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La charpente bois est un assemblage complexe de pièces de bois. Elle protège la maison en soutenant la couverture. Sa conception permet de rediriger les forces imposées par la toiture vers les éléments porteurs de la structure. Ces éléments sont par exemple les murs ou les poteaux porteurs du bâtiment. Les charpentes bois sont de plus en plus souvent livrées sous forme de charpente en kit par des fournisseurs (lire l’article sur le kit ossature bois) et posées par des professionnels ou des auto-constructeurs aguerris (lire l’article sur l’auto-construction ici).
Il existe plusieurs types de charpentes :
- Charpente traditionnelle
- Charpente industrielle (aussi appelée fermette)
- Charpente pour toiture terrasse (toit plat avec une faible pente)
- Charpente bois Lamellé-Collé
Autrefois principalement en bois feuillu (Chêne, Châtaignier) elles sont maintenant souvent façonnées dans des bois résineux, en particulier du Sapin, de l’Epicéa ou du Douglas. Voir notre article Quel bois pour vos constructions? pour aller plus loin.
On distingue donc plusieurs types de charpentes en bois. Nous allons les détailler dans cet article.
1. charpente en bois traditionnelle
Commençons par découvrir les différents éléments d’une charpente traditionnelle.
Les Fermes
Dans une charpente bois, la ferme correspond aux éléments qui donnent à la charpente sa forme traditionnelle à deux pans. Elle est principalement constituée de quatre éléments :
- l’entrait,
- les arbalétriers,
- le poinçon,
- les contrefiches.
La charpente est constituée d’une succession de fermes sur toute la longueur du toit, reliées entre elles par les pannes
Les Eléments de la Ferme
- Les Arbalétriers
Les arbalétriers sont les éléments obliques de la charpente, ils forment la pente de la toiture.
- L’Entrait
L’entrait est un élément horizontal qui s’étend d’un côté à l’autre de la maison. C’est un élément transversal qui relie les arbalétriers entre eux et rend la charpente indéformable.
- Le Poinçon
Le poinçon est un élément vertical qui relie le faîte du toit et l’entrait. Il sert à transmettre une partie de la charge de la toiture vers l’entrait.
- Les Contrefiches
Les contrefiches sont des éléments obliques qui relient le centre des arbalétriers avec le centre du poinçon. Ils renforcent et soutiennent les arbalétriers et servent aussi à rediriger les forces.
Les autres éléments constitutifs de la charpente traditionnelle sont les pannes et les chevrons.
Les Pannes
Les pannes sont des éléments longitudinaux qui relient les fermes de la charpente entre elles. On en trouve trois types :
- La panne faitière, qui se trouve au sommet de la toiture
- Les pannes intermédiaires (ou ventrières), qui se trouvent au milieu des pans du toit
- Les pannes sablières, qui sont apposées sur l’entrait, donc à la base de la toiture
Les pannes servent à soutenir les chevrons, qui accueillent la couverture proprement dite. Elles servent aussi à transmettre la charge des chevrons vers les fermes.
Les Chevrons
Les chevrons sont des éléments obliques transversaux disposés sur les pannes. Les chevrons servent à supporter la couverture proprement dite. On ajoute des liteaux ou un voligeage perpendiculairement aux chevrons, sur lesquels on viendra poser la couverture.
Contreventements
Enfin, on utilise des contreventements pour solidifier encore la charpente et participer à la redirection des charges. On les appelle aussi liens de faîtage car ils relient la panne faitière avec les poinçons.
Charpente en bois et combles aménageables
Vous souhaitez rendre les combles aménageables, faire une surélévation de votre maison ? Alors, il faut légèrement modifier la structure de la charpente. L’entrait se situera plus haut sur les arbalétriers, au lieu d’être à leur base. On l’appelle alors entrait retroussé. Pour compenser le fait que l’entrait ne s’étende plus d’un côté à l’autre de la maison, on place des jambes de force. Ces éléments sont verticaux et sont fixés aux arbalétriers et au sommet des murs de la maison. Ils servent à soutenir les arbalétriers et à rediriger les charges vers les murs porteurs.
