Fixer des garde-corps temporaires sur un support bois

Un garde-corps périphérique temporaire est un équipement constitué d’un ensemble d’éléments : de lisses haute et intermédiaire, d’une plinthe, de potelets, de platines/inserts et fixations, et est destiné à protéger les travailleurs contre les chutes vers un niveau inférieur et à retenir des matériaux. Il peut être fabriqué comme un ensemble monobloc.

Les garde-corps doivent être continus (lisses, barrières, plinthes) sur l’ensemble de la périphérie des planchers et sont assujettis à des critères de résistance et d’efficacité précis, intégrant l’ensemble des composants (y compris les fixations).

Sur quels types de fixation ?

Il existe différents types de fixation pour garde-corps conçus pour s’adapter en modes provisoires sur les rives de structure bois en cours de construction. Les dispositifs existants, adaptés aux garde-corps de classes A et B, sont composés de fixations mécaniques que l’on retrouve dans deux configurations principales.

• Sur plancher

Pouvant accueillir aussi bien des ensembles potelets, lisses, plinthes que des protections grillagées, ces fixations sont composées de fourreaux montés sur des platines. Elles sont fixées sur la partie plane du plancher à l’aide d’organes d’assemblage vissés (vis, boulon, tirefond, etc.), et positionnés dans le sens des fils du bois ou bien directement dans un trou dans l’épaisseur du plancher.

• En rive de plancher

Cette configuration bénéficie des mêmes modalités de fixation que sur les planchers. Elle se positionne sur la tranche des dalles bois ou des poutres afin de permettre la pose d’éléments (garde-corps définitifs, surfaces vitrées, trumeaux allèges, etc.) en partie intérieure de l’ouvrage, tout en maintenant les protections collectives provisoires.

Le bois est de plus en plus utilisé dans le secteur de la construction en raison de ses caractéristiques mécaniques mais aussi thermiques : c’est un matériau léger, isolant, écologique, durable et solide. Il se déploie sous différents formes et essences suivant les usages (bois massif, CLT = lamellé croisé, LVL = lamifié, BLC = lamellé-collé, etc.).

Il se distingue des autres matériaux plus communément utilisé en construction comme le béton ou le métal par certaines spécificités. En effet, le bois est :

- hétérogène : ses propriétés mécaniques (élasticité, densité, résistance à la compression ou la traction) sont différentes selon les essences (bois dur : chêne ; bois tendre : sapin, etc.) ;

- résilient : le bois a la capacité d’absorber les chocs en se déformant. Lorsqu’il se rompt, ses capacités mécaniques et de résistance sont sollicitées de manière hétérogène sur toute sa surface, contrairement au béton ou à l’acier ;

- anisotrope : ses propriétés mécaniques varient également selon le sens des fibres du bois.

Par ces caractéristiques, et contrairement au béton ou au métal considérés comme incompressibles, les fibres du bois se compriment et s’écrasent sous l’effet d’une pression extérieure. Cette réaction particulière doit être prise en compte notamment dans la conception ou le choix d’un garde-corps qui sera à fixer sur un support bois.

Dans ce type d’usage, lorsqu’une force s’applique sur le support, notamment lorsque le garde-corps est sollicité en cas de chute d’un opérateur, un effet de compression du bois est observé au droit de la fixation. Le garde-corps effectue alors un mouvement de rotation ou de basculement.

Le dispositif de protection doit cependant pouvoir, dans tous les cas, se maintenir en place et assurer sa fonction de protection et résister aux efforts auquel il est soumis, conformément aux exigences d’essais et de résistance décrits dans la norme NF EN 13374+A1.

L’utilisateur doit donc s’assurer de la résistance du support bois utilisé, et notamment sa capacité à ne pas se comprimer au-delà de ses capacités propres. Il doit également s’assurer de la résistance propre des organes d’assemblage utilisés pour fixer le garde-corps dans les différentes configurations de fixation et de leur compatibilité pour répondre aux exigences de sécurité.

Il est possible d’établir un dossier technique d’évaluation de la résistance de l’ensemble « garde-corps/organes de fixation » en reprenant les méthodes d’essai de la norme NF EN 13374+A1 pour les différentes configurations et utilisations possibles des garde-corps sur le chantier.

La validation par un organisme tiers de type bureau de contrôle permet à l’employeur de garantir la fiabilité de l’ensemble garde-corps, platines/insert, type de bois.

