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sylvainlefrancomtois

Notions de base de charpente pour L'Air du Bois

Magnifique charpente XIV siècle de La grange de "Tithe Barn"  Angleterre
Magnifique charpente XIV siècle de La grange de "T...

Beaucoup de "boiseux" non professionnels se lancent dans l'aventure de faire à titre personnel des travaux de charpente (auvent, car-port, habitation, garage , atelier,etc.)
Certains sont très studieux et se renseignent sérieusement pour œuvrer.En revanche, d'autres se lancent dans des travaux très aléatoires, qui peuvent nuire gravement aux bâtis et aux personnes par fautes/mal-façons!

J'ai, ces derniers temps, visualisé plusieurs vidéos sur le net traitant de ce sujet, pour certaines très professionnelles et belles à regarder :(ex @mathieudavid , @MaillienMichael); par contre, avec d'autres vidéos ou tutoriels, on ne sait pas s'il faut pleurer ou rire!

Je trouve cela personnellement inconscient, voire même dangereux, de se servir de soit disant tutos véhiculant des aberrations, et de plus découvrir que certaines d'entre-elles ont des dizaines de milliers de vues avec des commentaires admiratifs ...pendant que de très bonnes vidéos de savoir-faire ont seulement 2000 vues.

Je ne suis que menuisier à la base. Mais avec 10 ans d'expérience en charpente dans l'ombre d'un Maître aujourd’hui disparu, ce n'est que lui faire honneur que de transmettre à mon tour les bases de l'art du charpentier, pour servir la collectivité, et aiguiller les personnes qui désireraient œuvrer des gros bois .

Evidemment, ce pas à pas ne sera pas un traité, mais une vulgarisation des bases du métier pour des travaux courants, et une invitation aux personnes qui ont ce genre de projets à trouver des références et des liens pour leurs études d'ouvrages sur l' Air du Bois.

Tout charpentier professionnel ici présent peut évidemment éventuellement me corriger ou commenter !

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Présentation du pas à pas notions et bases de la charpente

Introduction

Ce pas à pas détaillera tout ce qui est nécessaire de connaitre pour parachever un ouvrage réfléchi facilement et dans les règles de l'art.

Notions et bases abordées :

Physiques mécaniques et géométrie de charpente.
Physionomie générale et termes de charpente.
Type de charpentes.
Les différents assemblages de charpente.
Les différentes pièces de charpentes
Bois de charpente.
Prendre les mesures d une charpente.
Etudes par dessins de charpente.
Etablissement avec signes conventionnels de charpente.
Tracés d épures de charpente .
Les outils spécifiques de charpente.
Tracés des bois depuis l épure.
Taille d une charpente.
Pose d une charpente.

Art du trait de base en charpente (fermes, arêtiers, noues, etc.)
Des exercices d apprentissages.
+Diverses rubriques ou commentaires qui pourraient être utiles ou initiés par des "boiseux" du site!

Petit historique de la charpente:

Depuis la préhistoire, l'homme dès qu'il quitte les abris naturels, se bâtit pratiquement chaque fois un "toit" sur la tète!
En tipi ou muni de bois en fourche, d'une faîtière sur laquelle il appuie des perches visant à soutenir une étanchéité aux éléments pour s'en protéger (peaux, feuillages, etc.): le principe de charpente était né!

Les premiers habitats "en dur" étaient souvent munis de simples bois utilisés en pannes scellées d'un mur à l'autre, puis les surfaces s'agrandirent et le besoin de soutènements comme des poteaux entrèrent dans la conception.
Petit à petit, on s'émancipe de diverses façons plus ou moins aventureuses des poteaux pour des fermes autoportantes.
Une constante reste presque naturellement depuis la nuit des temps, c'est la triangulation ou ferme triangulée, gage d'équilibre naturel des forces et de pentes pour l'écoulements des eaux, tout en protégeant les habitants.

Au cours des siècles, les techniques se perfectionnent et se modernisent:(sciage, machinisme, lamellé collé, etc.), ainsi que l architecture, donnant un éventail sans limite de styles, formes traditionnelles ou contemporaines de charpentes.
Le métier de charpentier représente la genèse des métiers du bois, et développera l'art du trait jusqu'à son paroxysme: L'art du trait de charpente est reconnu patrimoine culturel par l''Unesco en 2009.

Il faut une quinzaine d années pour devenir un Maître charpentier (que je ne suis pas) en travaillant sans cesse et reculant chaque fois un peu plus les difficultés, ce qui laisse peu de place à certaines improvisations que j'ai découvert ça et là sur la toile.

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Notions physiques , mécaniques et géométriques de bases appliquées en charpente

Les notions de physiques élémentaires en charpente

Celles ci sont principalement les poussées en pression verticales et latérales .
Elles sont enfantines à assimiler, mais doivent être réfléchies en permanence dans le métier de charpentier; en effet, elles seront chaque fois présentes, et donc à contrebalancer partout dans un ouvrage .

