Construction par empilage de pièces de bois

thumb|Maison en rondins empilés, Bavière.

thumb|Grenier en rondins empilés, construit au Moyen Âge (1193), Rollag, Norvège. thumb|Maison en rondins empilés, Japon.

La construction par empilage de pièces de bois, ou construction en pièce sur pièce, est un mode de construction en bois faisant usage, selon le cas, de troncs, de rondins ou de madriers empilés horizontalement. Selon Eugène Viollet-le-Duc, c'est, avec la charpente, l'autre technique principale de construction en bois.

La matière première est constituée : de troncs d'arbres, rondins entaillés et entrelacés à leurs extrémités (la technique la plus élémentaire n'emploie que la hache comme outil) ; de madriers ou poutres empilés entrelacés à leurs extrémités selon des assemblages savants : à mi-bois, à queue-d’aronde (dans l'Azekura-zukuri japonais, les poutres sont de section triangulaire) ; de poteaux rainurés entre lesquels des éléments de poutre tenonnés sont insérés pour former les murs (Pièce-sur-pièce à coulisse). Les techniques modernes d'usinage du bois permettent de réaliser des profils sophistiqués, parfois très inspirés des différents types traditionnels exécutés manuellement.

Nomenclature et définitions bille : « portion de tronc d'arbre débitée à la scie et non éqarrie »Rubrique « bille » du CNRTL.

billon : « pièce de bois, le plus souvent de sapin, équarrie ou non ». Syn. bille de bois, billotRubrique « billon » du CNRTL.

grume : « tronc de bois abattu mais non équarri »Alix Brochen, Florence Gervais et Jean Plaquin, Les mots de la maison, Eyrolles, 1995, 339 p., p. 131..

madrier : « pièce de bois de forte section (70 à 105 x 200 à 223 mm selon les essences) employée en construction avant que son utilisation dans un ouvrage (charpente, pan de bois, étai, etc.) lui donne une appellation plus précise »Alix Brochen, Florence Gervais et Jean Plaquin, Les mots de la maison, Eyrolles, 1995, 339 p., p. 162., ou encore « planche épaisse généralement façonnée dans un bois dur comme le chêne, utilisée pour les gros travaux de menuiserie et de construction (...) »Rubrique madrier du CNRTL. poutre : « pièce de bois équarrie de grandes dimensions, sur laquelle s'appuient les solives de la charpente, ou de la coque du plancher d'un bâtiment, d'un navire, d'un pont ou d'une autre construction »Rubrique « poutre » du CNRTL. rondin : « tronc d'arbre non équarri et, en particulier, tronc de sapin employé dans les travaux de tranchée, de construction, etc. »Rubrique « rondin » du CNRTL.

Dénominations Pour la technique rudimentaire à rondins empilés et entrelacés : maison en rondin, cabane en rondins ; au Québec : maison de billots, pièce sur pièce ; en patois des Alpes cottiennes, fusto ; construction à empilage ;

Pour les techniques à madriers ou à poutres empilés et entrelacés : maison de madriersDavid Hackett Fischer. Champlain's Dream. Simon and Schuster, 6 oct. 2009; construction à empilage ;

Pour la technique à poteaux rainurés et planches tenonnées : pièce sur pièce ; pièce sur pièce poteaux et pièce coulissante ; pièce sur pièce en coulisse ; poteaux et pièce coulissante ; pièces sur pièces, poiteau cannaleBrumbaugh, G. Edwin. “Colonial Architecture of the Pennsylvania Germans”, Pennsylvania German Society, Vol. 41. sur huntingdonhistoryresearchnetwork.net poteaux sur soles ;

Zones d'extension Ce type de construction, récemment remis au goût du jour, fut largement utilisé dans les Alpes françaises, autrichiennes, et suisses ainsi que dans le nord de l'Europe.

Le meilleur réservoir de savoir-faire en matière de construction en rondins empilés est l'Estonie et les pays nordiques au sens large (Suède, Finlande, Norvège sans oublier le Canada et l'Alaska), où elle a toujours été pratiquée avec de nombreuses variantes dans les entailles, les modes de calfeutrage, les entourages de fenêtres, etc.

