Processus d'évaluation et de certification des produits et systèmes structuraux en bois

Processus d'évaluation et de certification des produits et systèmes structuraux en bois Sylvain Gagnon, ing. Gestionnaire de recherche associé Systèmes de construction avancés

Plan de la présentation Construction des bâtiments au Canada Produits transformés du bois et des bois d ingénierie Normalisés et Propriétaires Évaluation d un produit de construction Certification d un produit de construction Norme CSA-O86 Introduction de nouveaux systèmes de construction en bois au Canada Exemples: 6 étages et CLT

Construction des bâtiments au Canada 4

Systèmes de construction avancés Situation actuelle au Québec Systèmes de construction Ossature légère Poutres et poteaux CLT Hybride Jusqu à 6 étages Jusqu à 6 étages Jusqu à 6 étages Jusqu à 6 étages 5

Systèmes de construction avancés Vers un futur rapproché Ossature légère Jusqu à 6 étages Poutres et poteaux Jusqu à 10 étages CLT Jusqu à 12 étages Hybride Jusqu à 30 étages 6

Code national du bâtiment du Canada Le CNB spécifie les exigences minimales pour assurer la sécurité du public (santé, feu, résistance structurale). La construction est de juridiction provinciale et l implantation se fait au niveau municipal. 7

Code national du bâtiment du Canada CCQ 2005 et CNB 2010

Code national du bâtiment du Canada Les bâtiments et leurs éléments structuraux doivent être conçus conformément au code national du bâtiment. 9

Code national du bâtiment du Canada DEUX types de construction Parties 3 et 4: Grands bâtiments (conçus par un ingénieur et architecte) arénas et centres sportifs gares aéroports supermarchés, etc Partie 9: Petits bâtiments (résidentiel, commercial, bureaux) prescriptif, basé sur l expérience 600 m 2 (6 500 pi 2 ) 3 étages portée max de 12,2 mètres (40 pi) 10

Code national du bâtiment du Canada Code national du bâtiment du Canada 2005 (et 2010) Basé sur des objectifs et énoncés fonctionnels 11

Code national du bâtiment du Canada Les autorités compétentes, ainsi que les concepteurs professionnels doivent s assurer qu un PRODUIT intégré au bâtiment est conforme au CNB : Utilisation de produits normalisés (CSA); Inspection et validation en chantier; Demande d évaluation et de certification d un nouveau produit Produit propriétaire. 12

Première transformation du bois

Première transformation du bois Bois de sciage et bois d oeuvre Bois classé mécaniquement (MSR)

Produits en bois d'ingénierie Historique Panneaux minces Contreplaqué (1905) OSB (panneaux de lamelles orientées) (années 1970) MDF et HDF (produits non structuraux) Solives préfabriquées (années 1970) Colombages d ingénierie (années 1990) Bois lamellé-collé (début 1890) Bois composite (années 1980) LVL, PSL, LSL, OSL CLT (années 1990-2000)

Code national du bâtiment du Canada Deux types de produits de construction Normalisés (CSA, NLGA, etc.) Propriétaires Poutrelles Contreplaqué Solives Lamellé-collé Bois composite Lamellé-collé OSB Colombages 17

Produits normalisés Lorsque les produits structuraux entrent dans la catégorie «produits normalisés», le producteur doit suivre les normes établies: Commission nationale de classification des sciages (NLGA) Normes de produits spéciaux SPS Normes CAN/CSA bois lamellé-collé contreplaqué panneaux de particules orientées OSB etc. 19

Produits normalisés: Bois de charpente jointé 20

Produits normalisés: Bois classé mécaniquement MSR 21

Produits normalisés: Colombage de bois jointé 22

Produits normalisés: Semelle jointée pour poutrelle 23

Produits normalisés: Colombage de bois jointé et collé sur face 24

Produits normalisés: Bois de charpente jointé et collé sur face 25

Produits normalisés: Bois lamellé-collé 26

Produits normalisés: Bois lamellé-collé 27

Produits propriétaires Lorsque les produits structuraux ne sont pas intégrés dans le CNB, une équivalence peut être demandée (Section 2.5 du CNB) : «Quiconque désire utiliser un équivalent pour satisfaire à une ou plusieurs exigences du CNB doit prouver que l équivalent proposé remplit les conditions de rendement exigées par le CNB.» 29

