Les murs sont soumis à divers types de forces, dont la force de compression. Celle-ci survient lorsqu'une pression s'exerce simultanément sur le haut et le bas d'un mur, comprimant ainsi le matériau qui le compose. Ingénieurs, architectes et constructeurs doivent donc concevoir des solutions permettant aux murs de résister à cette force afin d'éviter tout effondrement. La méthode la plus courante consiste à mesurer la résistance à la compression du mur par rapport aux exigences du projet. Les bâtisseurs recourent également à la répartition des charges pour atténuer les effets de la compression.
Comprendre la force de compression
La force de compression apparaît lorsque deux efforts opposés poussent les extrémités d'un matériau l'une vers l'autre. Prenons l'exemple d'un mur du rez-de-chaussée d'une maison : le poids de tous les étages supérieurs s'exerce sur ce mur par le haut, tandis que le sol et les fondations exercent une pression par le bas. Ces deux forces combinées compriment le mur. Des efforts de compression extrêmes peuvent provoquer le bombement, le flambage, la fissuration, voire la rupture complète des murs.
La résistance à la compression
La résistance à la compression désigne la capacité d'un matériau à s'opposer aux forces de compression. Pour éviter les problèmes liés à ces contraintes, constructeurs, ingénieurs et architectes choisissent principalement des matériaux dont la résistance correspond aux exigences du chantier. Le béton, par exemple, présente une grande variété de résistances possibles. Avant de commencer les travaux, les professionnels testent différents types de béton afin de sélectionner celui qui répond, voire dépasse, les besoins du projet en fonction des efforts de compression attendus. Quant aux murs en bois, leur résistance dépend de l'essence utilisée et de la méthode de construction de l'ossature.
Mesurer la résistance à la compression du béton
La résistance à la compression du béton s'exprime en mégapascals (MPa). Pour déterminer cette valeur, on fabrique un bloc de matériau que l'on place ensuite dans une machine exerçant une pression croissante jusqu'à la rupture de l'échantillon. La pression maximale supportée juste avant la rupture constitue la mesure de sa résistance à la compression. Les valeurs en MPa des différents types de béton varient généralement entre 17 et 70, certains mélanges haute performance pouvant même dépasser 150 MPa. En termes de livres par pouce carré (psi), cela équivaut à environ 2 500 psi pour 17 MPa, 10 000 psi pour 70 MPa et 21 755 psi pour 150 MPa.
Mesurer la résistance à la compression du bois
Le calcul de la résistance à la compression du bois s'avère bien plus complexe que pour le béton. En effet, construire une structure en bois nécessite de découper ce matériau en une multitude de pièces assemblées entre elles. Pour évaluer la résistance d'un véritable mur en bois, il faut prendre en compte l'essence employée, la résistance à la compression de chaque poutre et de chaque montant, ainsi que les facteurs d'affaiblissement potentiels tels que les joints. Les revêtements muraux, comme le stuc ou le béton, modifient également cette résistance globale. Tous ces calculs exigent des compétences mathématiques avancées : il est vivement recommandé de faire appel à un ingénieur ou à un entrepreneur pour effectuer ces vérifications.
La répartition des charges
Ingénieurs et architectes ont recours à la répartition des charges pour réduire les efforts exercés sur un mur. Cette technique ne renforce pas directement la résistance du mur, mais redirige le poids afin d'alléger les forces de compression qu'il subit. Dans les maisons à ossature bois, les fermes de toit et les systèmes de solives contribuent à soulager les murs en distribuant le poids dans plusieurs directions. Les bâtiments à structure métallique utilisent eux aussi parfois des treillis. Les grandes constructions métalliques, telles que les gratte-ciel, intègrent quant à elles des colonnes porteuses au sein même de leur ossature, évitant ainsi que l'ensemble du poids ne repose sur les murs extérieurs.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/walls/1007127539.html