La charpente dite traditionnelle est constituée de fermes, de pannes et de chevrons. Une ferme est composée par l'assemblage de plusieurs pièces de bois massif. Les arbalétriers, l’entrait et le poinçon forment le réseau principal tandis que les contrefiches, les jambes de force, les diagonales et les potelets forment le réseau secondaire d'une ferme.
La charpente
La charpente est un assemblage d’éléments structurels qui compose la structure d’une toiture.
Cette ossature est porteuse et dotée de contreventement pour garantir la stabilité. La charpente peut être constituée de différentes pièces de bois, de poutrelles, de béton et de profilés de métal. Les malfaçons ou non conformités techniques ne sont pas rares et elles peuvent affecter l’ouvrage avec le risque de rendre l’ouvrage impropre à sa destination.
Protection essentielle contre les intempéries, la toiture est également un élément décoratif essentiel de votre maison et se doit d’être réalisée dans les règles de l'art.
Différents types de charpentes
Charpente bois traditionnelle
Pièces constitutives d’une charpente bois traditionnelle
Charpente à fermettes industrielles
Les fermettes peuvent être considérées comme des chevrons renforcés par triangulation. Elles sont fabriquées généralement avec des pièces de bois en 36 mm d'épaisseur (1'1/2) et assemblées à l'aide de connecteurs métalliques. Ce type de charpente consiste à transmettre les charges de toiture aux murs porteurs par l'intermédiaire de fermes disposées tous les 60 ou 90 cm environ. L'élancement : rapport entre la hauteur et l'épaisseur de la ferme étant très grand, cela impose de stabiliser les fermes par un sous-système de barres perpendiculaire appelé contreventement et anti-flambage.
Pièces constitutives d’une charpente type fermette
Charpentes en lamellé-collé
Cette technique consiste à reconstituer des équarrissages à partir de lamelles de bois de faible section, collées entre elles.
Charpente métallique
La charpente métallique concurrence la charpente en bois dans presque tous les domaines. La construction d'ouvrages de grande portée est simple. La grande majorité des bâtiments industriels est réalisée avec des charpentes métalliques, notamment pour des questions de coût. Les charpentes métalliques résistent au feu moins longtemps que celles en bois car les caractéristiques mécaniques chutent brutalement en cas d'élévation de température alors que le bois inflammable et combustible perd sa solidité plus graduellement par perte d'épaisseur.
Pièces constitutives d’une charpente métallique
Le bon calcul
Les désordres affectant les charpentes proviennent de déformations anormales qui apparaissent sur une pièce de la charpente soit
Retour toiture
• l'allongement,
• le raccourcissement,
• le flambage,
• la flexion.
Chaque charpente fait l’objet d’une étude des forces qui lui est propre, plusieurs paramètres sont pris en compte pour les calculs.
L'allongement/raccourcissement est dû au travail de la pièce en traction/compression. C'est-à-dire lorsque l'effort s'exerce dans l'axe de la pièce.
Lors de la compression d'une pièce longue (exemple : poteau, arbalétrier), la pièce peut fléchir. Apparaissent alors des efforts perpendiculaires à l'axe de la pièce qui amplifient le phénomène : c'est le flambage ou flambement.
La flexion est l'apparition d'une courbure (flèche) sur une pièce, due à un effort perpendiculaire à l'axe de la pièce ; par exemple le poids de la pièce sur des éléments horizontaux tels un solivage, une panne ou un chevron.
La torsion est la déformation d'une poutre due à un moment dont la direction est confondue avec l'axe de la pièce.
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. La charpente est généralement associée à certains éléments faciles à entretenir comme les gouttières.