Ces éléments sont les principaux éléments constitutifs d’une charpente en bois. Cependant, leur disposition peut varier selon le bâtiment, son envergure, les matériaux utilisés, les conditions climatiques locales et autres particularités. Ainsi, on distingue par exemple les fermes latines (combles perdues) et les fermes à la Mansart (grande hauteur de combles aménageables)
Fixation des éléments de charpente traditionnelle
En charpente bois traditionnelle, on fixe les éléments entre eux de diverses manières. Par exemple, on les assemble par emboîtement (ou par embrèvement). Ce système utilise des tenons et des mortaises. Les tenons, qui comportent une languette, s’insèrent dans une ouverture pratiquée dans les mortaises. Il faut noter que les tenons constituent les pièces mâles, tandis que les mortaises représentent les pièces femelles. Ensemble, elles s’emboîtent solidement et assurent la solidité de la structure.
Alternativement, on peut fixer les éléments avec des boulons et des vis, ou encore avec des pointes. D’autres solutions sont également disponibles et peuvent être employées en fonction des spécificités de chaque projet.
Conception et Prix d’une Charpente Traditionnelle
Les charpentes bois traditionnelles coûtent souvent plus cher, car leur réalisation exige un grand savoir-faire de l’artisan, beaucoup de temps de travail et l’utilisation d’outils adaptés. Elles offrent néanmoins une grande esthétique et une excellente résistance. De plus, elles permettent de poser toutes sortes de couvertures. L’isolation par l’intérieur devient complexe une fois les combles aménagés, ce qui pousse à privilégier l’isolation par l’extérieur. Par ailleurs, il est essentiel de traiter le bois pour le protéger contre les xylophages, les rongeurs et la moisissure.
Historiquement, on taillait les charpentes traditionnelles directement sur le chantier. Aujourd’hui, on les taille de plus en plus souvent en atelier, grâce à des fournisseurs spécialisés qui les proposent sous forme de charpentes en kit. Ce procédé présente l’avantage de permettre aux fournisseurs de réaliser le calcul des structures en amont, avec l’aide d’un bureau d’études (souvent interne), tout en améliorant la qualité et le prix. Certains charpentiers utilisent également leurs propres outils et ateliers pour effectuer le taillage. Pour en savoir davantage, consultez notre article sur le sujet « Charpente traditionnelle bois taillée machine« .
Retrouvez les prix actualisés régulièrement des charpentes traditionnelles et industrielles et de toutes les autres structures bois dans notre enquête auprès des professionnels du secteur, ici : « Enquête : Prix construction bois ».
Passons maintenant à la charpente industrielle, aussi appelée charpente à fermettes.
2. La Charpente industrielle (ou Fermettes) en Bois
Comme pour les charpentes bois traditionnelles, les charpentes industrielles, appelées également fermettes, incluent des arbalétriers et un entrait. Toutefois, elles n’intègrent ni poinçon, ni panne, ni chevron. À la place, elles comportent des fiches et des contrefiches, qui sont des éléments transversaux obliques. Ces pièces garantissent la solidité de la structure et permettent une répartition optimale des charges.
Ce type de charpente présente l’avantage d’être produit de manière industrielle sous forme de charpente en kit. Cela les rend beaucoup moins coûteuses et nettement plus faciles à installer. On effectue les fixations à l’aide de connecteurs métalliques. Ces connecteurs sont posés aux jonctions entre les arbalétriers et les entraits, ainsi qu’aux points de rencontre entre les fiches, les contrefiches et les arbalétriers.
Ce type de charpente en bois s’adapte mal aux combles aménagés, en raison de la disposition des fiches et des contrefiches. Les sections de bois, plus fines que celles d’une charpente traditionnelle, contribuent à réduire encore le coût. Les artisans réalisent l’assemblage et le traitement du bois en atelier, puis livrent la charpente sur le chantier sous forme de kit prêt à être posé.
Selon la disposition des fiches et des contrefiches, on distingue les charpentes à fermettes en W, en A, ou en E. Chaque type possède des caractéristiques spécifiques et s’adapte différemment selon les bâtiments.
