m ieux construire sur lattes de bois, appliqué directement sur la face des blocs de béton.
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- Élodie Dupuis
- il y a 8 ans
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1 m ieux construire Reconstruction du mur de brique et rénovation générale du bâtiment de Montréal (Québec) ÉTUDE DE CAS NUMÉRO 26 3 étages Introduction Au cours de l hiver , un bâtiment de 30 étages situé à Montréal, dont la construction remonte à 1951, a été entièrement remis à neuf. La présente étude se concentre sur la démolition et la reconstruction du mur extérieur en maçonnerie mesurant 32,3 m x 10,4 m (106 pi x 34 pi). La structure originale du bâtiment était constituée de maçonnerie massive de 30,5 cm (12 po), revêtue d un placage en brique d argile de 10 cm (4 po) liaisonnée par encastrement à un mur de fond en blocs de béton de 20 cm (8 po). Le mur ne comportait ni isolant thermique ni pare-vapeur. Le revêtement intérieur de finition était constitué d enduit au plâtre sur lattes de bois, appliqué directement sur la face des blocs de béton. Aucun espace d air n était ménagé entre le placage en brique et le mur de fond en blocs de béton. La maçonnerie était placée de façon monolithique et comportait des joints de mortier horizontaux et verticaux. Par contre, le mur ne comportait aucun joint de dilatation; il était rattaché au mur de fond en blocs de béton à un seul point au centre; aucune attache mécanique n était utilisée dans la maçonnerie; de plus, la brique de parement n était liaisonnée que par encastrement et par le mortier. Les planchers, les murs porteurs et les cloisons du bâtiment comportaient une ossature de bois, Figure 1. Le bâtiment rénové constitués d éléments de dimensions nominales de 2 x 4 po, et les planchers comportant des solives en bois de dimensions nominales de 2 x 10 po, d une portée de 3,7 à 4,3 m (12 à 14 pi). Lors de l inspection du bâtiment qui a précédé les travaux de rénovation, l état du mur extérieur monolithique était alarmant et compromettait la sécurité aussi bien des piétons que des occupants du bâtiment. Le mur s était dissocié du plancher et des structures murales
2 des trois étages. En effet, il s était déplacé vers l extérieur, causant des bombements appréciables, dont un jeu de plus de 75 mm (3 po) au dernier étage entre le mur extérieur et le mur perpendiculaire en blocs. De plus, les joints de maçonnerie et le mur de fondation en béton affichaient de nombreuses fissures verticales. Le service municipal d incendie, qui avait examiné le mur, s inquiétait grandement que le mur se sépare complètement du bâtiment et s effondre sur le trottoir. D autres réparations, effectuées dans le but de stabiliser la structure Figure 2. Mur extérieur existant du bâtiment, de remettre de niveau murs et planchers, de réparer les semelles et les dalles de plancher du sous-sol et de mettre en place des linteaux aux ouvertures dans les murs porteurs, ont contribué à la réussite du projet. Tous les locataires ont été relogés en septembre Le mur existant a été démoli en novembre 2000 et la construction du mur nouveau s est amorcée vers la fin du mois. Le nouveau mur était terminé en janvier 2001 et les rénovations intérieures achevées en avril de la même année. Les locataires ont pu réintégrer le bâtiment en juin Évaluation L analyse des plans du bâtiment et les inspections des lieux ont permis de relever neuf facteurs qui ont entraîné la défaillance du mur extérieur en maçonnerie monolithique. 1. L ensemble de construction du mur ne comportait aucune protection thermique ou contre l humidité et misait uniquement sur les joints d encastrement de la maçonnerie et les joints de mortier. Résultat : une structure monolithique lourde, mal adaptée aux variations climatiques extrêmes de Montréal et mal raccordée aux autres composants du bâtiment. 2. La configuration architecturale du mur a grandement nui à sa capacité d absorber le mouvement différentiel des matériaux. La planitude du mur, son poids considérable, sa grande longueur et le nombre de fenêtres ont tous contribué à le rendre inflexible. 3. Les semelles inappropriées des murs porteurs intérieurs : la plupart des murs porteurs intérieurs ont été construits par-dessus des lisses d assise en gros bois d oeuvre posées directement sur le sol. Après plus de 45 ans, les semelles et les planchers avaient subi énormément de tassement, soumettant le mur extérieur en maçonnerie à d importantes contraintes qui ont eu pour effet de commencer à détacher le mur de la structure du bâtiment. 4. Les contreventements insuffisants de la structure du bâtiment ont amplifié le problème causé par les semelles inappropriées, dissociant davantage le mur extérieur des murs intérieurs et des planchers.