Les illustrations ci-dessous situent bien à quoi nous avons à faire!
Une pression verticale (poids de la couverture, neige, etc.)sur des bois jointés au sommet et reposant sur des murs , exerce une poussée oblique le long des pièces, communiquant à leur tour une poussée latérale sur le haut de ces murs vers l'extérieur, par conséquent occasionnant leurs basculements simultanément, ainsi que l'écroulement du sommet vers le sol.

Pour palier à ce désordre, il convient de rediriger les forces obliques et latérales verticalement vers le sol par ajout de moyens physiques!

1/ Construire un pignon sur lequel repose tout le poids de la couverture "diluant" ainsi les poussées dans le volume de celui-ci !
Cette solution serait la plus efficace, si elle n'occultait pas une grande partie de la surface utile au sol. (Fig 1)

2/ Fixer un poteau ou une colonne sous le sommet permet efficacement de diriger la poussée verticale directement au sol!
Cette solution, qui fut très souvent utilisée, libère une grande partie de l'espace libre utile au sol, mais crée quand même un encombrement qui peut être gênant dans certaines fonctions du bâtit. (Fig 2)

3/ Fixer une pièce ou un lien reliant les deux bases des bois, ce qui annule les poussées obliques par étirement horizontal en opposition,transmettant ainsi la poussée d'origine verticalement sur les murs .
Ici nous venons de créer une triangulation, d'une efficacité remarquable autoportante, tout en libérant totalement le vide utile au sol. (Fig 3)

Notions mécaniques de charpente

Malgré la création d'une triangulation qui a déjà expliqué son efficacité, les paramètres de forces contenus dans une charpente agissent sur les matériaux dont elle est constituée, et peuvent créer ici aussi des désordres conséquents et néfastes sur le bâtit et les usages!

Notre triangulation va en effet subir des déformations internes qu'il faut contrebalancer par un réseau secondaire pour sa pérennité!

Conséquence mécanique de triangulation simple :

La poussée verticale de pression au sommet, bien que redirigée en verticale des murs, crée un fléchissement vers le sol des bois en transformant la poussée oblique linéaire annulée par le tirant en pression perpendiculaire, occasionnant par la même un affaissement du sommet .
Si l'action n'est pas contrebalancée , il y a risques de déformations majeures de l'ensemble, affaiblissement des assemblage, voire rupture des pièces. (fig 1-2)

Conséquence mécanique de triangulation avec soutènement central :

En ajoutant un pilier central sur la triangulation simple, placée sous sommet et reposant sur l élément horizontal, nous diminuons nettement le fléchissement des bois obliques!
Même s'il y a diminution des efforts, la compression du pilier redirige la pression verticalement au centre de l'élément horizontal, le faisant fléchir à son tour.
Si l'action n est pas contrebalancée, il peut se produire des déformations préjudiciables à la toiture, ainsi qu'aux éléments intérieurs; par contre le risque de rupture est endigué. (fig 3-4)

Conséquence mécanique de triangulation avec soutènement central et jambes de forces :

A notre triangulation avec poteau central, nous ajoutons des "jambes de forces" pour contrebalancer les derniers fléchissements!

Les novices en charpente font pratiquement tous la même erreur, à savoir fixer ces jambes perpendiculairement aux bois obliques et reposant sur le bois de liaison horizontal!
En effet, on pourrais dire qu'il se produit une triangulation secondaire, mais avec ce principe, toutes les forces vont converger vers un même point central, occasionnant une logique d'affaissement général de l ensemble, sans toutefois s'écrouler.
Cette construction dans le temps peut conduire à des déformations de la couverture et des éléments intérieurs.(fig 1-2)

L'aboutissement d'une construction pratiquement indéformable, c'est ce que l'on nomme une "ferme", constituée d'un appareillage de bois d assemblages formant une géométrie pérenne dans le temps!
Ici, les jambes de force sont placées judicieusement de manière à reporter toutes les forces en traction opposées sur l'élément horizontal .
Pour cela, il faut que le poteau central maintenant appelé "poinçon" soit enserré par assemblages aux bois obliques appelés "arbalétriers"; ce principe en effet empêche le poinçon de s'affaisser par compression des coupes des arbalétriers sur celui-ci .
Les jambes supérieures désormais appelées "contrefiches", retiennent le fléchissement des arbalétriers en s'appuyant sur le poinçon, créant ainsi un "étirement" bénéfique de celui-ci. (fig 2 bis)

Si la portée des arbalétriers est plus grande, on applique des "jambes de forces" de leur vrai nom "jambettes" suivant les régions, fixées sous ceux-ci et reposant sur le bois horizontal appelé maintenant "entrait ou tirant", dans une position oblique vers l'extérieur, donnant encore ici une logique d'étirement en opposition.