Évaluation d un produit de construction 31

Évaluation d un produit de construction L évaluation d un PRODUIT est un document écrit et rédigé par un organisme indépendant reconnu par le CNB : Permet entre autre de déterminer si le nouveau PRODUIT est ÉQUIVALENT aux exigences du CNB. Atteste que le PRODUIT se comportera de la façon prévue dans le bâtiment. 32

Évaluation d un produit de construction Plusieurs organismes, dont le Centre canadien des matériaux de construction (CCMC), offrent des services d évaluation. 33

Évaluation d un produit de construction Le CCMC offre le service d évaluation pour tous types de matériaux. Le CCMC estime la conformité des PRODUITS aux codes et normes applicables en évaluant leur pertinence pour l usage auquel ils sont destinés. 34

Évaluation d un produit de construction 1. Produit NOVATEUR (propriétaire) Lorsque le PRODUIT ne peut pas être établit à partir d une norme canadienne existante. Le CCMC doit alors préparer un guide technique spécifique. 2. Produit NORMALISÉ Lorsque le PRODUIT peut être établit à partir d une norme canadienne. 35

Évaluation d un produit de construction Principaux avantages : Fournie une équivalence de performance du produit aux exigences du CNB et des codes provinciaux; Le comité des provinces et des territoires sur les normes du bâtiment appuie l utilisation des évaluations du CCMC pour déterminer l acceptabilité des produits au niveau des exigences des codes du bâtiment; La société canadienne d'hypothèque et de logement (SCHL) permet l'utilisation des produits évalués par le CCMC dans la construction financée ou assurée en vertu de la Loi nationale sur l'habitation; 36

Évaluation d un produit de construction Principaux avantages : Les fiches techniques et rapports d'évaluation sont rassemblés dans un recueil publié à grande échelle. Ces données sont donc accessibles et consultées par un grand nombre de professionnels de la construction (ingénieurs, architectes, entrepreneurs, chercheurs); L'évaluation facilite la commercialisation des produits à l'étranger. 37

Certification d un produit de construction 41

Certification d un produit de construction La certification d un PRODUIT de construction doit être réalisée par un organisme indépendant reconnu par le Conseil canadien des normes (CCN). Produits propriétaires Produits normalisés 42

Certification d un produit de construction La certification d un PRODUIT comporte : La réalisation d essais en laboratoire selon des critères établis. La vérification en usine sans préavis. Laboratoire Usine 43

Certification d un produit de construction La certification d un PRODUIT fournie une garantie officielle, sous forme d une marque de conformité ou d un certificat attestant que le PRODUIT est conforme aux critères établis par l organisme d évaluation. 44

Certification d un produit de construction 45

Produits évalués et certifiés 46

Solives en bois d ingénierie Croisillons en bois collés Poutrelles en I Croisillons métalliques 47

Solives ajourées Solives en bois d ingénierie Croisillons de bois et connecteurs métalliques le connecteur métallique est évalué et certifié

Bois de charpente composite Produits LVL LVL Global 49

Bois lamellé-collé Produit NORDIC LAM Chantiers Chibougamau 50

Bois lamellé-collé Produit Nordic

Colombage d ingénierie Norme SPS-3 (NLGA et CSA) Produits propriétaires Norme SPS-5 (NLGA et CSA) 52

Composants préfabriqués Procédures pour la certification des maisons usinées et autres composantes préfabriquées en usine de types panneaux: lorsque les composantes sont inaccessibles en chantier pour les inspecteurs. 53

Maisons préfabriquées et composants en panneaux 54

Manuel de calcul des charpentes en bois et norme CSA-O86, Règle de calcul des charpentes en bois Norme CSA O86

Norme CSA O86 Manuel de calcul des charpentes en bois: Ouvrage de référence complet pour le calcul des charpentes en bois au Canada Informations de calcul sont fondées sur la norme CSA- O86, Règles de calcul des charpentes en bois

Norme CSA O86 CAN/CSA-O86 :Règles de calcul des charpentes en bois Définitions Objectifs et exigences Conception générale Bois de sciage Bois lamellé-collé Panneaux structuraux Éléments de bâtiments composés Murs de refend et diaphragmes Attaches Pilots en bois d œuvre Construction de type poteau Éléments de charpente en bois brevetés

Norme CSA O86 CAN/CSA-O86 :Règles de calcul des charpentes en bois Objectifs et exigences Article 3.3.2 Concepts de calcul ou de construction nouveaux ou spéciaux «On peut faire appel à des concepts de calcul ou de construction nouveaux ou spéciaux pour les charpentes en bois ou les éléments de charpentes visés par cette norme si ces concepts sont fondés sur des principes d ingénierie et d analyse, ou sur des données d essai fiables, ou les deux, qui assurent la sécurité et l aptitude à l emploi des charpentes ainsi conçues.»

