Terrasse bois sur Pilotis

Il existe plusieurs techniques pour réaliser la structure d’une terrasse sur pilotis. Nous vous présentons une seule technique qui concilie à la fois solidité, esthétique et facilité de mise en œuvre. Pour faire synthétique, la méthode consiste en la réalisation d’un solivage prenant appui sur un dispositif de poteaux + doubles poutres porteuses. Selon l’orientation des lames de terrasse, le dessin de la structure va être complètement différent. L’orientation des lames est donc le 1er paramètre à déterminer.

Poteaux + doubles poutres porteuses :
Les poteaux sont moisés, c’est-à-dire qu’ils sont assemblés en partie supérieure par deux poutres qui prennent le poteau en sandwich. Deux tiges filetées traversent le poteau de part en part. Les jambes de force (contreventement) relient le poteau aux poutres porteuses.

La technique sur pilotis autorise des réalisations spectaculaires

Si la structure prend appui contre un mur, le contreventement n’est nécessaire que dans le sens parallèle au mur. Si les poutres porteuses sont perpendiculaires au mur et qu’elles ne sont pas solidarisées à ce même mur, il faut alors des jambes des forces.

Selon la profondeur de la terrasse, il est parfois nécessaire de prévoir plusieurs rangées de poteaux+poutres porteuses, car les solives ont une portée maximum à ne pas dépasser. L’orientation de la ou des rangées de poteaux+poutres porteuses correspond à l’orientation du platelage.

Méthodologie : La méthodologie des poutres porteuses, présentée dans le Tome 3, est totalement applicable. Il convient de la suivre des étapes 1 à 8 (cf. Tome 3). Cette méthodologie permet de déterminer en particulier la configuration de la structure et les charges à supporter par les doubles poutres, puis d’en déduire la portée et la section des doubles poutres porteuses. Pour l’étape 7, vous devez vous devez vous reporter aux deux chapitres suivants. Pour le calcul des charges, on retient une charge d’exploitation de 300 kg/m².

Calcul de la portée Pp des doubles poutres porteuses :
Pour les poutres porteuses, on utilise généralement deux solives, les mêmes que celles utilisées pour le solivage, si l’écartement entre les poteaux n’est pas imposé par la configuration de la terrasse. Nous allons déterminer quel est l’écart maximum à respecter et répartir les poteaux selon cet écart maximum. L’écart maximum entre les poteaux, c’est-à-dire la portée des poutres porteuses, dépend directement de la charge Cp à reprendre qui est proportionnelle à la surface S du quadrilatère en regard.

En connaissant a priori la section d’une poutre porteuse, la charge Cp qu’elle doit supporter, et l’essence de bois, on peut calculer la portée maximum qu’elle peut franchir. Pour cela :

• 1ère méthode (en ligne) : utilisez la calculette en ligne.
• 2ème méthode (hors ligne) :, sélectionnez une des trois abaques dans le Tome 3 en fonction de la flexibilité (souple, rigide, très rigide) de l’essence de bois de la poutre. Pour déterminer la flexibilité du bois de structure, reportez-vous à la colonne « Flexibilité » du grand tableau récapitulatif des essences de bois, dans le Tome 2. Projetez ensuite la charge Cp sur l’axe horizontal et sélectionnez la courbe correspondant à la section de la poutre, l’axe vertical indique la portée Pp maximum que peut supporter cette poutre.

Calcul de la section des poutres porteuses :

Exemple d’abaque pour le calcul des sections et portées

Toutes les abaques sont présentes dans le guide

Quand on veut imposer une portée, c’est-à-dire l’écart entre les deux poteaux, il faut déterminer la section de la poutre à partir de la charge Cp à supporter, de la portée Pp désirée et de la flexibilité l’essence de bois de la poutre. Pour cela :

• 1ère méthode (en ligne) : utilisez la calculette en ligne.
• 2ème méthode (hors ligne) : sélectionnez une des trois abaques dans le Tome 3 en fonction de la flexibilité (souple, rigide, très rigide) de l’essence de bois de la poutre. Pour déterminer la flexibilité du bois de structure, reportez-vous à la colonne « Flexibilité » du grand tableau récapitulatif des essences de bois, dans le Tome 2. Tracez ensuite une ligne horizontale coupant l’axe vertical à la portée Pp désirée, et une ligne verticale coupant l’axe horizontal à la charge Cp. Au point de rencontre de ces deux lignes, sélectionnez la courbe la plus proche. Cette courbe vous indique la section de la poutre à respecter.