Cette géométrie ainsi conçue, donne à la triangulation principale 6 triangulations secondaires, annulant toutes les forces mécaniques contenues dans une ferme, ne laissant que la force principale verticale de pression partir au sol depuis les aplombs des murs.(fig 3-4)

En réaction du risque de confusions soulevées par @Kentaro, tous les schémas ci-dessous ne sont ici que pour visualiser les principes, leurs physionomies sont non contractuelles!

Notion géométrique ancestrale de charpente

Compte tenu des effets mécaniques et physiques à contrebalancer dans une ferme de charpente, assez rapidement les charpentiers antiques inventeront la ferme triangulée (En l'occurrence la ferme latine par les romains)!
Le principe de base est très simple : il suffit de diviser en 4 parties égales au niveau de l'entrait, et de diviser en 2 parties la hauteur au poinçon.

Cette construction géométrique seule ne suffit pas à rendre "indéformable" une ferme de charpente, il faut lui apporter des positions de bois appropriées, et des assemblages performants!

Le schéma ci-dessous indique les forces en présence dans une triangulation géométrique d'une ferme latine.

Toute la logique physique, mécanique et géométrique de ce chapitre doit être absolument apprise et comprise dans le métier de charpentier,elle sera appliquée de fait tout au long de sa carrière, gage d'un travail bien fait et pérenne dans le temps.

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Physionomie générale et termes courants de charpente

Une charpente est, par définition, un assemblage ou appareillage de plusieurs pièces de bois, dévolues à supporter une toiture, des éléments d'architecture (ex. planchers), des coffrages et moules divers porteurs (maçonnerie et taille de pierre), construction navale ,entre autres.
Nous parlerons essentiellement de bâtits sur sol!
Ici l'ensemble d un ouvrage de charpente destiné à couvrir toute la surface d'un bâtiment se nomme généralement comble!

Il est coutume de visualiser les points généraux majeurs en charpente ainsi que de les nommer avant d'entrer en matière plus technique , et ce pour que les explications futures nous apparaissent plus facilement à l'esprit en trois dimensions!
Pour les personnes déjà expérimentées en menuiserie ou ébénisterie, qui aimeraient découvrir ou appliquer le métier de charpentier, il faut absolument se détacher des automatismes applicables à vos professions respectives , car je le répète ici, même s'il semble y avoir des similitudes, la démarche et la logique de construire une charpente est vraiment singulière.
Un œil exercé saura immédiatement si une charpente a été faite par un professionnel ou non, et pourra même vous dire aisément : "charpente de maçon", "charpente de couvreur" ,"charpente de menuisier ou d'ébéniste" etc!

Charpente traditionnelle simple

Le modèle de charpente traditionnelle dans le plus simple appareil, réside dans la pose d'éléments primaires (pannes et chevrons) sur maçonnerie , d'un mur à l'autre sur un pan (garage ,dépendance, atelier ...).
Ce travail est souvent exécuté directement sur le chantier par les couvreurs ou les maçons!
Pour les apprentis charpentiers et les novices, c'est un exercice intéressant, car il permet de découvrir en visualisant les logiques de sa profession in situ (prise de cotes, taille, pose, finitions, levage/manutention, sécurité, etc.), d'en faire l étude au 1/50 sur un panneau et de produire les premiers calculs (longueurs, surface, portée, débit de bois, etc.). (fig 1)

Sur deux pans, nous sommes sur ce que l'on nomme de la "pannes sur pignons" , c'est-à-dire que les bois portent sur des pignons maçonnés de formes triangulaires: ici les calculs, la taille etc .. se complexifient mais les bois restent principalement monoxyles!(fig 2)

Sur deux pans, mais avec un pignon intérieur intermédiaire maçonné pour agrandir le bâtiment, nécessite déjà de l'expérience; en effet les bois doivent être combinés en plusieurs pièces pour obtenir la longueur nécessaire de couverture.
Toutefois, ce travail peut être exécuté directement sur le chantier car il ne comporte pas de façonnages compliqués qui seraient à faire dans le confort d'un atelier ou l'on a accès facilement aux outillages. (fig 3)

Le bon charpentier préférera toujours, si cela est possible, préparer tous ses bois en atelier (taille, teinte de protection,etc.), et n'avoir que du calage et du clouage à faire sur le chantier!

Sur une charpente viennent s'appuyer différents éléments secondaires:

Ces éléments de second- oeuvre de charpente sont destinés à la finition d'un ouvrage, et servir de supports aux travaux de couvertures futurs.

Les finitions des sorties de chevrons et de pannes (frisette/volige, teinte, bandeaux, planche à chenaux, etc.)
Les travaux de lattages et de sous toiture pour mettre le chantier "hors d'eau" sont généralement dévolus aux couvreurs, mais le charpentier parfois fait le travail basique du couvreur.

La mesure d'une sortie de chevron prise de niveau depuis le mur se nomme "le forget".

