Combien un bâtiment s'allonge réellement
Le béton et les maçonneries courantes se dilatent d'environ 0,010 à 0,012 millimètre par mètre et par degré. On retient couramment un coefficient de dilatation thermique de 10 millionièmes par degré. Le chiffre paraît dérisoire tant qu'on ne le multiplie pas par la longueur du bâtiment et par l'amplitude thermique réellement subie.
Et cette amplitude est plus large qu'on ne l'imagine. Ce n'est pas la température de l'air qu'il faut prendre, mais celle du matériau. Une façade exposée au sud atteint couramment 50 à 55 °C en surface un après-midi d'été, et descend sous zéro par une nuit de janvier. L'écart de service utilisé dans les calculs courants se situe autour de 60 à 65 °C pour un ouvrage extérieur non protégé, contre une quarantaine de degrés pour une structure abritée ou en partie chauffée.
Le graphique ci-dessous applique simplement le calcul : longueur multipliée par le coefficient, multipliée par l'écart de température. Il n'y a aucune approximation, seulement de l'arithmétique.
Ce calcul explique aussi pourquoi la fissure de dilatation respire. Contrairement à une fissure de tassement qui ne fait que s'ouvrir, elle se referme partiellement l'été et se rouvre l'hiver. Un suivi au fissuromètre sur douze mois la trahit immédiatement, ce qui en fait l'un des rares désordres qu'on peut confirmer sans jamais toucher au sol.
Allongement thermique d'un ouvrage, en millimètres
Calcul direct : longueur × 10 millionièmes par degré × amplitude thermique
- Façade exposée, amplitude 65 °C
- Ouvrage abrité, amplitude 40 °C
Allongement en millimètres
Ce que ça veut dire concrètement
Un immeuble de 40 m de long en façade sud voit ses deux extrémités s'écarter de 26 mm entre le cœur de l'hiver et le cœur de l'été. Si aucun joint n'absorbe ce déplacement, la maçonnerie doit l'encaisser. Elle ne le peut pas : un mortier courant se fissure bien avant.
Coefficient de dilatation thermique linéique du béton et des maçonneries courantes : 10 × 10⁻⁶ par degré Celsius.
Le mouvement n'est pas une hypothèse : il se calcule en trois multiplications et il se vérifie au fissuromètre sur une année complète.
Joint de dilatation, joint de rupture : deux ouvrages, deux causes
Les deux termes sont employés l'un pour l'autre sur les chantiers, y compris dans des rapports. Ils désignent pourtant des ouvrages qui ne répondent pas au même problème, ne descendent pas à la même profondeur et ne se dimensionnent pas de la même manière. Confondre les deux conduit à poser le bon geste au mauvais endroit.
La distinction tient en une phrase : le joint de dilatation gère ce qui vient du ciel, le joint de rupture gère ce qui vient du sol.
Le cas de la jonction entre deux constructions d'âges différents est traité en détail à propos des fissures de jonction entre extension et bâti existant : le mécanisme y est celui du joint de rupture, avec un facteur supplémentaire, le tassement résiduel de la partie neuve. Ici, on reste sur le mécanisme thermique, qui n'a rien à voir avec l'âge des ouvrages.
Joint de dilatation
- Répond à
- Variation de température
- Profondeur
- Traverse la superstructure, s'arrête au-dessus des fondations
- Largeur
- Quelques centimètres, calé sur l'allongement calculé du tronçon
Il découpe le bâtiment en tronçons de longueur limitée. Chaque tronçon se dilate librement dans le vide du joint, sans transmettre d'effort à son voisin. Le joint traverse murs, planchers et couverture, et se ferme par un profilé souple qui doit rester déformable pendant toute la vie de l'ouvrage.
S'il manqueSans lui, la contrainte thermique s'accumule sur toute la longueur et se libère par une fissure verticale, souvent à peu près au milieu du bâtiment ou au droit d'une baie qui affaiblit la section.
Joint de rupture
- Répond à
- Différence de tassement et de charge
- Profondeur
- Descend jusqu'aux fondations, semelles comprises
- Largeur
- Souvent plus étroit, mais continu de la fondation à la toiture
Il sépare deux volumes qui ne se comporteront pas pareil : un corps de bâtiment de deux étages accolé à un garage de plain-pied, une extension récente contre un bâti ancien déjà stabilisé, deux ailes fondées à des profondeurs différentes. Chaque partie tasse à son rythme sans entraîner l'autre.
S'il manqueSans lui, la partie lourde entraîne la partie légère. La fissure apparaît exactement à la jonction, s'ouvre en biais et reste franchement plus large d'un côté que de l'autre.
Un même bâtiment peut avoir besoin des deux. Un immeuble long et à volumes inégaux se découpe en tronçons pour la température, et se sépare de ses annexes pour le tassement.
La profondeur de la coupure est le critère le plus simple pour savoir de quel joint on parle.
Les espacements de référence, et ce qu'ils deviennent en Île-de-France
Le DTU 20.1, qui régit les ouvrages en maçonnerie de petits éléments, fixe des distances maximales entre joints de dilatation. Ces distances ne sont pas uniformes sur le territoire : plus le climat est contrasté, plus les tronçons doivent être courts, parce que l'amplitude thermique subie est plus forte.
L'Île-de-France se situe dans la catégorie la plus permissive, celle des régions humides et tempérées, où l'on retient couramment 40 mètres. C'est précisément ce qui explique la fréquence du désordre localement : beaucoup d'immeubles de rapport, de bâtiments d'activité et de longues barres de logements se situent juste sous ce seuil, et la moindre erreur d'exécution ou de conception fait basculer l'ouvrage du bon côté au mauvais côté de la limite.
Distance maximale entre joints de dilatation
25 m
Départements méditerranéens
Fort ensoleillement et amplitude marquée. Les tronçons doivent rester courts, ce qui multiplie les joints sur un bâtiment de grande longueur.
32 m
Est, Alpes, Massif central
Valeur usuelle de 30 à 35 m. Hivers rigoureux et étés chauds imposent un compromis intermédiaire.
40 m
Île-de-France, Nord, Ouest
Régions humides et tempérées : 40 m couramment retenus. C'est la valeur qui s'applique à la quasi-totalité du bâti francilien.
- Ces distances sont des valeurs de référence pour la maçonnerie courante. Un ouvrage peut justifier un autre espacement par le calcul, à condition que la note figure au dossier.
- La longueur qui compte est celle du tronçon continu, pas celle de la parcelle. Deux corps de bâtiment déjà séparés par un joint conforme se traitent indépendamment.
- Une façade très ajourée, avec de grandes baies alignées, se comporte comme une structure plus faible : la section résistante diminue là où les allèges sont les plus minces, et c'est là que la fissure se déclenchera.
- L'exposition compte autant que la région. Une façade plein sud sans protection subit une amplitude supérieure à une façade nord du même bâtiment, et fissure en premier.
Valeurs de référence pour les maçonneries de petits éléments, DTU 20.1.
Un bâtiment de 45 m sans joint en Île-de-France est hors des valeurs de référence, quel que soit son âge apparent.