Intérêt écologique Dans la mesure où les essences employées sont locales, où les processus de transformation demandent peu d'énergie et polluent peu, une construction en rondins de bois est écologique, sous réserve des techniques employées pour protéger le bois contre les champignons et insectes. Toutefois, le système est à lui seul très difficilement capable d'assurer l'isolation thermique (la conductivité thermique du bois = 0,15 à 0,20, est des plus moyennes) et l'étanchéité à l'air du bâtiment. Le bois offre en outre peu d'inertie thermique. Ce qu'on gagne en énergie grise, se perd éventuellement en énergie dépensée pour le chauffage.

Dans les pays où ce système a été importé, pour s'accorder aux exigences locales d'isolation et d'urbanisme, le système est souvent doublé d'un parement plus mince, ou d'une peau extérieure en matériaux locaux (brique) et l'interstice est rempli d'isolantJean-Pierre Oliva, L'isolation écologique, Terre vivante, Mens, 2001. (mur creux). Dans l'édification du bâtiment, on ne prend alors en considération que le fait que les matériaux vont se tasser de manière différenciée.

Préfabrication Le système autorise une préfabrication poussée et un montage rapide, éventuellement en autoconstruction.

Caractéristiques Détails d'angle

Colmatage

Profils Les bois d’œuvre sont généralement des rondins écorcés, éventuellement du bois rond équarri, auquel cas ils prennent le nom de « poutre » ou de « madrier ». À cela s'ajoute une grande variété de profils : profil en forme de D : plat à l'intérieur et rond à l'extérieur ; profil entièrement rond ; profil carré : usiné avec une gorge qui peut être calfeutrée ; profil scandinave : rainure en demi-lune.

Presque tous les rondins profilés sont assemblés par rainure et languette, ce qui élimine la nécessité du colmatage.

Constructions en bois empilé en Europe Vitruve (De architectura, Livre II) parle d'une manière de construire en Colchide (Apud nationem Colchorum), dans le royaume du Pont qui fait usage d'arbres empilés. Ils prennent des arbres qu'ils étendent sur terre à droite et à gauche sans les couper, en laissant entre eux autant d'espace que le permet leur longueur ; à leurs extrémités ils en placent d'autres en travers qui closent l'espace qu'on veut donner à l'habitation. Posant des quatre côtés d'autres arbres qui portent perpendiculairement les uns sur les autres aux quatre angles, et formant les murs de ces arbres mis à plomb avec ceux d'en bas, ils élèvent des tours, et remplissent de petits morceaux de bois et d'argile les intervalles qui répondent à la grosseur des arbres. Ensuite, pour le toit, raccourcissant ces arbres vers leurs extrémités, et continuant de les poser en travers les uns sur les autres, ils les rapprochent du centre par degrés, des quatre côtés, et en font des pyramides qu'ils recouvrent avec des feuilles et de l'argile. « Tels sont les toits à quatre pans que ces barbares donnent à leurs tours. » Rondelet sur les pas de Vitruve parle de Colchorum tecta à laquelle il ajoute les Possiorum et helvetiorum tecta (Traité théorique et pratique de l'art de bâtir. Tome 6. Planche LXXI), les constructions à rondins et à madriers empilés.

En France Une tradition exogène? Dans Eugène Viollet-le-Duc, Dictionnaire raisonné de l’architecture française du au :

vignette|upright=0.8|Maison du . Nantua. Des habitations antérieures au , il ne reste rien aujourd’hui; on ne peut donc se faire une idée qu’en recueillant les renseignements laconiques donnés par les écrivains, les vignettes de manuscrits, fort imparfaites, et quelques bas-reliefs. Mais, si vagues que soient ces documents, ils n’en sont pas moins concluants sur un point important, à savoir que les maisons des premiers temps du moyen âge étaient faites de bois, que ces constructions de bois étaient un mélange de charpenterie et d’empilages de pièces assemblées aux angles.