Physionomie d'une ferme de charpente

Quand il n'y a pas de pignon intérieur, et que le projet de bâtit doit garder toute sa surface au sol libre, on doit construire une ferme de charpente pour supporter la toiture .
Cette ferme doit être aussi solide mécaniquement que le pignon qu'elle remplace!

Elle est constituée de plusieurs pièces de bois assemblées, que l'on retrouvera pratiquement dans tous les autres types de fermes!
Par contre, plus la complexité de la toiture finale sera, plus la charpente de fait se compliquera et se garnira d'éléments spécifiques que nous découvrirons plus tard!

Tout d'abord, visualisons les détails d une ferme traditionnelle, très commune à une majorité de bâtîts!

Une ferme est construite à la base, d'un entrait sur lequel viennent s'assembler un poinçon vertical et deux arbalétriers, et parfois quand la portée l'exige, des jambes de force ou jambettes.
Entre les arbalétriers et le poinçon, s'assemblent des contrefiches.

Au dessus de la ferme viennent s'appuyer les pannes sablières, pannes intermédiaires ou ventrières avec échantignolles, et une panne faîtière sous laquelle on trouve des liens de faîtage reliés au poinçon .

Enfin, sur le tout, viendront s'appuyer les chevrons et les éléments de toiture et finitions.

Sur l' entrait, on peut trouver des éléments destinés supporter un plancher,soutenir un plafond, ou les deux à la fois constitués de solivettes ou de solives raidies par des étrésillons, selon les cas.

Détails généraux autour d'une ferme

Détails au faîtage : On trouve le lien, c'est-à-dire l'assemblage de la ferme perpendiculairement avec les pannes faîtières, qui produit un enchevêtrement de pièces pensées pour une bonne cohésion de l'ensemble. (fig 1)

Toujours au faîtage, on aperçoit la jonction des chevrons des deux pans de toit!
Il existe plusieurs façons d'effectuer cette liaison que nous découvrirons plus tard!
Le détail nous renseigne que parfois, on installe une planche verticale coincée aux coupes d'aplombs des chevrons pour pouvoir fixer les tuiles faîtières, ou une zinguerie par clouage/vissage.(fig 2)

Détails à l'entrait traditionnel: Nous apercevons le détail d'un étrier métallique destiné à soutenir l'entrait par suspension depuis le poinçon.
Ce dernier a un jeu de 2 cm aux arasements, accentuant les effet de triangulation, surtout en cas de précipitation neigeuses conséquente.(fig 3)

Détails à l entrait moisé: Depuis le début du 19ème siècle, les techniques de sciage des bois et de boulonnerie ont apporté une amélioration majeure dans la conception des fermes de charpente et ainsi agrandissant les champs de possibilités de portées, à savoir le moisage ou moisement !
Le principe est simple mais d'une efficacité remarquable: il consiste à enserrer "en sandwich" entre deux pièces de bois (moises) les pièces verticales ou obliques par compression boulonnée.
Il y a le moisage simple (les moises sont entaillées et les pièces centrales restent à vif) ,et le moisage double, ou ici les moises et les pièces centrales, sont simultanément entaillées.(fig 4)

Détail au pied de ferme: Ici nous découvrons un petit aperçu des éléments secondaires que l'on trouve sur un travail de charpente, ce sont les travaux de finitions des débords et d'égouts.
C'est un vaste champs d'actions qui méritera plus tard un chapitre à part entière dans ce pas à pas! (fig 5)

Ci-joint le lien vers le lexique de charpente Wikipedia qui est assez complet!

https://fr.wikipedia.org/wiki/...

Une précision soulevée par @Nicoel, les différentes textures de bois apportées aux dessins d'illustrations, ne sont ici que pour différencier facilement les éléments, le sens du fil du bois logique n'est parfois pas respecté dans le bon sens!

Les différentes physionomies de toitures:

La construction de charpentes s'élabore en fonction d'une multitude critères de toitures différentes.
(Styles architecturaux et régionaux, usage du bâtiment, restauration, design, etc.)

Ci-dessous les principales que l on peu rencontrer!

1/ Toiture cintrée en berceau (à simple courbure convexe)
2/ Toiture à 3 pans (une croupe et deux longs pans)
3/ Toiture à 4 pans (deux croupes et deux longs pans)
4/ Toiture cintrée à simple courbure concave
5/ Toiture à demi-croupe normande
6/ Toiture à demi-croupe, croupe champenoise
7/ Toiture à demi-croupe débordante
8/ Toiture à demi-croupe alsacienne
9/ Toiture pavillon (pyramidale à 4 pans)
10/ Toit terrasse
11/ Toiture papillon
12/ Toiture en L (avec une noue et un arêtier)
13/ Toiture à 2 pans ou 2 versants
14/ Toiture en T (avec 2 noues)
15/ Toiture à double courbure (section de tore avec un rayon de cintrage et deux rayons de giration)
16/ Toit monopente, à pupitre ou en appentis
17/ Toiture shed, à redans partiels ou en dents de scie
18/ Toiture à la Mansart avec terrasson, brisis et ligne de bris
19/ Toiture à coyers ou coyaux
20/ Tourelle conique à base circulaire
21/ Tourelle à pans à base hexagonale
22/ Toiture en dôme ou coupole

Incidences du profil de toiture sur la charpente

Comme nous l'avons vu plus haut, il existe différents profils de toitures: en effet ceux-ci vont forcément agir sur la conception de charpente en fonction du plan architectural (fermes, arêtiers , noues, etc.), d'où la complexité du métier de charpentier!