La section minimum étant connue grâce à cette formule, on vérifie si on peut utiliser des solives, les mêmes que celles utilisées pour le solivage. C’est souvent le cas et cela simplifie la commande de bois. Si cela n’est pas le cas, soit on commande des poutres correspondant à la section minimum calculée, soit on impose la portée Pp maximum (voir chapitre précédent).

Section des poteaux :
La section d’un poteau dépend de :

• la charge à reprendre,
• la hauteur du poteau,
• de la résistance du bois (souple, rigide, très rigide).

Charge sur les poteaux :
Si nous avons un système de deux poteaux reliés par une poutre porteuse (voir configuration 1, page 68, Tome 3), la charge sur la poutre sera répartie à parts égales sur les deux poteaux, soit la moitié de la charge Cp sur la poutre. Dans toutes les configurations, les poteaux aux extrémités d’une rangée de poutres porteuses reçoivent une demi charge Cp. Mais bien souvent, nous avons des poteaux intermédiaires qui, eux, supportent deux demi charges Cp, soit une charge Cp. Donc, pour simplifier, nous nous plaçons dans le pire des cas et nous considérons que tous les poteaux reçoivent une charge Cp. Cette charge Cp correspond à la plus grande charge que reçoit une double poutre porteuse et nous l’avons déterminé en page 72 du tome 3.

Résistance du bois :
Le calcul d’un poteau dépend de sa résistance à la flexion et de sa résistance à la compression. Par souci de simplification, nous avons fait trois abaques correspondant aux trois classes de flexibilité (souple, rigide, très rigide), la résistance à la compression étant souvent proportionnelle à la résistance en flexion. Pour déterminer la flexibilité du bois de structure, reportez-vous à la colonne « Flexibilité » du grand tableau récapitulatif des essences de bois, dans le Tome 2.

La hauteur du poteau :
On considère la hauteur allant du niveau du plot béton (en incluant la platine d’ancrage) jusqu’à la première tige filetée de fixation aux poutres porteuses.

Les abaques :
Elles indiquent la hauteur maximum du poteau. Les abaques sont conçues dans l’hypothèse d’un quadrilatère ayant un rapport Pp / Ps de 1 ± 30%. Si la longueur de la poutre porteuse dépasse la longueur des solives de plus de 30%, il faut faire un calcul spécifique en utilisant la calculatrice en ligne. La charge sur le quadrilatère est considérée à 250 kg/m². Le défaut de verticalité du poteau ne doit pas excéder 5% (Pour un poteau de 2m, le déport horizontal doit être inférieur à 2m x 5% soit 10cm).

Pour se faciliter la vie, on utilise la calculette : Calcul de la section des poteaux (pilotis)

Ce chapitre donne des informations spécifiques à la mise en œuvre d’une terrasse sur pilotis. Le lecteur devra également se reporter aux conseils génériques de mise en œuvre applicables à tous types de terrasse (Tome 4).

Réalisation des semelles en béton :

Exemple de réalisation d’une semelle béton pour pilotis

Les poteaux s’appuient chacun sur une semelle isolée en béton. Mais pour une terrasse en hauteur, ces fondations doivent être correctement dimensionnées car les reprises de charge et les contraintes peuvent être importantes. Les dimensions de cette semelle dépendent de la nature du terrain et de la charge à supporter. Le sol naturel est-il meuble ? stable ? argileux ? sablonneux ? rocheux ? etc. Est-on dans un remblais récent ? Il est difficile ici de faire un mode opératoire de tous les cas de figure. Et normalement, la conception d’un système de fondation nécessite l’intervention d’un bureau d’étude qui fera pratiquer une étude de sol.

