Joints de dilatation dans les bâtiments

Exemple simple : les coefficients de dilatation thermique de l'acier et du bois diffèrent fortement. C'est ce qui explique la défaillance mécanique des poutres en bois situées dans des espaces sous-toiture froids, fixées à l'aide de boulons ou d'armatures classiques sans rupture thermique. Pour résoudre ce problème et d'autres, on utilise des joints de dilatation dans les pratiques de construction courantes.

Voici la liste complète des situations où cet élément « fonctionne » et contribue à maintenir l'intégrité structurelle de l'ensemble du bâtiment :

• activité sismique de la croûte terrestre;
• tassement du sol, montée du niveau des eaux souterraines;
• déformations mécaniques;
• changement soudain de température de l'air ambiant.

En fonction du type de problème traité, tous les joints de dilatation sont classés en joints thermiques, de retrait, sismiques et de tassement.

Joint de dilatation thermique

Structuralement, un joint de dilatation est une coupe qui divise l'ensemble du bâtiment en sections. La taille des sections et le sens du découpage – vertical ou horizontal – sont déterminés par le projet et le calcul des charges statiques et dynamiques.

Pour étancher les coupes et réduire les pertes de chaleur par les joints de dilatation, ils sont remplis d'isolants thermiques élastiques, souvent des matériaux spéciaux en caoutchouc. Grâce à ce découpage, la souplesse structurelle de l'ensemble du bâtiment augmente, et l'expansion thermique des éléments individuels n'a pas d'effet destructeur sur les autres matériaux.

En général, un joint de dilatation thermique va du toit au fondement du bâtiment, le divisant en sections. Il n'est pas nécessaire de diviser le fondement lui-même, car il se trouve en dessous de la profondeur de gel du sol et n'est pas soumis aux mêmes effets négatifs que le reste du bâtiment. L'écartement entre les joints thermiques dépend du type de matériaux de construction utilisés et de la localisation géographique du bâtiment, qui détermine la température moyenne en hiver.

Joint de dilatation de tassement

Une autre application importante des joints de dilatation est la compensation de la pression inégale sur le sol lors de la construction de bâtiments de hauteur variable. Dans ce cas, la partie plus haute du bâtiment (et donc plus lourde) exerce une pression plus forte sur le sol que la partie plus basse. Cela peut entraîner des fissures dans les murs et le fondement du bâtiment. Un problème similaire peut survenir avec le tassement du sol sous la fondation.

Pour éviter les fissures dans les murs, on utilise des joints de tassement, qui, contrairement au type précédent, divisent non seulement le bâtiment mais aussi son fondement. Il arrive fréquemment qu'un même bâtiment nécessite l'application de joints de différents types. Les joints combinés sont appelés joints thermiques de tassement.

Joint de dilatation anti-sismique

Comme leur nom l'indique, ces joints sont utilisés dans les bâtiments situés dans des zones sismiques. Le principe consiste à diviser l'ensemble du bâtiment en « cubes » – compartiments – qui sont eux-mêmes des espaces stables. Chaque « cube » doit être entouré de joints de dilatation sur toutes les faces. Seulement ainsi le joint anti-sismique fonctionne.

Le long des joints anti-sismiques, on construit des doubles murs ou des doubles rangées de colonnes porteuses, qui constituent la base de la structure portante de chaque compartiment isolé.

Joint de dilatation de retrait

Les joints de dilatation de retrait sont utilisés dans les charpentes en béton monolithe, car le béton, lors de son durcissement, a tendance à réduire légèrement son volume à cause de l'évaporation de l'eau. Ce joint empêche l'apparition de fissures qui compromettraient la résistance du cadre monolithe.

L'idée de ce joint est de s'élargir progressivement pendant le durcissement du cadre monolithe. Une fois le durcissement terminé, le joint formé est complètement scellé. Pour assurer une étanchéité durable, des produits spéciaux comme des scellants et des joints d'étanchéité sont appliqués aux joints de retrait et à tous les autres types de joints de dilatation.