Il est essentiel que la structure d’accueil à laquelle est fixé le garde-corps périphérique temporaire puisse résister aux efforts statiques et/ou dynamiques pour lesquelles le système de protection est conçu (norme NF EN 13374+A1). Celle-ci prend également en compte dans ses exigences la structure d’accueil du garde-corps ainsi que son dispositif de fixation.

L’OPPBTP conseille de limiter l’utilisation des systèmes de garde-corps vissés dans un support bois, aux garde-corps de classe B. Ceux-ci peuvent être utilisés, lorsque l’angle d’inclinaison de la surface de travail par rapport à l’horizontale est inférieur à 30° ou 60° et que la hauteur de chute est inférieure à 2 mètres, sauf étude particulière spécifique.

Choisir les bons éléments d’assemblage

• Quel bois ?

Le matériau bois utilisé sous ses différentes formes (bois massif, lamellé-collé, etc.) doit avoir la capacité de supporter les efforts de compression induit par la platine du garde-corps temporaire. Chaque forme du bois a cependant sa propre densité, son coefficient d’élasticité et ses résistances propres, variant parfois selon le sens des fibres. Une justification par le calcul doit être établie pour valider cette résistance en fonction de l’utilisation attendue et du positionnement du garde-corps (sur la tranche du bois, etc.) en reprenant les caractéristiques de la platine et du bois utilisé.

Le calcul appliqué au support bois sera établie en reprenant les règles précisées dans la norme NF EN 1995-1-1 – Eurocode 5, relative à la conception et au calcul des structures en bois appliquée au domaine du bâtiment et son annexe nationale, ainsi que les normes correspondantes aux différents matériaux utilisés, ou à défaut aux avis techniques établis par les organismes spécialisés de la branche comme l’institut technologique FCBA ou le CSTB.

• L’interface de fixation : la platine…

Afin de faciliter le calcul général de résistance de l’ensemble garde-corps, la platine est à considérer comme infiniment rigide. Pour vérifier cette hypothèse, le fabricant devra s’assurer et justifier que la déformation de la platine ne dépassera pas les limites élastiques du matériau qui la compose sous les différents cas de charges définis par la norme NF EN 13374+A1.

• …et les organes d’assemblage

On appellera organes d’assemblage, les vis à bois, les boulons et autres tirefonds couramment utilisés dans la construction bois. Les organes d’assemblages doivent avoir la capacité de résister aux efforts de traction et de cisaillement appliqués à chaque platine et dans les directions prévues par la norme NF EN 13374+A1. Cette résistance s’apprécie dans le respect du cadre normatif en vigueur, à savoir la norme NF EN 14592 pour la conformité des organes de fixation et la norme NF EN 1995-1-1 et son annexe nationale pour les règles de calcul. Ainsi, l’organe de fixation retenu disposera obligatoirement d’un certificat CE attestant de sa conformité.

Il convient de respecter une homogénéité des organes d’assemblages. Les platines doivent notamment être fixées avec un seul modèle de fixation et tous les organes utilisés doivent être identiques et de caractéristiques similaires : filetage, pointe, tête, diamètre, longueur, etc. Plus généralement, on privilégiera le recours à des organes provenant du même fabricant et disposant de la même référence d’article, telle que définie par ledit fabricant.

Le diamètre de l’organe d’assemblage, notamment de la tête de ce dernier, doit également être pris en compte, celle-ci devant venir au contact de la surface de la platine. Objectif : éviter l’apparition d’un jeu entre la vis et la platine pouvant entraîner le déplacement ou la fragilisation de la structure en cas d’effort.

Dans le cas des vis à bois à filetage partiel, le diamètre de la partie lisse étant nettement inférieur au diamètre de filetage, il faudra s'assurer que le modèle retenu pour l’assemblage dispose d’un épaulement sous la tête de vis à bois dont le diamètre sera égal au diamètre extérieur de filetage.

Les organes d’assemblage à têtes fraisées ne sont pas autorisés, y compris si les trous des platines sont eux-mêmes fraisés. En effet, l’angle de fraisage pouvant différer entre les différents industriels le contact homogène entre la tête de vis et le fraisage de la platine ne peut être garanti ni contrôlé.

Bien poser la platine

La platine doit être mise en œuvre sur l’intégralité de sa surface en contact avec le support. Dans le cas contraire, sa résistance s’en trouvera réduite. En cas de platine asymétrique, il convient également de respecter le sens de pose. La surface du support de fixation doit être lisse et sans trous.