Néanmoins voici quelques conseils :

• La semelle doit se trouver hors-gel, c’est-à-dire à environ 60 à 80 cm de profondeur selon la région.
• Elle doit reposer sur le « bon sol », c’est-à-dire sur le sol compact offrant une résistance suffisante à la pression.
• Les dimensions sont au moins 15 cm plus large de chaque côté que le poteau bois. Exemple : pour un poteau bois de 20x20, la semelle isolée fait 50x50. Pour ne pas avoir une grosse verrue sortant de terre, on peut légèrement enterrer la semelle et faire ressortir une partie plus petite.
• Pour une même surface de terrasse, moins il y a de poteaux verticaux, plus les charges transmises sont importantes, et plus les semelles doivent être grandes.
• Les fondations de la maison attenante, si elle a été réalisée selon les règles de l’art, donnent des informations sur la nature du terrain et de ce qu’il faut faire.

Dans le cas de terrain délicat, tels que les terrains argileux, ou les remblais, la création de pieux est souvent la seule solution sans risque. Le diamètre de forage est de 40 cm au minimum et la profondeur dépend de la profondeur du « bon sol ». Une tarière montée sur une mini pelleteuse est l’outil de base. Un ferraillage avec un poteau 15x15 permet d’améliorer la résistance au cisaillement.

Fixation des poteaux aux semelles :

Pieds de fixation des poteaux

Il est interdit de poser les poteaux directement au sol. Sinon, leurs pieds pourrissent très rapidement. Il doit exister un espace de 15 cm minimum entre le sol et la base du poteau. On utilise des pieds de poteaux métalliques qui permettent d’isoler le poteau du sol. Il existe de nombreux modèles. Certains pieds sont scellés dans la semelle au moment du coulage du béton. Ces pieds là ne sont pas réglables en hauteur.

Les pieds réglables en hauteur permettent un ajustement précis. Mais ils sont un peu plus chers.

Il existe aussi des pieds de hauteur fixe, à visser. Ces pieds sont plus solides que les pieds réglables et ils sont moins chers. On prévoit des poteaux un peu plus grands, dépassant du solivage. On les fixe aux pieds, puis on les coupe à hauteur définitives, dés que les poutres porteuses sont fixées.

L’inconvénient de la majorité des pieds est qu’ils laissent un vide inesthétique entre la base du poteau et le sol. On peut cacher ce vide, avec des pierres ou de la tôle. On peut aussi utiliser du bois mais on sait que la durée de vie de ces caches en bois sera limitée dans des conditions humides. Quel que soit le type de cache utilisé, on évite autant que possible les contacts à plat avec le poteau, qui sont le siège de rétention d’humidité. L’ensemble doit respirer. Et régulièrement, on inspecte la base du poteau, à l’affût de l’humidité stagnante que l’on doit absolument éviter.

Les fixations :
Quasiment tous les assemblages sont réalisés avec des tiges filetées et écrous. On utilise des tiges filetées de diamètres D18 au minimum.

Élévation des poteaux :

Exemple de vue de montage

Le guide contient des dizaines de vue de montage telles que celle-ci, montrant concrètement les étapes de réalisation pas à pas.

A priori, on pourrait penser qu’il serait judicieux de monter l’ensemble poteaux et poutres porteuses, à plat au sol, puis de les lever d’une seule pièce. Dans la pratique, cet ensemble est souvent bien trop lourd pour être élevé à main d’homme. Et à moins de disposer d’une grue ou d’une pelleteuse, mieux vaut monter l’ensemble sur place, au fur et à mesure et à la verticale. A partir de cette étape, il est recommandé de s’y mettre à deux, voire plus.

Nous commençons donc logiquement par les poteaux. Dans un premier temps, inutile de monter tous les poteaux. On cherche d’abord à avoir une ébauche de structure stable. On se contente des poteaux aux angles et ceux servant d’appui aux extrémités et aboutages des poutres porteuses.

