LES CHARPENTES BOIS TRADITIONNELLES

<= Notes sur les pratiques techniques


Fermes: elles transmettent les charges aux porteurs verticaux. Leurs écartements varient entre 4 et 5m.

  1. arbalétrier
  2. poinçon
  3. lien de faîtage
  4. entrait
  5. contrefiche

Parfois les fermes n’existent pas, les fermes reposant directement sur les refends transversaux. Les fermes sont classées en fonction de:

Pannes et chevrons: les pannes sont perpendiculaires aux chevrons, elles reposent directement sur les fermes:

Les pannes faîtières et sablières sont entaillées à leur parties supérieures pour la mise en place des chevrons. Les chevrons sont dans le sens de la pente, ils supportent directement la couverture

Contreventements:

  • Dans le cas de fermes prenant appui sur des murs porteurs, la rigidité longitudinale est obtenue à l’aide de contrefiches assemblées par tenon, mortaise, embrèvement et liant les poinçons aux pannes
  • Lorsque les fermes s’appuient sur des poteaux ce dispositif peut être reconduit entre poteaux et pannes sablières.
  • En cas d’efforts importants on peut concevoir, dans le plan des poinçons, des contreventements en croix de saint André avec une traverse basse qui moise les pieds des poinçons et des deux diagonales

En général on s’efforce de garder les équarrissages commerciaux pour éviter les plus-values; les entraxes des éléments sont fonction du système porté (charges) et du système porteur sous-jacent (portées). 


Eléments de calcul des fermes: par nature une ferme doit résister aux efforts verticaux et obliques s’exerçant dans son plan moyen. Les efforts dans le sens longitudinal du bâtiment sont repris par des contreventements.

triangulation: ensemble des éléments devant reprendre les efforts amenés par les pannes. les éléments sont disposés pour travailler essentiellement en compression ou traction axiale en évitant toute flexion en cours de pièce. Les caractéristiques mécaniques des matériaux sont ainsi mieux exploitées. A noter que les fermes en bois ne sont pas de vrais systèmes triangulés au sens rigoureux de ce terme.


Arc-boutement:

  • 2 arbalétriers comprimés, assemblés en tête sur un poinçon, descendent les charges suivant leur axe
  • ces charges sont reprises en pied par un entrait tendu évitant les poussées au vide sur les porteurs verticaux
  • le poinçon tendu facilite l’assemblage des arbalétriers et soulage l’entrait en milieu de portée (Poids propre+plancher de comble éventuellement habitable qui lui est suspendu)

Flèches maximales des charpentes bois:

Parties d’ouvrages en consoles n’ayant pas à supporter couramment une circulation (auvents)

L/150

Pièces supportant directement des éléments de couvertures (chevrons, liteaux)

L/200

Pièces supportant directement des matériaux verriers, pannes

L/300


Dimensionnement des poutres:

La largeur de la poutre supposée rectangulaire doit être au moins égale au tiers de la hauteur totale: b>H/3 

Prédimensionnement (avant-projet): l/24<H<l/12; Ht étant la hauteur de la poutre et l sa longueur


Croupe: pan de toiture sensiblement perpendiculaire aux deux pans courants

La dernière ferme de long-pan est normalement triangulé. On a deux demi fermes d’arêtiers dans les angles et éventuellement une demi-ferme de croupe en milieu de pignon. Ces demi-fermes sont triangulées dans le même système que la ferme de long-pan.

Assemblages:

Les arbalétriers de croupe et d’arêtiers s’assemblent en tête sur le poinçon de la dernière ferme de long-pan :

  • au même niveau que les arbalétriers de long-pan => on doit renforcer la section du poinçon de long pan
  • au dessus des arbalétriers de long-pan et de croupe, dans la chambrée de pannes

en pied sur:

  • le demi-entrait ou
  • le blochet repris en extrémité au vide par une diagonale scellée dans les deux derniers rangs de la maçonnerie de l’angle de mur (absence de demi-entrait) ou
  • le sabot boulonné ou broché sur le plancher en béton armé du comble aménagé (absence de demi-entrait)

le demi entrait de croupe ou d’arêtier s’assemble toujours sur le poinçon de long-pan


Noue: angle rentrant à l’intersection de deux pans de couvertures de directions différentes.

  • Arêtier : angle sortant, ligne de partage des eaux en couverture
  • Noue : angle rentrant, ligne de convergence des eaux en couvertures


Dans le cas d’un retour avec faîtages au même niveau, on dispose une ferme spéciale dont la portée est la diagonale de l’angle en plan du bâtiment.

Dans le cas d’un avant corps à faîtage inférieur à celui de la partie courante, le faîtage inférieur se cale sur la panne intermédiaire correspondante du pan principal, les autres pannes intermédiaires de l’avant corps sont reprises par une ferme simplifiée (nolet ou noulet) couchée sur le pan principal.


Lucarnes: surélévation locale du comble aménagé destiné à installer une fenêtre assurant l’éclairage naturel et une éventuelle ventilation.

Etablissement:

  • Entre la panne sablière et la 1ère panne intermédiaire : fenêtre sensiblement dans le prolongement de la façade
  • Entre deux pannes intermédiaires : fenêtre en recul par rapport à la façade.

Trémie de lucarne:

  • Latéralement deux chevrons renforcés qui supportent:

  • Le voligeage de la partie courante
  • Maçonneries des jouées latérales de la lucarne
  • Horizontalement:

    • En partie basse sur une panne
    • En partie haute soit par une panne, soit par un chevêtre destiné à reprendre les abouts des chevrons interrompus par la lucarne

Types:

  • Lucarnes rampantes et en chien assis: de petites dimensions, elles ménagent un jour supplémentaire limité
  • Lucarnes à chevalet: à couverture à deux pans
  • Lucarnes à la capucine: à deux pans et croupe
  • Lucarnes à fronton: la face avant est en maçonnerie
    • A la flamande: deux pans
    • Bombée: comble arrondi
  • Lucarnes rentrantes: pour les combles à la mansarde

Combles aménageables: on doit aménager la charpente afin de libérer le volume intérieur

Exemple de solutions traditionnelles (mais lourdes):


planchers:

  • Bois: le plancher s’appuie sur les entraits renforcés des fermes (ect. 4 à 4.5m pour les solives) ; si on prend appui sur les murs de façade on a recours à une travure composée
  • Béton armé: un sabot transversal sert à fixer les jambettes basses et le pied de l’arbalétrier ; ainsi le plancher est susceptible de reprendre les poussées au vide