se déforme peu après la pose : moins de fentes, moins de vrillage, ce qui en fait un matériau apprécié pour les charpentes apparentes.

Un comportement au feu prévisible

Le bois brûle, mais une poutre de forte section ne s’effondre pas brutalement : sa surface se carbonise à une vitesse relativement régulière, et la couche de charbon protège le cœur. Cette propriété permet de dimensionner les éléments pour une durée de résistance au feu donnée, selon les règles de l’Eurocode 5 consacrées au calcul au feu.

Les limites et points de vigilance

Le lamellé-collé présente aussi des contraintes :

• un matériau plus transformé que le bois massif, avec une part de colle et une consommation d’énergie liée au séchage et à la fabrication ;
• une sensibilité à l’humidité prolongée : comme tout bois, il doit être protégé des pièges à eau, en particulier aux appuis et en extrémité de poutres exposées ;
• un transport parfois complexe pour les très grandes pièces ;
• une durabilité dépendant de l’essence : la plupart des lamellés-collés courants sont fabriqués en épicéa, essence qui n’est pas naturellement durable en extérieur ; un usage exposé suppose une protection constructive, un traitement ou une autre essence ;
• un coût en général supérieur au bois massif pour des sections équivalentes, ce qui le réserve aux cas où ses performances sont réellement utiles.

Lamellé-collé, bois massif ou produits reconstitués ?

Le lamellé-collé ne remplace pas le bois massif, il le complète. Pour une charpente courante de maison individuelle, le bois massif ou les bois reconstitués de type BMA suffisent souvent. Le lamellé-collé prend l’avantage dès qu’interviennent de grandes portées, des formes courbes, une exigence esthétique forte sur une charpente apparente ou des sections importantes à faible déformation.

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