3 exposition à l eau et s étaient donc tassées à un rythme plus rapide que les lisses à l état sec. 8. L absorption d humidité : L absence d une cavité de drainage et de chantepleures fait en sorte que la brique accumule de fortes quantités d humidité, entraînant davantage de fissures en raisons du cycle de gel et de dégel. Figure 3. Plan d étage montrant les murs porteurs en bois et les détails d ancrage 5. L absence de joints de dilatation dans le mur de maçonnerie a fragilisé l ensemble au point de le rendre incapable d absorber la contrainte, et le mouvement différentiel. Seuls les joints de mortier absorbaient ces sollicitations. Par conséquent, de nombreuses fissures verticales sont apparues dans la maçonnerie et dans le mur de fondation. gel et de dégel. Des fuites dans la plomberie ont entraîné des dommages causés par l eau depuis l intérieur de certains murs porteurs et endommagé les lisses d assise en gros bois d oeuvre. Certaines lisses d assise pourrissaient à cause de leur 9. La qualité des matériaux de construction : le mortier utilisé dans la construction du mur à l origine affichait une très faible teneur en chaux, mais une très forte proportion de ciment et de sable. Cela a produit des joints très fragiles entre les briques, ajoutant à la détérioration du mur. Bien que tous ces facteurs soient interreliés, trois en particulier ont essentiellement abouti à la défaillance du mur : la détérioration des murs porteurs intérieurs, la configuration architecturale du mur extérieur, et l absence de joints de construction. La piètre performance thermique, la piètre qualité du mortier, 6. Les variations thermiques entre le mur et la structure du bâtiment : vu l absence de barrière thermique, les conditions de température dynamiques ont occasionné un important mouvement différentiel entre l ossature intérieure en bois et le mur extérieur. 7. L infiltration d eau : la accéléré la détérioration du mur extérieur en maçonnerie. En effet, l eau qui s était infiltrée par les fissures du mur extérieur a accentué les fissures en raison des cycles de Figure 4. Contreventement du mur extérieur
4 Figure 5. Nouveau mur l infiltration d eau et l absorption d humidité se sont révélés des facteurs secondaires qui ont tout de même aggravé et accéléré la défaillance du mur. La rénovation Les principaux objectifs des travaux de rénovation et de réparation des murs extérieurs consistaient à assurer la sécurité des locataires, la viabilité à long terme de la propriété et la recherche d une solution abordable nécessitant peu d entretien. Pour y parvenir, les réparations devaient permettre de réaliser un mur capable d absorber le mouvement différentiel, de s adapter aux variations thermiques, d évacuer l eau et d absorber l humidité. Le nouveau mur devait offrir une enveloppe de bâtiment conforme aux exigences du code, et les réparations ont été conçues pour établir un raccordement flexible et bien étanche entre le mur et la structure en place. Le mur a été remplacé dans toute sa longueur de 32,3 m (106 pi) et une nouvelle ossature en éléments de 2 x 6 po a été mise en oeuvre directement par-dessus les fondations en béton existantes. Des dispositifs d ancrage en acier ont été placés à 600 mm (24 po) entre axes. Ils ont été fixés à des dispositifs d ancrage perpendiculaires pour garantir le raccordement entre le plancher de bois et les fondations de béton en place (voir la figure 4). Un pare-vapeur a été
