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Construction : la charpente
13/01/2020 | Système constructif
Faisant partie du gros-œuvre dans la construction, la charpente se pose après l’élévation des murs et reçoit ensuite la couverture pour former la toiture. Traditionnellement conçue en bois massif, elle s’est diversifiée pour s’adapter...

Faisant partie du gros-œuvre dans la construction, la charpente se pose après l’élévation des murs et reçoit ensuite la couverture pour former la toiture. Traditionnellement conçue en bois massif, elle s’est diversifiée pour s’adapter aux contraintes architecturales, budgétaires, structurelles, climatiques et fonctionnelles toujours plus exigeantes et complexes.

Au-delà du bois massif toujours très prisé, notamment pour la conception de fermettes dites charpentes industrielles, la charpente se conçoit aujourd’hui en béton (toits plats), en bois lamellé-collé ou sous forme de structures métalliques pour répondre aux besoins variés de toutes les typologies de bâtiment.

A la diversité des matériaux de fabrication s’ajoute également celle des types de structures, très variés, pour répondre à la créativité architecturale, à la technicité de l’ouvrage ou encore à l’identité locale et régionale. Elément essentiel de la structure du bâti, la charpente ne se limite pas à sa fonction de support de couverture : elle fait partie intégrante de l’ouvrage, participe pleinement à sa longévité et à son style architectural et doit être conçue, dimensionnée et assemblée avec le plus grand soin.

 

> > La charpente en bref

 

De plusieurs types et différents styles, les charpentes industrielles en bois sont les plus couramment utilisées pour la construction de maisons individuelles, même si les toits plats en béton connaissent un succès grandissant.

Sa fonction est de soutenir la couverture, de contribuer à la mise hors d’eau et hors d’air et de solidifier l’ensemble de la construction.

Les éléments des charpentes industrielles sont produits en grande quantité, ce qui permet de faire baisser leur coût sans impacter leur qualité. L’assemblage se fait au moyen de connecteurs métalliques qui facilitent la pose.

Les charpentes traditionnelles se retrouvent surtout sur les maisons anciennes. Fabriquées et assemblées par des artisans charpentiers, elles sont appréciées pour leur esthétique, notamment lorsque l’on souhaite laisser les poutres apparentes.

Quel que soit le type de charpente, elle doit respecter des normes très strictes : conception, montage, assemblage, résistance physique, connecteurs, dimensions, écartement, teneur en humidité pour le bois et résistance au feu.

En termes de prix, les charpentes en kit, bois ou métalliques, restent les plus accessibles, puis en milieu de gamme on retrouve la charpente en fermette ou industrielle. La charpente en bois traditionnelle nécessite plus de main d’œuvre et est donc plus chère, ainsi que la charpente métallique sur-mesure.

 

> > Côté technique

 

La charpente est une ossature réalisée par assemblage de poteaux et de poutres, positionnée au-dessus des murs porteurs d’une construction.
Sa forme est déterminée en fonction de la région et de ses aléas climatiques mais aussi des besoins (ex : si vous envisagez l’aménagement des combles, un volume suffisant devra être dégagé) et des envies architecturales (mono-pente, bi-pente classique ou encore 4 pentes).

Elle remplit plusieurs fonctions essentielles : soutenir la couverture et contribuer à la mise hors d’eau et hors d’air de l’ensemble. Soumise à différentes forces de compression, de flexion, de traction, elle est conçue selon une technique très particulière prenant en compte l’équilibre et la répartition des charges.

Un plan de charpente à l’échelle détermine la forme future et met en avant chaque détail qui contribuera à la solidité et à la longévité de la structure. Le calcul de la pente prend en compte le poids du matériau de couverture, l’intensité des pluies et la force des vents. Les contraintes et les déformations envisageables aident à renforcer les zones les plus sensibles.

 

> > 3 Grands types se distinguent

 

• La charpente traditionnelle est une charpente constituée de différentes pièces de bois et d’acier. Très robuste, elle permet de créer de grandes ouvertures de type puits de lumière par exemple et de choisir n’importe quel matériau de couverture.

• La charpente à fermette ou charpente industrielle rassemble des éléments préfabriqués en bois assemblés par des éléments en métal. Elle reste la solution la plus abordable pour les constructions neuves.