Bien poser les organes d’assemblage

Il convient avant tout de se référer à la notice du fabricant pour les conditions d’emploi et les capacités de résistances des organes d’assemblage.

La fixation d’un organe d’assemblage parallèle au sens du fil du bois est souvent proscrit compte tenu de la résistance plus faible du bois dans cette partie du matériau. Il convient donc de fixer ledit organe dans le sens transversal.

Focus sur l’effet de bord (ou « distance au bord »)

Parmi les éléments influençant la résistance d’un organe d’assemblage, il y a la distance au bord. Concrètement, une vis travaille dans un volume autour de celle-ci.

Si le terme « effet de bord » ou « distance au bord » n’est pas toujours explicitement précisé dans les notices des organes d’assemblage, il est souvent connu et notifié une distance minimale à respecter par rapport au bord.

Conseil : afin de faciliter la mise en œuvre des garde-corps sur chantier, la platine peut intégrer dans sa conception cette distance au bord. Par exemple, si les organes d’assemblage adéquat avec la platine doivent être fixés à plus de 20 mm du bord d’un élément bois, alors le trou dans la platine devra être lui aussi à plus de 20 mm du bord. Ainsi, même si la platine est fixée au bord de l’élément, l’ensemble du volume de l’organe d’assemblage pourra travailler.

En fonction du type d’organe d’assemblage, des précautions particulières pourront être observées, cela afin de respecter le cadre normatif en vigueur ou éviter tout risque de sinistre en conséquence directe d’un défaut de pause. Dans ce cadre, la mise en œuvre de l’organe d’assemblage doit être continu et sans à-coup et le vissage au moyen de machine à percussion ou à chocs est à proscrire, cela en vue d’éviter tout risque de rupture de l’acier de l’organe d’assemblage quand celui arrive au contact de la platine métallique. Ces préconisations sont précisées dans la notice d’utilisation du matériel.

L’espace annulaire devra également être limité entre la tête des organes de fixation et le support. Afin de limiter ce risque, le fabricant des platines devra respecter un diamètre de perçage (d_perc) égal à :

d_perc ≤ d + 2 [mm], avec :

• d_perc = diamètre de perçage de la platine
• d = diamètre de l’organe d’assemblage, pour les vis à bois est le diamètre extérieur de filetage.

La mise en œuvre de l’organe d’assemblage dans les bois massif feuillus ou tout panneau à base de bois feuillus devra observer un pré-perçage préalable du support. Ce pré-perçage doit se faire selon l’organe d’assemblage utilisé et selon les règles de calculs donnés dans la norme NF EN 1995-1-1.

En cas de sollicitation, il est nécessaire de s’assurer qu’aucune déformation permanente ou d’éclatement du bois n’apparaisse. Si c’est le cas, l’emplacement de la fixation de la platine devra être déplacé.

Impact des nouveaux matériaux sur la résistance des fixations

L’emploi du bois et de ses dérivés évolue rapidement dans le milieu de la construction et de nouveaux produits mixtes composés d’ossatures bois avec un remplissage dans un autre matériau d’isolation (béton de chanvre - béton cellulaire, etc.), sont régulièrement mis sur le marché pour répondre aux nouvelles exigences (environnementales, etc.). Les spécificités intrinsèques de ces nouveaux matériaux à base de bois doivent donc être pris en compte au moment de la conception et du choix des garde-corps qui y seront fixés.

Lors de la mise en œuvre de ces produits et de la fixation de garde-corps temporaires sur ces ouvrages, une évaluation spécifique de la résistance de l’ensemble garde-corps doit être effectué afin d’adapter le type de vis, la profondeur de fixation, etc.

Dans l’entreprise et sur le chantier, chaque niveau opérationnel (chef d’entreprise – encadrant de chantier - opérateurs, etc.) a un rôle à jouer dans la prévention des risques liés aux travaux en hauteur, et tout particulièrement lors de la mise en œuvre de garde-corps sur des supports en bois :

Protections fixées sur un support bois - Exemple de répartition des rôles et missions :

L’installation de garde-corps sur des supports bois (planchers, poutres, etc.) n’est pas anodine, compte tenu de la diversité de formes et d’essences de ce matériau ainsi que des référentiels et normes de résistance à prendre en compte.

Il est nécessaire de réaliser une bonne étude d'adéquation entre les différents composants (supports, organes et éléments d’assemblage, etc.) et d’étudier les conditions de leur mise en œuvre. Objectif : s'assurer de la résistance et de l’efficacité des protections destinées à assurer la sécurité des hommes au travail.