La difficulté est de faire tenir un poteau à la verticale, seul, en attendant le montage des poutres porteuses. Pour cela, on va fixer temporairement sur le poteau deux gros tasseaux de contreventement que l’on fait reposer à terre à l’oblique (voir illustration ci-dessus). On commence par fixer chaque tasseau de contreventement fermement au sol grâce à un piquet planté dans le sol. Il est recommandé de planter quatre piquets tout autour du poteau. Ainsi, on peut déplacer le tasseau de contreventement en fonction du besoin. Puis un à deux manœuvres (suivant la taille et le poids du poteau) amènent le poteau à sa place et le maintiennent à la verticale. Un troisième fait les niveaux puis fixent les tasseaux de contreventement aux poteaux. Le poteau tient maintenant à la verticale tout seul. Il restera équipé ainsi tant que le solivage ne sera pas en place. ATTENTION, ainsi maintenus, les poteaux restent dans un équilibre fragile. Il est interdit de s’appuyer contre, par exemple avec une échelle.

Montage des poutres porteuses :

Selon la taille et le poids des poutres porteuses, cette opération peut être tout aussi délicate, si ce n’est plus, que le montage des poteaux. Là encore, on agit avec précaution et prudence. Plus on est nombreux, plus on agira avec sécurité.

Au préalable, on prépare les poutres porteuses en pratiquant les trous servant à la fixation avec les tiges filetées. On peut réaliser de simples trous traversant mais on peut aussi compléter en réalisant un trou borgne. Il s’agit d’élargir l’orifice sur quelques centimètres, avec une mèche plate de diamètre très légèrement supérieur à celui de la rondelle d’écrou. Ainsi, ce dernier sera partiellement dissimulé. C’est une solution esthétique mais pas toujours indispensable.

Il y a deux poutres porteuses prenant en sandwich chaque poteau ; c’est la technique dite du moisage. On dispose deux tiges filetées, au minimum, traversant le poteau et reliant les deux poutres porteuses.

Contreventement :
On place dès que possible les jambes de force reliant à l’oblique les poteaux aux poutres porteuses. De part leur disposition, ces jambes de force rigidifient l’ensemble. Maintenant, nous avons un ensemble très rigide selon son axe longitudinal, mais encore très instable latéralement, et surtout très lourd. Il n’est retenu au sol que par quelques tasseaux. Il n’est toujours pas question de s’appuyer dessus avec une échelle. Soyez prudent.

Il existe différentes techniques pour réaliser les assemblages poteau/jambes. Celle que nous vous pré-sentons est facile à réaliser tout en présentant une bonne solidité. Il suffit de découper l’extrémité de la jambe à 45°. Le poteau, lui, reste tel quel, si ce n’est le trou traversant de la tige fileté. Le plus difficile consiste à réaliser le trou borgne. Cela n’est pas évident de percer avec une mèche plate à 45°. Mais on y arrive. Ensuite, les fixations sont faites avec des tiges filetées.

Fixation des poutres muralières :
Il faut fixer une poutre muralière contre les murs de l’habitation. On interpose un film bitumeux entre le mur et la poutre de façon à éviter la migration d’humidité dans le bois. On peut en profiter pour faire revenir le film bitumeux sur le dessus de la poutre. Ensuite, soit on pose les solives sur la poutre, si on dispose de la hauteur suffisante ; soit on fixe les solives contre la poutre avec des sabots.

La fixation de la muralière dépend du support. Sur un support en maçonnerie pleine – tel qu’un linteau ou une ceinture – on utilise des goujons à frapper.

Sur un support en maçonnerie creuse (parpaings, briques alvéolées, etc.), on utilise un scellement chimique.

Pose des solives d’extrémité :
Nous voici arrivés à une étape très attendue. Nous allons enfin poser les solives aux extrémités qui vont joindre les poutres porteuses aux poutres muralières. Ainsi nous allons obtenir un cadre rigide et nous allons pouvoir retirer les tasseaux de contreventement des poteaux.

Contrairement aux autres solives, les solives d’extrémité se fixent sur le côté de la poutre muralière. La fixation doit être très solide car les extrémités ont un rôle mécanique très important. Pour cela, on utilise des tire-fonds. Les tire-fonds peuvent être partiellement dissimulés en réalisant des trous borgnes dans la solive.