À l'article « maison »:

Les renseignements que l’on peut réunir sur les habitations des époques mérovingienne et carolingienne nous laissent voir quelques traces de la méthode des constructions de bois, par empilage, une connaissance assez développée de la construction de bois de charpente assemblés et des traditions gallo-romaines. Il se produit même, dans l’art de la construction des maisons en France, au Moyen Age, des oscillations singulières qui dépendent de la prédominance du caractère gaulois (bois) ou germain (bois) sur les restes de la civilisation latine (maçonnerie), ou de celle-ci sur les traditions locales et sur les goûts des envahisseurs transrhénans.

Au moment où le mode des pans de bois en encorbellement semble prévaloir pour les habitations urbaines, ce mode n’est pas soumis au même système de construction dans toutes les provinces composant aujourd’hui la France. Savant, recherché dans les provinces au nord de la Loire, il conserve vers celles du centre et de l’est une apparence primitive. Dans la Bresse, par exemple, les maisons en bois des possèdent des pans de bois où le système d’empilage, admis en Suisse encore aujourd’hui, est apparent et se mêle au système de charpente d’assemblage. Ce système de charpente par empilages de bois est aussi provoqué par l’abondance des arbres résineux, droits, comme le sapin des Vosges, du Jura et des Alpes.

En se rapprochant des bords du Rhin, dans les provinces de l’Est, dans les montagnes des Vosges, près des petits lacs de Gérardmer et de Retournemer, on voit encore des habitations de paysans qui présentent tous les caractères de la construction de bois par empilage que Viollet-le-Duc désigne par le terme « maison vosgienne ». Basses, larges, bien faites pour résister aux ouragans et pour supporter les neiges, elles ont un aspect robuste. Presque toujours ces maisons se composent de trois pièces à rez-de-chaussée et de quatre pièces sous comble.

Les constructions de maisons par empilages sont mieux caractérisées si l'on se rapproche des Alpes, Nantua (Ain) dont la structure se rapproche davantage de celle des habitations suisses dites chalets.

Tradition du Lot-et-Garonne et de la Dordogne Il existe, aux confins du Lot-et-Garonne et de la Dordogne, un isolat de maisons bâties par empilage, sur la tranche, d'épais madriers sciés. Ces maisons sont de petits rectangles sans étage, à façade en gouttereau sous toit surbaissé de tuiles-canal ou toit aigu en tuiles plates. Leur origine reste incertaine (maisons de défricheurs du , maisons plus tardives de bûcherons ou de scieurs de long ?)Comité du Pastourais, « Construction en empilage dans le Nord Agenais », Bulletin du Pastourais, , 1979..

Tradition des Hautes-Alpes vignette|Grange en rondins de bois (fusto) à Saint-Véran, Hautes-Alpes, France. Dans le Queyras, les maisons anciennes à Saint-Véran ont un plan particulier adapté à la vie montagnarde. La fusto, ou fuste, désigne la partie supérieure en bois d'une maison-grange montagnarde.. Le rez-de-chaussée, en partie enterré, est construit en murs de pierre de 50 à 70 cm d'épaisseur tandis que la partie supérieure, à usage de grange, est faite de longs troncs de mélèze empilés croisés aux angles, le tout sous un toit de bardeaux en mélèze. La fusto comprend deux volumes séparés par une cloison de même nature, et une série de balcons superposés destinés au séchage des récoltes. La charpente de la fusto se réduit à des pannes encastrées dans les murs pignons et sur lesquelles viennent se fixer les planches de mélèze d'une portée de 2 mètres. La pente des deux versants supérieurs est de l'ordre de 35 degrésHenri Raulin, volume Dauphiné du Corpus de l'architecture rurale française, Berger-Levrault, 1977, ..

À partir des années 1990, le terme français de « fuste » a été appliqué par un couple d'artisans charpentiers, Marie-France et Thierry Houdart, à la maison en rondins bruts empilés dont ils proposaient la construction..

Tradition des Vosges

En Pologne et Ukraine

En Allemagne

En Roumanie