5 mis en place, l étanchéité étant assurée par l emploi de mastic acoustique aux joints et de coffrets de plastique à l endroit des prises de courant. Des contreventements et un raccord mécanique entre les murs de contreventement latéraux et le nouveau mur ont été mis en place à chaque joint entre les murs porteurs existants et le nouveau mur. Les murs porteurs ont été renforcés par du contreplaqué, et le mur a été raccordé mécaniquement sur toute sa hauteur à une nouvelle ossature en éléments de 2 x 6 po, au moyen de tire-fonds disposés à 600 mm (24 po) entre axes. Le nouveau placage de maçonnerie a été mis en place avec des chantepleures et des joints de dilatation tout indiqués à deux endroits situés à proximité des baies de fenêtres existantes. Le mortier employé, Daubois Betomix Plus, contient de la chaux hydratée de type S, conforme à la norme ASTM C-2079 (1992). Les réparations aux fondations s entendent du nettoyage, de l injection de résine époxydique visant à colmater les fissures et d une nouvelle couche d étanchéité assurée par une membrane bitumineuse appliquée à l état liquide. Étant donné que les ouvrages en bois auraient connu une défaillance s ils avaient été soumis à d importantes contraintes lors d une opération de levage, le levage par vérins de la structure s est échelonné sur une période de six semaines. Les inspecteurs municipaux ont suivi les travaux de près, effectuant au moins deux visites des lieux par semaine. Leur collaboration avec le directeur des travaux et leurs fréquentes visites sur les lieux ont permis de faire avancer les travaux rondement et de donner suite efficacement aux ordres de changement et aux demandes de règlement. Le coût Le contrat de démolition de tout le projet, y compris de l intérieur, se chiffrait à $, dont $ (53,57 $/m 2 ou 5 $/pi 2 ) ont été affectés à la démolition du mur extérieur. Le contrat de charpenterie, comportant la pose de fenêtres, se chiffrait à $ et le coût des travaux de maçonnerie à $. Les subventions obtenues de la ville de Montréal ont permis d absorber 50 % du coût total des Figure 6. Démolition du mur ouest travaux, le solde étant financé par le propriétaire. Conclusion Les problèmes que posent les murs monolithiques ne se limitent pas à une moindre performance thermique et de l enveloppe, mais risquent aussi de donner lieu à d importantes déficiences structurales. L élimination progressive des murs monolithiques en construction traditionnelle au profit des murs avec cavité s explique généralement par la meilleure performance de l enveloppe du mur avec cavité, les caractéristiques de l écran pare-pluie et de son coût économique. Les aspects structuraux sont moins couramment
6 traités. La présente étude de cas montre que l insuffisance des raccordements structuraux, l absence de joints de dilatation et l incapacité de composer avec l infiltration d eau et l absorption d humidité accentuent l inflexibilité inhérente de la maçonnerie monolithique et accélèrent sa défaillance. Les résultats de la présente étude de cas font ressortir l importance d éléments de bâtiment fondamentaux tels que semelles en béton, contreventements, raccords structuraux mécaniques, joints de dilatation de la maçonnerie, chantepleures, pare-air et pare-vapeur, ainsi que cavités d équilibrage de la pression. La présente projet démontre également que le programme de subventions au logement de la ville de Montréal se veut un partenariat efficace mariant les intérêts des secteurs public et privé, puisqu il contribue efficacement au maintien de loyers abordables et permet de préserver le tissu social et le patrimoine bâti d un quartier au coeur de la ville. Équipe de projet Propriétaire du bâtiment : Société Laverdure Expert-conseil : Cabinet d architectes Affleck + de la Riva affriva@qc.aira.com Cabinet d ingénieurs de structure D.L.Turner Inc. design@dlturner-consultants.ca Directeur des travaux : Richard Hamelin, Rénovation 3000 Inc. Entrepreneur général : Rénovation C.E.M. Inc. Si vous avez des commentaires à formuler ou si vous voulez soumettre un projet aux fins de publication, prière de communiquer avec : ldemigue@cmhc-schl.gc.ca Pour en savoir davantage sur les règles de l art et les solutions en matière d enveloppe de bâtiment, visitez le site Web de la Société canadienne d hypothèques et de logement (SCHL) à l adresse de même que le site consacré aux immeubles collectifs et aux tours d habitation à l adresse
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