Ci-dessous, des schémas du comportement de profils en fonction de plans d'architecture les plus courants.

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Différents types de fermes en charpente

La ferme latine

Ce type de ferme de charpente nous arrive tout droit de l antiquité ,inventée par les romains d ou son appellation ,elle fut l aboutissement de simplicité et de solidité ! Par contre elle est destinée à des combles "perdu" non aménageables.
Composée de triangles qui reprennent toutes flexions , l agencement est fait d un entrait sur lequel s assemblent un poinçon et deux arbalétriers !
Ces derniers enserrent le poinçon au faîtage ,lequel reçois à sa base deux contrefiches reprenant la pression des arbalétriers .

Ce type ne permet pas d aller au delà de 8 m en autoportant de façonnage traditionnel !
Toutefois , en moisant l entrait et en y apportant des éléments en réseau secondaire ,lui permettent des portées plus longues .

la ferme à entrait retroussé

Ce type de ferme peut être agencé en comble habitable par le principe de l entrait retroussé !
En effet celui ci est remonté à la hauteur de dégagement désirée depuis le plancher ,il travaille en tirant comme dans la ferme classique latine .
Ses pieds d arbalétriers sont alors posés sur des semelles ou corbeaux .
Raisonnablement , les arbalétriers dépassants sous la ferme ne doivent pas dépasser le tiers total de leur longueur , après il faut passer en doubles entraits ou blochets .

la ferme à doubles entraits

Ce type de ferme est conçue pour laisser les combles habitable , elle comporte un "Faux entrait" au sommet qui travail en pression , et un entrait tirant à sa base !
Elle est très souvent nantie de jambes de force destinées à soulager la flexion des arbalétriers ,cette construction très équilibrée ne nécessite généralement pas de bois de sections importantes .
La portée des fermes à doubles entraits peut aller de 10 à 12 mètres en taille traditionnelle , toutefois ,si l entrait au plancher est porteur , il est préférable d y apporter un appuis central (mur ou poteau) ,ou de transformer cette ferme en type Palladio (voir plus bas) .
L entrait inférieur , est parfois remplacé par des semelles aux pieds des arbalétriers , ceux ci reliés l un a l autre par un fort tirant métallique caché sous le plancher tout dépend évidemment de l agencement de l habitation) !

La ferme à-la palladio

Ce type de ferme est peu utilisé , et pourtant le principe est efficace , tirant son nom d un architecte italien du XVI eme siecle ,elle est conçue pour supporter par suspensions le plancher sur l entrait inférieur .
A la base c est une ferme à entrait retroussé ,sur lequel on assembles deux bois suspendu au faux entrait et fixés à l entrait inférieur pour endiguer son fléchissement naturel !
Les suspentes peuvent aussi recevoir des contrefiches soulageant ainsi les arbalétrier par un travail d étirement .

Des portées de 16 à 18 mètres sont tolérées grâce au moisement , souvent utilisée naguère pour du bâtiment agricole ou industriel .

La ferme sur blochet

Le type sur blochet sont apparentées au type à entrait retroussé.
La grande différence , c est que les pieds des arbalétriers ne provoques pas de poussées sur les murs ,car ils sont nantis de "blochet" reposant sur le plancher (souvent une dalle de béton de nos jours) .

Ce système fonctionne en deux articulations à la façon d’une ferme posée sur des poteau dont la flexion de l’arbalétrier est reprise par les blochets.

Elle est très utilisée en comble habitable et permet d en tirer des éléments décoratifs apparent si les blochets sont taillés proprement !

La portée de ce type de ferme dépasse rarement les 12 mètres .

Deux conceptions différentes sur l illustration ci dessous !

La Ferme à la Mansart (ou Mansard à cause de la "mansarde")

Jules Hardouin-Mansart qui fut le premier architecte du roi Louis XIV , voulut optimiser les surfaces habitables dans les grandes agglomérations ,devant une demande de logements croissante !
De ce fait il inventa une ferme de charpente de combles aménageables en appartements ,avec des fenêtres ou balconnets facilement intégrable à la toiture.

Ce type de ferme ,est en fait une ferme latine nommée le "terrasson" , montée sur un portique aux poteaux biais nommé "Le brisis" .
La difficulté est de maintenir la cohésion de l ensemble sans toutefois dépasser trop en structures assemblées dans l espace aménageable .