Bâtiments résidentiels à ossature de bois jusqu à 6 étages Changement au code de la C-B Richmond BC Vancouver BC Courtesy of Oris Consulting Ltd

Simulation sismique (NEESWood) 6 étages construits avec des produits du bois du Canada Essais réalisés en 2009 Utilisation de systèmes innovant comme le mur de refend Midply developé par FPInnovations et UBC

Bois lamellé-croisé Source: Binder

Bois lamellé-croisé Nouvelle génération de panneaux structuraux: CLT Panneaux constitués de planches en bois empilées en couches croisées à 90º (collées ou clouées) Panneaux de grandes dimensions 3 mètres de largeur 16 mètres de longueur 500 mm d épaisseur Sources: Leno et Moelven

Source: Nordic Structures Bois

Norme CSA O86 CAN/CSA-O86 :Règles de calcul des charpentes en bois Objectifs et exigences Article 3.3.2 Concepts de calcul ou de construction nouveaux ou spéciaux «On peut faire appel à des concepts de calcul ou de construction nouveaux ou spéciaux pour les charpentes en bois ou les éléments de charpentes visés par cette norme si ces concepts sont fondés sur des principes d ingénierie et d analyse, ou sur des données d essai fiables, ou les deux, qui assurent la sécurité et l aptitude à l emploi des charpentes ainsi conçues.»

Manuels sur les CLT

Bois lamellé-croisé: R & D Début en 2008 74

Source: Nordic 75

Production 76

Production 77

Norme ANSI PRG 320 - CLT

Up to 3 m ~ 16 18 m No.2 & Btr or MSR 1650 f b No.3/Stud 80

Calculs 28/03/2014 81

Essais chez FPInnovations o Essais sur produits européens et canadiens o Développement des méthodes de calcul requises pour les ingénieurs 82

Sismique 83

Essais chez FPInnovations o Validation des procédures européennes et adaptation pour le Canada 84

Essais au Japon 85

Connexions 86

Connexions o o o Adaptation des systèmes européens Développement de nouveaux systèmes Méthodes de calcul requises pour les ingénieurs 87

Fluage 88

Vibration 89

Vibration des planchers Ossature CLT 90

Feu 91

Essais au CNRC

Essais au CNRC 93

Isolation au son 28/03/2014

Essais chez FPInnovations et en chantier 95

Enveloppe 99

Enveloppe Ce qui est souhaité: o Efficacité énergétique Coût de chauffage Confort o Durabilité Durée de vie Facile de maintenance

Building science principles Thermal insulation Enveloppe Isolant rigide à l extérieur

Protection durant la construction Photo courtesy: Vaxjo University Panneau lamellé-croisé Protection temporaire durant la construction

Protection durant la construction

Levage et manutention

Levage et manutention 106

Systèmes novateurs Préfabrication Système en caisson Propriétaires Système composite

En conclusion Il existe des normes pour plusieurs produits de construction en bois (NLGA, CSA, etc.) Le Canada utilise le CCMC pour évaluer les nouveaux produits: produits Novateurs et Normalisés il y a plusieurs avantages à faire évaluer son produit par le CCMC Des agences indépendantes assurent la certification des produits et garantissent ainsi la conformité aux critères établis par l organisme d évaluation Une norme canadienne est disponible pour l industrie des maisons et des murs usinés (CAN/CSA-A277-01) 108

En conclusion On peut faire appel à des concepts de calcul ou de construction nouveaux ou spéciaux pour les charpentes en bois ou les éléments de charpentes visés par CSA O86 si ces concepts sont fondés sur des principes d ingénierie et d analyse, ou sur des données d essai fiables, ou les deux, qui assurent la sécurité et l aptitude à l emploi des charpentes ainsi conçues 109

Merci! Pour plus d information communiquez avec: Sylvain Gagnon (418) 659-2647 sylvain.gagnon@fpinnovations.ca Suivez-nous www.fpinnovations.ca