L’autre extrémité de la solive est fixée contre le poteau avec une tige filetée et repose également sur les poutres porteuses.

Réalisation du solivage :
Enfin on réalise le solivage. Tout d’abord, on fixe les sabots ou les étriers (voir ci-après) sur la poutre muralière. On emmène ensuite les solives en haut de la structure. Puis on fixe une par une chaque solive. Une extrémité repose dans le sabot, l’autre sur la poutre porteuse. A ce stade, les solives ne sont pas obligatoirement taillées à la bonne longueur. On peut attendre qu’elles soient toutes posées et fixées, réaliser un trait de coupe au cordeau, puis les découper sur place. Ainsi on obtient un alignement parfait.

Fixation des solives sur la muralière avec des sabots :
Très utilisés dans la charpente moderne, les sabots permettent de fixer facilement des solives contre des poutres. Les sabots évitent les usinages complexes (tenons, mortaises, etc.) et assurent un ancrage normalisé et très solide.

Le choix des sections de solives est fait par calcul en fonction des conditions mécaniques, mais aussi en fonction des dimensions de sabots disponibles sur le marché.

Fixation des sabots :
Le sabot est cloué ou vissé par ses ailes contre la poutre. Puis la solive est logée dans le sabot puis fixée latéralement. Il existe des modèles avec ailes à l’extérieur et ailes à l’intérieur (invisibles).

Dans le cas du clouage, on utilise des pointes crantées spéciales Charpente. Les professionnels utilisent des cloueurs pneumatiques. L’amateur économe utilise le marteau et l’huile de coude.

Si on utilise des vis, on les prend à tête bombée. On peut aussi utiliser des tire-fonds à tête hexagonale qui assureront une fixation des plus solides.

Fixation des solives sur la muralière avec étriers :
Il s’agit d’une alternative à la fixation avec sabots. L’étrier à âme intérieure est fixé à la poutre receveuse. Une rainure est pratiquée dans la solive et reçoit l’âme de l’étrier. La rainure n’est pas complète. Ainsi la solive repose sur l’étrier et tient en place même si elle n’est pas fixée. La solive est ensuite fixée à l’étrier avec des clous traversants spéciaux.

Avec cette technique, on dissimule de façon quasi parfaite toute quincaillerie, tout en obtenant une fixation très solide. Par contre, sa mise en œuvre demande un outillage très coûteux, aussi bien pour réaliser la rainure dans la solive que pour réaliser les trous de fixation qui doivent être parfaitement alignés. Cet outillage peut être loué mais les loueurs ne sont pas légions.

Il existe aussi des étriers à queue d’aronde qui simplifient l’usinage (voir animation indiquée dans le guide).

Fixation des solives sur la poutre porteuse :
Les solives reposent sur les poutres porteuses mais elles doivent y être fixées. Plusieurs techniques peu-vent être utilisées :

• Vis par le dessus : Si la hauteur de la solive le permet, on peut fixer les vis par le dessus de la solive. On trouve facilement dans le commerce des vis à bois allant jusqu’à 150 mm. Cela permet de fixer des solives de 120 mm de hauteur ou moins. On peut également pratiquer un trou borgne sur le dessus ainsi la tête de la vis des-cend à l’intérieur de la solive. Ainsi, on peut envisager de fixer des solives de 170 mm de hauteur.
• Vis en diagonale : On peut aussi visser en diagonale à 45° de part et d’autre de la solive.
• Cornières : On utilise tout simplement des cornières en L.
• Pattes de solivage : Il existe des pattes de fixation spéciales. Voir illustration ci-contre.

Fixation de la solive frontale :
Cette opération clôt la phase de montage de la structure. Cette solive bandeau est facultative mais très utile cependant. Elle permet notamment la fixation d’un garde-corps.

La solive bandeau peut être simplement vissée sur les solives. Si on veut éviter la vue de vis, on peut utiliser des sabots ou des étriers.

consultez notre vidéo :

4. Vidéo 4 : Technique sur pilotis

DVD 4 : Technique sur pilotis