Les portées moyennes sont de 8 mètres sans contreventer outre mesures , mais on peu facilement atteindre les 12 mètres par des contreventements réfléchis!

La ferme boiteuse

Ce type de ferme se nomme quand les pans de toitures on des pentes différentes ,ou que les murs avant et arrière du bâtis sont de niveaux différents.
Par conséquent , les pieds de ferme seront décalés sur des supports différents ,ce qui induit d agencer les bois avec réflexions , les poussées étant asymétriques .
La grande pente du toit doit être inférieur à 70° ou supérieur à 35° , et la petite pente pas moins du minimum DTU des matériaux utilisé en couverture sur le bâtiment .

La Ferme en berceau

Tout droit arrivée du moyen age , on retrouve ce type de ferme surtout dans des ouvrages historiques ou monumentaux!
Le principe fut repris souvent en plus petites taille au début du 20 eme siecle avec les construction en néoclassique à la mode à cette époque (ex Style "Cabourg") .

La ferme en berceau est très intéressante à réaliser ,elle fonctionne par reprise des force jusqu' en verticale des murs par des aisseliers s' arque-boutants sur des jambes de forces ,le tout inscrit à la base dans un arc de cercle en voûte (Principe issu de la taille de pierre) .

Par contre elle nécessite beaucoup de bois ,de préférence en chêne ,donnant des pièces en bois de brin déjà cintrées naturellement par la nature .

Les portées moyennes sont de 8 mètres .

Deux conceptions différentes sur l illustration ci dessous !

La Demi ferme

Comme son nom l indique ce type de ferme ne comporte qu une pente et reçoit qu un seul pan de toiture ,on la retrouve très souvent dans tout types de bâtis ,la plupart du temps hangar , atelier , appentis, auvent ,etc..

Elles peuvent être de très grande taille (12 mètres et plus construction composites) avec des résaux secondaires d appuis .

Le principe est un entrait et un arbalétrier , reliés par une grande contrefiche qui fonctionne comme un second arbalétrier sur l entrait , recréant par la même , un travail d extension tirant ,transformant la force de pression en flexion de la toiture ,en pression d aplomb sur les murs .

Les schémas ci dessus ,ne donnent pas de renseignement en termes de longueurs et sections de bois admissibles , il faut toujours garder à l esprit que chaque projet de charpente est singulier et par conséquent s étudie et se calcule !!

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Les différents assemblages de charpente .

La charpente dite traditionnelle est constituée de divers ensembles de pièces assemblées en un réseau solide et stable dans le temps !
Avant d étudier en détail chaque pièce ,il faut apprendre et comprendre le moyen de les joindre entre elles fermement ,autrement dit , visualiser le large éventail d assemblages courants traditionnels utilisés en charpente !

Notions physiques et mécaniques sur les assemblages

En avant propos , nous allons ici découvrir les notions physiques que doivent subir les assemblages dans la construction bois.
Dans le domaine charpentier ,on doit adapter la taille d un assemblage en fonction de sa destination et pratiquement d instinct professionnel on saura appliquer la meilleur solution solide et pérenne, connaissant les principes physiques auquel ils seront confrontés .
Les contraintes sur les assemblages sont majoritairement exercées sur la surface de liaison des deux pièces de bois que ceux ci relient .

1/ La Compression :

La compression est une contrainte mécanique équivalente à l'action d'une force qui exerce une pression à chaque extrémité d'un corps solide !

les effets sur des assemblages sont principalement : l'écrasement ,l'éclatement, la rupture, le glissement et ripage ,le cisaillement.

2/ La traction ou tension :

La traction, ou tension, est une sollicitation qui consiste à tirer sur une poutre droite. Le contraire de la traction est la compression !

les effets sur des assemblages sont principalement : l arrachement, la rupture, le glissement et ripage ,le cisaillement ,

3/ La torsion : la torsion est la sollicitation subie par un corps soumis à l'action d'un couple de forces opposées agissant dans des plans parallèles et dont l'élément de réduction est un moment de force agissant dans l'axe de la poutre.

les effets sur des assemblages sont principalement: l éclatement ,glissement ,arrachement, écartement.

4/ Les poussées latérales horizontales et verticales :

la poussée dans le cas qui nous intéresse , se traduit par une pression latérale horizontale ou verticale sur les assemblages , d avant en arrière , de droite à gauche ,ou de bas en haut .

les effets sur des assemblages sont principalement: L'éclatement, le basculement, l écartement, le glissement, le cisaillement, l arrachement, la rupture .

Les schémas ci dessous , nous permettrons de visualiser plus facilement plus tard les divers assemblages de charpente ,et leurs physionomie réfléchies ,visant à contrebalancer les effets physiques mécaniques auquel ils sont confrontés.

