Glossaire de charpente
- Chevron
- Pièce inclinée posée dans le sens de la pente ; premier élément sollicité par la couverture.
- Panne
- Pièce horizontale posée bout à bout entre deux éléments porteurs, qui supporte les chevrons.
- Faîtage
- Panne au sommet du comble, montage à l'aplomb, reçoit les chevrons en tête.
- Plateforme / Sablière
- Pièces basses qui supportent les chevrons en bas de pente (plateforme à plat, sablière à chant).
- Arbalétrier
- Pièce inclinée de la ferme qui supporte les pannes ; travaille en compression.
- Entrait
- Pièce basse de la ferme qui reprend les efforts de poussée en pied d'arbalétrier ; travaille en traction.
- Poinçon
- Pièce verticale qui assemble les deux arbalétriers et soutient le faîtage ; travaille en traction.
- Contrefiche
- Pièce oblique qui transmet le poids des pannes sur le poinçon ; travaille en compression.
- Echantignolle
- Pièce qui assure la liaison entre une panne et un arbalétrier et empêche le glissement.
- Lien de faîtage
- Pièce reliant faîtage et poinçon ; assure le contreventement longitudinal des fermes.
- Pignon
- Mur latéral triangulaire qui ferme le comble.
- Façade
- Mur porteur périphérique sur lequel reposent la plateforme et la sablière.
- Contreventement
- Ensemble des dispositions (systèmes triangulés) qui s'opposent à la déformation de l'ouvrage.
Organisation
La couverture : les toitures reçoivent un revêtement d'étanchéité continu — le bâtiment est dit « hors d'eau ». Quelle que soit la manière dont est assurée l'étanchéité, une structure est nécessaire pour la recevoir : tuiles, ardoises, tôles… posées sur liteaux ou lattes.
Les pièces passantes :
- Chevrons
- Faîtage (ou panne faîtière)
- Sablière (panne sablière ou plate-forme)
- Panne intermédiaire
L'élément porteur peut être :
- en maçonnerie — mur de refend, pignon intermédiaire
- en bois — ferme
Les pièces passantes
Les pièces passantes ne nécessitent pas d'assemblage particulier autre que clouage ou vissage.
Les chevrons
Ce sont les premiers éléments à être sollicités par la couverture. Ce sont des éléments de petite ou moyenne section rectangulaire, posés à chant, dans le sens de la pente des versants.
- Ils sont équidistants et parallèles
- Exemple de section : 6x8 ; 6x10 ; 8x10 ; 10x10
- Ils se fixent en pied sur la sablière, en tête sur le faîtage, aux points d'appui intermédiaires sur les pannes
Ils peuvent aussi passer sans appui entre le faîtage et la sablière : on parle alors de chevron porteur.
- Exemple de sections : 6x18 ; 8x20 ; 10x24
Les pannes
C'est un ensemble de pièces posées bout à bout, de niveau, entre deux éléments porteurs (ferme, pignon ou refend). Elles peuvent être à dévers ou aplomb.
- Elles diminuent la portée des chevrons
- Exemple de section : 10x15 ; 6x18 ; 10x20 ; 12x22
- La distance entre deux appuis de panne s'appelle une travée
- Elles se raccordent avec une coupe en sifflet ou sifflet désabouté
Lorsque le raccord se fait sur un arbalétrier de ferme, une pièce nommée « échantignolle » renforce l'assemblage et empêche le glissement :
Sablière, Plateforme
Elles supportent les chevrons en bas de pente.
- Plateforme : ancrée sur la maçonnerie par des goujons expansifs ou scellée par des pattes, utilisée à plat
- Sablière : comme une panne classique, elle est sur deux appuis et donc utilisée à chant
Faîtage
Ce sont les pannes au sommet du comble, montage aplomb :
- Parfois en gargouille moisée avec le poinçon de la ferme
- Avec les liens de faîtage, elles participent au contreventement longitudinal de la charpente
Les fermes
Le terme « ferme » est tiré du verbe « fermer », qui signifie rendre fort. C'est un ensemble de pièces de bois qui doit supporter sans se déformer les charges de toiture et les surcharges climatiques, puis les transmettre sur les appuis (mur ou poteau).
