Poutre mixte acier-bois-béton : l’innovation du CTICM et de l’INSA Rennes qui décarbone les planchers en 2026

Face à l’urgence climatique et aux exigences croissantes de la RE2020, une innovation de rupture émerge du laboratoire structure de l’INSA Rennes en partenariat avec le CTICM : la poutre mixte acier-bois-béton. Testée avec succès sur une portée de 10 mètres, cette solution hybride promet de réduire significativement l’empreinte carbone des planchers de bâtiments tertiaires, tout en conservant les performances mécaniques des solutions traditionnelles. Décryptage technique.

1. Une réponse structurelle à la RE2020

La réglementation environnementale RE2020, dont les nouvelles exigences entrent en vigueur au 1er juillet 2026, impose aux acteurs du bâtiment de réduire drastiquement l’impact carbone de leurs constructions. Dans le secteur tertiaire, où les planchers acier-béton dominent depuis des décennies, le défi est colossal : comment conserver les avantages mécaniques de l’acier et du béton tout en diminuant l’empreinte CO₂ ? C’est exactement la question à laquelle répond la poutre mixte acier-bois-béton développée dans le cadre d’une thèse Cifre entre le CTICM (Centre Technique Industriel de la Construction Métallique) et l’INSA Rennes.

2. Le concept : hybrider pour décarboner

Le principe est aussi élégant que pertinent : substituer une partie de la dalle en béton par du bois lamellé-collé (ou LVL) dans la zone comprimée de la poutre, tout en conservant la structure primaire en acier et une fine dalle de compression en béton collaborant. Cette configuration permet de :

• Réduire le poids propre de la structure de 30 à 40 % par rapport à une solution acier-béton classique, grâce à la faible densité du bois.
• Diminuer l’empreinte carbone de 40 à 60 % sur l’ensemble du cycle de vie (ACV), le bois stockant le carbone pendant toute la durée d’exploitation du bâtiment.
• Maintenir les performances mécaniques équivalentes à une solution acier-béton traditionnelle, avec une portée atteignant 10 mètres.
• Conserver la résistance au feu grâce à la protection naturelle du bois qui carbonise en surface, et à la dalle béton qui assure la séparation coupe-feu.

3. Des essais push-out concluants

Pour valider le comportement de cette nouvelle génération de poutres mixtes, les chercheurs ont mené des essais push-out sur la connexion entre les trois matériaux. Ces essais, dont les résultats ont été publiés dans la revue CMI (Construction Métallique et Informatique) n°1-2026, visaient à caractériser la rigidité, la résistance et la ductilité des connecteurs acier-bois et acier-béton au sein du même système structural.

Le dispositif d’essai, d’une capacité de 12 tonnes, comprenait un vérin fixé à une méga-poutre appliquant des efforts sur la poutre mixte de 10 mètres de portée. Les résultats montrent un comportement satisfaisant de la connexion, avec des niveaux de glissement maîtrisés et une ruine ductile, gage de sécurité pour les concepteurs.

4. Analyse comparative des solutions de plancher

Pour mieux comprendre l’apport de cette innovation, comparons les principales solutions de plancher disponibles pour les bâtiments tertiaires :

5. Quels impacts pour les bureaux d’études structures ?

Pour les ingénieurs en structure, cette innovation ouvre un nouveau champ des possibles. Chez ANDO, nous voyons dans cette poutre mixte une évolution naturelle de notre métier. Forts de notre expérience sur les structures métalliques, les projets mixtes acier-bois et les planchers collaborants, nous intégrons déjà ces nouvelles approches dans nos études.

Les bureaux d’études devront maîtriser plusieurs compétences clés pour dimensionner ces nouvelles structures :

• Le calcul des connecteurs mixtes acier-bois et acier-béton selon les Eurocodes 3, 4 et 5 de 2e génération.
• La modélisation 3D aux éléments finis avec des outils comme GRAITEC Advance Design, CYPE 3D ou IDEA STATICA pour capter le comportement non linéaire des interfaces.
• L’analyse de cycle de vie (ACV) pour justifier le gain carbone et la conformité RE2020.
• La vérification au feu des systèmes mixtes, où la carbonisation du bois et la protection de l’acier doivent être coordonnées.

6. Vers une industrialisation de la solution

Les résultats prometteurs des essais push-out publiés dans CMI 1-2026 par Baptiste Bouvier, Maël Couchaux, Pierre-Olivier Martin et Mohammed Hjiaj constituent une première étape. La recherche se poursuit pour optimiser la géométrie des connecteurs, le ratio bois/acier/béton et les processus de fabrication industrialisés.

Plusieurs chantiers pilotes devraient voir le jour en 2027, notamment dans le tertiaire, où la solution trouve son marché naturel : bâtiments de bureaux, écoles, gymnases et centres commerciaux. L’objectif est de proposer une solution ready-to-specify aux maîtres d’œuvre et aux bureaux d’études d’ici 2028.

Pour en savoir plus sur les solutions bas carbone en construction métallique, consultez notre guide complet sur l’acier bas carbone et notre article sur les planchers collaborants acier-béton selon l’Eurocode 4.