Assemblage tenon/mortaise

C est l assemblage ancestral par excellence , il est chaque fois présent dans le cadre de la charpenterie traditionnelle ! (fig 1)
Il n est pas à comparer au tenon/mortaise de menuiserie/ébénisterie même s il adopte les mêmes caractéristiques , il sert surtout de liaison, mais il est flottant, et peut être soumis à des contraintes mécaniques sur ses appuis (abouts-arasements) .

Le tenon en charpente:

Il fait une épaisseur de 29 mm d épaisseur (tracé à 30 mm (= jauge de charpentier) , mais usiné avec du jeu) et une longueur de 5 mm de moins que sa mortaise ,majoritairement placé en axe du champs de la pièce de bois, il peut contenir un épaulement central en cas de grande longueur d arasement .
ses arasements sont soit parallèles à la pièce de bois , soit nantis d embrèvements pour des raison de renforcement au ripage .
En charpente , le tenon est tracé au piquage avec un désabout de propreté ,qui permet d avoir une arête perpendiculaire de niveau ,même si ce tenon se situe sur du bois gauche faisant varier le parallélisme de ses arasements , tout en évitant d avoir des pointes de bois fragiles .(fig 2)
Il peut comporter un petit épaulement à l arrière , permettant de masquer la mortaise dans des ouvrages vus !(fig 3)
Le trous de cheville se percera après le démontage de l essai à blanc de l assemblage ,et devra être biaisé pour le "chevillage à tire" .

La mortaise en charpente:

Elle fait 30 mm (= jauge de charpentier) d épaisseur pour une profondeur de 100 mm est tracée en axe avec la pièce , dans sa largeur ,les bords sont souvent verticaux (mortaiseuse) , mais on peut aussi biaiser selon la pente de la pièce à assembler (fig 3-4).
La mortaise de charpente , comporte très souvent un embrèvement (à couvert ou découvert selon les cas) qui renforce les contraintes dont il peut être est soumis ! (fig 5)
Dans de très grosses pièces de charpente , l assemblage tenon/mortaise peut être double !
Le trou de cheville est percé avant le montage à blanc ,pour pouvoir ensuite repérer le trou sur le tenon une fois monté à blanc .

La cheville de charpente :

Elle est réalisée dans du bois dur (chêne, robinier) .
Il faut les débiter dans du bois fendu ,ce qui permet d avoir un fil parfaitement droit !
On réalise des carrelets de 18 x 18 mm ,puis on fait un quart de rond toupillé , ou l on fait au rabot des chanfreins afin de la rendre de section octogonale .
Les chevilles doivent être solides pour résister au principe du tire !
A la pose , on trempe les chevilles dans de l huile , puis on les enfonce au marteau sans s arrêter avant d être complètement plantées sinon elles risquent d éclater !

Tenons/mortaises particuliers

Le tenon/mortaise débouchant à clef :

C est un tenon/mortaise surtout destiné à bloquer l assemblage quand il est soumis à une traction , il est plus long à mettre en oeuvre .
Dans le cas ou il serait apparent il est très décoratif !

Le tenon/mortaise "mordane" ou "bec de canard" :

C est un assemblage tenon/mortaise destiné principalement au pièces de plancher (solivage, chevêtre, linçoir) , il permet de renforcer le tenon par ajout de bois par tracé à l arasement supérieur dans sa conception .
Il peut être chevillé dans une mortaise borgne , ou débouchant nantis d une clé .

Le tenons/mortaises "à chaperon" et à "paume" :

C est un assemblage tenon/mortaise qui à la particularité d avoir un (ou les) arasement qui épouse le profil du flache présent sur l arête de la pièce mortaisée ,le tracé se matérialise au piquage , il permet de rectifier l' appuis de l arasement .

A ne pas confondre avec la "paume" :, qui elle est réalisée volontairement pour renforcer un assemblage de solivage.

Le faux tenon :

Le faux tenon est aussi appelé «pigeon». Il permet de relier deux pièces coupées d’onglet ou droites parallèles.
Il peut être débouchant ou borgne, chevillé ou à clefs .

Le tenon dit « "oulice" :

Souvent employé dans les maisons à colombage (Alsace, Normandie, ...) dans le cadre de bois verticaux coupés par un pièce oblique appelée décharge !
les pièces de bois portant un tenon à « oulice» (l’about du tenon est coupé d’équerre par rapport à la face de la pièce et non à l’arasement).
la pièce portant un assemblage à oulice se nomme tournisse il peut y avoir embrèvement !
Cet assemblage est le plus souvent chevillé à "tire" .

Assemblages par embrèvements

Les embrèvements consistent à pratiquer une (ou des) entailles d abouts dans la pièce de bois réceptrice ,pour accueillir l autre pièce taillée en profil inverse ,dans le but de contrebalancer et renforcer les fortes contraintes de cisaillement dues au glissement ,et ripage par compressions (souvent vu entre l'arbalétrier et l'entrait).(fig 1)
La surface qui se trouve devant l about se nomme le talon , il faut que celui ci soit assez long pour contenir la poussée du ripage !