| Type de ferme | Portée courante |
|---|---|
| Ferme latine | ≤ 8 m (combles non aménageables) |
| Ferme sur blochet | ≤ 12 m (rarement dépassée) |
| Ferme sur poteau | variante de la ferme sur blochet, ≤ 12 m |
| Ferme à la Mansart | 8 m (jambes de force massives) à 12 m (poteaux moisés) |
| Ferme treillis | jusqu'à 20 m |
Système triangulé, contreventement
Vu de l'extérieur, une ferme présente une forme triangulaire :
- Le but premier est de créer de la pente pour évacuer l'eau
- De plus, un triangle a la particularité d'être indéformable
En charpente traditionnelle, on essaye au maximum de raccorder les différentes pièces en créant des structures triangulaires dans les 3 plans de l'espace : on parle de systèmes triangulés, qui s'opposent à la déformation de l'ouvrage. C'est le contreventement.
Le poinçon permet d'assembler les deux arbalétriers et de soutenir le faîtage. L'entrait reprend les efforts de poussée en pied d'arbalétrier, pour éviter que les pieds ne s'éloignent sous l'action de la panne.
L'échantignolle assure la liaison entre la panne et l'arbalétrier ; les contrefiches soutiennent les arbalétriers et reportent l'effort en pied de poinçon, évitant qu'ils fléchissent sous l'action des pannes intermédiaires.
Lors de la mise en charge de la toiture, le poinçon peut descendre légèrement. Pour éviter d'induire une contrainte de flexion dans l'entrait, on laisse un jeu fonctionnel d'un centimètre entre le bas du poinçon et l'entrait ; l'assemblage avec l'entrait est à tenon-mortaise non chevillé.
Les liens entre faîtage et poinçon permettent de contreventer les fermes et d'assurer leur équilibre longitudinal sous l'action du vent.
Sollicitations
- Les arbalétriers supportent les pannes — ils travaillent à la compression C
- L'entrait évite aux arbalétriers de s'écarter en pied — il travaille à la traction T
- Le poinçon facilite l'assemblage des arbalétriers, reçoit le faîtage et les contrefiches — il travaille à la traction T
- Les contrefiches transmettent le poids des pannes sur le poinçon — elles travaillent à la compression C
Charpente assemblée
C'est la charpente traditionnelle :
- Les liaisons entre pièces sont réalisées avec les différents assemblages traditionnels : tenon, embrèvement, moisement, etc.
- Et différents organes d'assemblage : pointes, vis, boulons, tirefonds, broches, chevilles, etc.
- Chaque ferme reporte une charge concentrée importante sur les infrastructures, qu'il est nécessaire de prévoir
- Du fait de l'utilisation de fortes sections, la ferme offre une bonne tenue au feu
Ferme latine
Fichier CAD associé : ferme_latine.3dLa ferme latine fut créée par les romains dans l'Antiquité.
- Elle est composée d'un poinçon de section carrée, d'un entrait qui peut être moisé, d'arbalétriers et de contrefiches massives
- Ce type de ferme ne peut, en général, pas dépasser une portée de 8 m
- Elle est réservée aux combles non aménageables
Détails des assemblages :
Ferme sur blochet
Fichier CAD associé : ferme_sur_blochet.3dLa ferme sur blochet est une ferme à entrait retroussé qui s'adapte sur un acrotère construit au-dessus du dernier plancher.
- Elle permet d'éviter les poussées horizontales sur le mur malgré l'absence d'un entrait en pied d'arbalétrier
- L'inconvénient est l'effort exercé par la jambe de force sur le plancher, qui doit être dimensionné en conséquence
- La portée de ce type de ferme ne dépasse que rarement 12 m
Détails des assemblages :
Ferme sur poteau
Fichier CAD associé : Ferme_poteaux.3dVariante de la ferme sur blochets.
Détail liaison blochet / poteau :
Ferme à la Mansart
Fichier CAD associé : ferme_mansart.3dElle offre un maximum de volume pour la réalisation d'un comble habitable et fonctionne à la manière d'un portique.