• De plus en plus plébiscitée en ville, la charpente pour toit plat permet d’installer un coin détente ou de créer une toiture végétale, très isolante et 100 % écologique.

 

> > Bois, métal ou béton

 

Le matériau se choisit en fonction du type de bâtiment et des aménagements envisagés par la suite.
Si la charpente industrielle bois est la plus courue, une charpente traditionnelle sera par exemple idéale pour ceux qui pensent aménager leurs combles car elle permet une esthétique incomparable et donne un côté atypique au lieu.
Différentes essences de bois européennes et exotiques sont disponibles pour la construction d’une charpente.

Les différents éléments de sa structure (poutre, latte, fermes, fermettes, pannes, chevrons, etc.) peuvent nécessiter des types de bois différents. On utilise plutôt le chêne, le châtaignier, le pin, l’orme ou le sapin douglas pour les grosses poutres. Les chevrons peuvent être en chêne, châtaignier, sapin ou peuplier. Les lattes seront, elles, plutôt en peuplier, bouleau ou sapin.

La charpente en métal sera privilégiée pour les bâtiments industriels et les structures spécifiques. Le béton reste évidemment le matériau des toits plats.

 

> > Une multitude de styles

 

Mansart (1), Américaine, industrielle ou fermettes (2), Asiatique (3), Autoporteuse (4), Béton (5), Cathédrale (6), A croupes (7), En A (8), En kit (9), En W (10), Hyperstatique (11), Inversée (12), En kiosque (13), En lamellé collé (14), Eiffel (15), Sur piliers (16), Alsacienne (17), Pendulaire (18), Philibert Delorme (19), Polonceau (20), Portique (21), Traditionnelle (22), Shed (23), En berceau (24).

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> > Lexique

 

Un madrier, un bastaing et une solivette sont des matériaux utilisés pour les gros travaux de menuiserie et de construction de maisons, et particulièrement pour ceux relatifs à la charpente et aux planchers. Il s’agit de pièces de bois sciées en tronçons rectangulaires, épaisses, avec des arêtes vives, qui diffèrent par leur taille et par le poids qu’elles peuvent supporter.

 

Le madrier

Morceau de bois taillé dans une planche épaisse, la plupart du temps issue de résineux comme le pin, le sapin, le mélèze ou l’épicéa et quelques fois de bois durs comme le chêne par exemple. Le madrier est façonné de telle manière à obtenir une pièce de bois rectangulaire aux surfaces bien planes. Ses dimensions sont toujours à peu près les mêmes : 75 x 200 mm, 75 x 225 mm ou 100 x 225 mm.

Il est utilisé pour les gros travaux de menuiserie et de construction, essentiellement pour ceux relatifs à la construction d’une charpente ou d’un plancher. Empilés, les madriers peuvent aussi constituer les murs d’une maison en bois massif. Pour une charpente, la fonction première du madrier est de supporter ses fermes, une fois positionné entre les murs de la maison.

 

Le bastaing

Comme le madrier, le bastaing est une pièce de bois de forme rectangulaire. Ses dimensions sont généralement comprises entre 155 et 185 mm de largeur et 55 à 65 mm d’épaisseur. Le bastaing est un élément essentiel de la charpente. Il sert aussi lors de la réalisation de planchers et de toute construction en bois. Le bastaing est placé horizontalement, en appui sur les murs ou les poutres de la maison. En tant que pièce principale d’assemblage de charpente, la fonction du bastaing consiste à soutenir les solives, qui elles sont posées perpendiculairement, afin de consolider l’ensemble de la structure.

Le bastaing existe en différentes dimensions (50 x 150 mm, 63 x 160 mm ou 63 x 165 mm, 63 x 175 mmm ou 63 x 180 mm). Il est beaucoup moins imposant qu’un madrier.

 

La solivette

La solivette représente en dimension la moitié d’un bastaing. Elle a une épaisseur de 32 ou 38 mm et une largeur de 150 à 200 mm. La solivette a la même forme que le bastaing et elle est aussi constituée de bois. Les solivettes sont également des pièces essentielles de la charpente. Elles sont placées horizontalement, en appui sur les murs ou les poutres, et constituent au final la structure rigide du plancher d’une maison.

 

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