Les charpentes à fermettes offrent plusieurs avantages : leur prix attractif, leur légèreté et leur simplicité de mise en œuvre. On les appelle parfois « charpentes à l’américaine », car elles ont été inventées aux États-Unis. Les fournisseurs livrent toujours les fermettes sous forme de « kit charpente » aux professionnels qui se chargent de les poser. Pour en savoir plus sur les charpentes fermettes, consultez cet article dédié « Fermette : la charpente la plus répandue ».
3. La Charpente pour Toiture-Terrasse
On utilise fréquemment ce type de charpente bois dans les environnements urbains. La pente du toit doit rester faible (inférieure à 15°) mais suffisante pour permettre l’écoulement des eaux de pluie. On peut également envisager de l’utiliser pour créer une toiture végétalisée. Cependant, cette configuration exige des calculs spécifiques et des renforcements pour garantir la solidité de la charpente. Dans tous les cas, la charpente pour toit plat doit offrir une résistance supérieure à celle des autres types de charpentes. Elle doit parfois supporter des charges allant jusqu’à 150 ou 200 kg par m².
Les concepteurs utilisent des poutrelles très résistantes de large section pour composer la charpente. Cette configuration permet à la structure de supporter le poids de la toiture malgré l’absence de sections redirigeant les charges vers les éléments porteurs. Plus le poids à soutenir est important, notamment pour des toitures accessibles, plus les sections doivent être épaisses et l’assemblage complexe. Les fabricants produisent souvent ce type de structure en atelier et la proposent sous forme de charpente en kit.
4. Le Dernier Type de Charpente en Bois : la Charpente en Lamellé-Collé
Les charpentes en lamellé-collé sont moins répandues, car leur coût est relativement élevé. Leur principal avantage réside dans la grande portée qu’offre le lamellé-collé. On utilise ce type de charpente pour des bâtiments de grande envergure, comme les bâtiments agricoles, les manèges pour chevaux, les stades ou encore pour la rénovation de monuments historiques tels que les châteaux. Les artisans utilisent des matériaux de haute qualité et doivent posséder une expertise sérieuse pour garantir une mise en œuvre irréprochable.
On fixe parfois les poutres en lamellé-collé entre elles à l’aide de connecteurs métalliques, comme dans les charpentes à fermettes, ou avec du bois massif, comme dans les charpentes traditionnelles.
Ce type de charpente bois s’adapte aux architectures les plus audacieuses et complexes, tout en offrant une résistance exceptionnelle. Relativement légère et très solide, la charpente en lamellé-collé est particulièrement utile dans les projets nécessitant une grande robustesse. Toutefois, en raison de son prix, on la recommande peu pour les habitations individuelles.
Les charpentes en lamellé-collé se composent de longues poutres longitudinales en bois et de larges linteaux légèrement obliques en lamellé-collé.
5. Le Choix de la Charpente bois pour votre projet
Les PLU peuvent parfois interdire ou autoriser exclusivement certains types de charpente. Il convient de se renseigner sur ce sujet avant de concevoir votre projet. Votre budget doit aussi entrer en ligne de compte lors de l’élection du type de charpente que vous souhaitez.
Assurez-vous de choisir un bon charpentier pour votre maison, car la charpente est un élément essentiel de la solidité de votre habitation.
En conclusion, la charpente relève presque de l’ouvrage d’art par sa complexité et le travail qu’elle nécessite. Autrefois les charpentiers taillaient entièrement les charpentes à la main. De nos jours, on utilise plus volontiers des machines. En effet, elles sont produites en atelier de manière industrielle. Ainsi, on emploie des machines de taille pour la charpente traditionnelle. Pour la fermette, les fournisseurs utilisent des tables d’assemblage spécifiques. Dans les deux cas, la charpente est livrée en kit, par un fournisseur préfabricateur, au charpentier qui la pose. (Lire aussi : les préfabricateurs bois peuvent-ils vous aider ?) Avec les machines de taille et/ou d’assemblage on améliore ainsi la rentabilité, la qualité, et surtout la constance de cette qualité.
Pour tous vos projets de charpente bois ou de rénovation, vous pouvez utiliser notre plateforme pour trouver un professionnel qui pourra vous accompagner soit pour la fourniture et la pose, soit pour le calcul de la structure de votre charpente bois ou pour la fourniture d’un kit charpente ou d’un kit charpente et ossature bois (lire l’article sur la préfabrication de murs ossatures bois ici).