- Une première solution consiste à utiliser des jambes de force massives : cette solution nécessite de fortes sections, les différentes pièces étant situées dans un même plan
- Les portées courantes ne dépassent pas 8 m
- Une autre solution consiste à utiliser des poteaux moisés : la portée peut alors atteindre 12 m
- La stabilité est assurée dans le plan des entraits par un contreventement qui reporte les efforts sur les pignons
Treillis
Un treillis, ou système triangulé, est un assemblage de barres verticales, horizontales et diagonales formant des triangles.
- Cette structure est devenue courante en construction à partir de la révolution industrielle, pour des bâtiments, des ponts, ou encore des avions
- Un tel assemblage allie résistance, rigidité et légèreté, et permet d'utiliser des éléments normalisés (barres)
- La ferme treillis peut éventuellement être préassemblée
- Elle constitue un élément de charpente capable de franchir des portées jusqu'à 20 mètres
Connectée
Les fermes industrialisées, encore appelées fermettes, sont constituées d'éléments de faibles sections.
- Les assemblages sont réalisés par des goussets en contre-plaqué (CTBX) ou plus généralement par des connecteurs en acier galvanisé
- Par leurs principes constructifs, elles s'inscrivent dans une logique de préfabrication industrielle
- La fermette a un poids réduit par rapport à son homologue boulonnée
- Au contraire des systèmes traditionnels, elles fonctionnent dans une logique de charges distribuées : espacées généralement de 60 cm, l'écart peut être porté jusqu'à 1,20 m
- Elles reçoivent directement le support de couverture ou la couverture, économisant de ce fait les pannes et les chevrons
- Les sections utilisées étant faibles (épaisseur entre 30 et 50 mm), une multitude de lisses clouées entre arbalétriers, poinçons et contrefiches évitent le flambement et assurent le contreventement dans les différents plans
Boulonnée
La charpente boulonnée, plus coûteuse que sa cousine connectée, utilise des sections classiques et des assemblages moisés.
- Elle fonctionne sur le principe de charges concentrées
- Selon leurs dimensions, les fermes sont assemblées sur chantier pour faciliter le transport
Les murs
Éléments porteurs en maçonnerie qui reçoivent directement les pièces passantes :
- Mur pignon : mur latéral triangulaire qui ferme le comble
- Mur de refend : mur intérieur porteur qui remplace une ferme
- Mur gouttereau : mur qui reçoit la sablière en bas de pente
Le comble à deux versants
Charpente traditionnelle · S5.2 · Fiche à compléter
Complète les mots de vocabulaire et les notions manquantes pour reconstituer le cours complet.
Sommaire
- Glossaire de charpente
- Organisation
- Les pièces passantes
- Les chevrons
- Les pannes (sablière & plateforme, faîtage)
- Les fermes
- Analyse structurelle (système triangulé, sollicitations)
- Charpente assemblée (latine, blochet, poteau, Mansart)
- Treillis (connectée, boulonnée)
- Les murs
1. Glossaire de charpente
Retrouve le nom de chaque pièce à partir de sa définition.
- : pièce inclinée posée dans le sens de la pente ; premier élément sollicité par la couverture.
- : pièce horizontale posée bout à bout entre deux éléments porteurs, qui supporte les chevrons.
- : panne au sommet du comble, montage à l'aplomb, qui reçoit les chevrons en tête.
- : pièce basse qui supporte les chevrons en bas de pente (à plat ou à chant).
- : pièce inclinée de la ferme qui supporte les pannes ; travaille en compression.
- : pièce basse de la ferme qui reprend la poussée en pied d'arbalétrier ; travaille en traction.
- : pièce verticale qui assemble les deux arbalétriers et soutient le faîtage ; travaille en traction.
- : pièce oblique qui transmet le poids des pannes sur le poinçon ; travaille en compression.
- : pièce qui assure la liaison entre une panne et un arbalétrier et empêche le glissement.
- : mur latéral triangulaire qui ferme le comble.
- : ensemble des dispositions (systèmes triangulés) qui s'opposent à la déformation de l'ouvrage.
2. Organisation
La couverture
Les toitures reçoivent un revêtement d' continu : le bâtiment est dit « ». Une structure est nécessaire pour recevoir la couverture : , ardoises, tôles… posées sur ou lattes.
Les pièces passantes
- les ;
- le (ou panne faîtière) ;
- la (panne sablière ou plate-forme) ;
- la panne .
L'élément porteur
Il peut être en — mur de , pignon intermédiaire — ou en — la .
3. Les pièces passantes
Les pièces passantes ne nécessitent pas d'assemblage particulier autre que ou .
3.1 — Les chevrons
Ce sont les premiers éléments sollicités par la . De petite ou moyenne section , ils sont posés à , dans le sens de la des versants.
- Ils sont et parallèles.
- Ils se fixent en pied sur la , en tête sur le , et aux appuis intermédiaires sur les .
- S'ils passent sans appui entre le faîtage et la sablière, on parle de .
3.2 — Les pannes
Ce sont des pièces posées bout à bout, de niveau, entre deux éléments porteurs (ferme, pignon ou ). Elles diminuent la des chevrons.
- La distance entre deux appuis de panne s'appelle une .
- Elles se raccordent par une coupe en ou sifflet .
- Elles peuvent être à ou .
- Sur un arbalétrier, une pièce nommée « » empêche le .
Sablière, Plateforme
Elles supportent les chevrons en bas de . La plateforme, ancrée sur la maçonnerie par des expansifs, est utilisée à ; la sablière, sur deux appuis, est utilisée à .
Faîtage
Ce sont les pannes au du comble, montage . Parfois en avec le poinçon. Avec les liens de faîtage, elles participent au contreventement de la charpente.
4. Les fermes
Le terme « ferme » est tiré du verbe « », qui signifie rendre . La ferme supporte les charges de et les surcharges sans se , puis les transmet sur les . Elle remplace un mur de et forme des travées qui réduisent la des pannes.
4.1 — Analyse structurelle
Système triangulé, contreventement
Vue de l'extérieur, une ferme présente une forme . Le triangle sert à créer de la (pour évacuer l'eau) et il est . En reliant les pièces en triangles dans les plans de l'espace, on réalise le .
- Le assemble les deux arbalétriers et soutient le faîtage.
- L' reprend les efforts de en pied d'arbalétrier.
- On laisse un jeu de entre le bas du poinçon et l'entrait pour éviter une contrainte de ; l'assemblage est à non chevillé.
- Les liens entre faîtage et poinçon assurent l'équilibre sous l'action du .
Sollicitations
- Les arbalétriers travaillent à la ().
- L'entrait travaille à la ().
- Le poinçon travaille à la ().
- Les contrefiches travaillent à la ().
4.2 — Charpente assemblée
Les liaisons sont réalisées par des assemblages traditionnels : , embrèvement, … et des organes d'assemblage : pointes, vis, … Grâce aux fortes sections, la ferme offre une bonne tenue au .
Ferme latine
Créée par les dans l'Antiquité. Elle est composée d'un poinçon de section , d'un entrait qui peut être , d'arbalétriers et de contrefiches . Sa portée ne dépasse pas ; elle est réservée aux combles non .
Ferme sur blochet
C'est une ferme à entrait qui s'adapte sur un construit au-dessus du dernier . Elle évite les poussées sur le mur. Sa portée dépasse rarement .
Ferme sur poteau
C'est une variante de la ferme sur .
Ferme à la Mansart
Elle offre un maximum de pour un comble et fonctionne comme un . Avec des jambes de force massives, la portée atteint ; avec des poteaux , elle atteint . La stabilité est assurée par un contreventement qui reporte les efforts sur les .
4.3 — Treillis
Un treillis est un assemblage de barres verticales, horizontales et diagonales formant des . Il s'est répandu depuis la révolution . Il allie résistance, rigidité et , et franchit des portées jusqu'à .
Connectée
Les fermes industrialisées, appelées , sont constituées d'éléments de faibles . Les assemblages sont réalisés par des en contre-plaqué (CTBX) ou par des en acier galvanisé. Elles fonctionnent en charges et sont espacées de à .
Boulonnée
Elle utilise des sections et des assemblages , sur le principe de charges . Elle est assemblée sur pour faciliter le transport.
5. Les murs
Ce sont des éléments porteurs en . Le mur est latéral et de forme ; le mur de est intérieur et remplace une ferme ; le mur reçoit la sablière en bas de pente.
QCM — Le comble à deux versants
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