L about est généralement taillé a la bissectrice de l angle des deux pièces sollicitées , par contre souvent les charpentiers le scie d équerre pour gagner du temps .
Personnellement je faisait l about par bissectrice pour les arbalétrier , les autres d équerres .

Ils peuvent etre "a vifs" , boulonnés (vissés ou cloués dans les petit travaux à faibles contrainte (ferme de lucarne)) , bridés métalliquement (fig 5) , ou la plupart du temps associés de tenons/mortaises (voir plus haut) .
L about décalé il est employé généralement quand le talon est insuffisant (fig2).

Quand l about supposé à très peu de talon ou inexistant , on pratique un embrèvement "en gorge" ,qui permet d avoir la même force mécanique d appuis (fig 3).

On utilise les embrèvements doubles en gorge et en about lorsque les assemblages sont très sollicités (fig 4).

L embrèvement couvert, est entaillé à l empreinte du repos (travaux apparents) ,et l embrèvement découvert , est façonné à la scie d une face à l autre par gain de temps (dans les combles perdu ou greniers) .
On les trouvent souvent dans les poinçons .(fig 1-2)

En gorge à pleine section on utilise généralement pour une pente de toit inférieure à 45% en tête d’arbalétrier (ce qui donne un effet queue d aronde) .

En about on utilise généralement pour une pente de toit supérieure à 45° en tête d’arbalétrier. (fig 3)

Les assemblages par entures

C est l assemblage ou la liaison de deux pièces de bois linéairement .

Les entures de compressions :

Elles servent à joindre deux pièces en verticale d aplomb , on les retrouves le plus souvent en restauration par rapport à des poteaux .
L enture la plus banale , est simplement usinée de deux coupes d équerre reposant l une sur l autre ,et tenues par des moises boulonnées ou clouées .
Dans des travaux de monuments historiques ou apparents en habitations , on pratique par quartiers mi-bois , ou enture de compression oblique à mi-bois ,plus compliqués mais plus esthétiques (fig 1) !

Les entures de continuités :

Elles servent généralement à joindre des pièces de bois horizontales passantes (pannes) , ces assemblages doivent être placés en repos (murs , sol , poinçon, etc ..) car ils consistent surtout à produire plus de surface aux liaisons de pièces , sauf dans le cas de l enture à trait de Jupiter qui peut être dans certains cas placée au dessus du vide (fig 2).

L enture de continuité à mi-bois :

On la trouve souvent dans les liaison de sablières en repos sur les murs et de fausses sorties de pannes .

L enture de continuité à sifflet et à sifflet désabouté :

Elles sont généralement utilisées pour les pièces passantes (sablières sur poteaux, les pannes, les faîtages et les chevrons).

L enture à trait de Jupiter :

Emblématique assemblage de charpentier , son nom viens de sa forme en éclair de foudre , il est rarement utilisé mais toujours très esthétique en plus de reprendre les efforts de tension !
On l utilise en restauration de monuments historiques généralement .

Les assemblages à queues d arondes ,par enfourchements et à mi bois

Les assemblages par queues d arondes :

Ils sont destinés a des liaisons travaillant en tension ou en traction , ils peuvent être entures ou en perpendiculaire .(fig 1)

Les assemblages par enfourchements :

Ils sont destinés dans certains cas à des assemblages verticaux , linéaires , ou horizontaux (fig 1) .

Les assemblages à mi-bois :

On les retrouves souvent dans le colombage et le solivage (fig 2)

le moisement ou moisage

Le principe est bien connu en charpente , il consiste à jumeler deux pièces appelées "moises" enserrant une troisième ,le tout étant boulonné .
Cet appareillage est très résistant , et pratiquement toujours utilisé pour les grands entraits ,entraits retroussé , et les blochet .
Le principe révolutionna le domaine de la charpente depuis la fin du 18 eme siècle par l arrivée des sciages mécaniques et de la boulonnerie .
Attention des entailles mal considérées peuvent diminuer la résistance de la pièce ! il faudra veiller à l étude de bien agencer la structure .
La profondeur des entailles de boisage est généralement de 15 mm (lame de mètre pliant comme jauge) .

Le moisement lisse :

Le principe réside en ce que les pièces de bois sont simplement enserrées par un boulon les traversant , celui ci recevant toute la force de cisaillement .
Il doit être utilisé que dans le cadre de liaisons sans contraintes majeures (fortement déconseillé dans le treillage mécanique d une ferme) .(fig 1)

Le moisement à une entaille :

Le principe étant que les pièces passantes entre les moises ,sont plaquées dans une entaille recevant leurs profil à vif ,puis le tout traversé par des boulons de serrage , le résultat quand il est pratiqué de façon réfléchie sur les bonnes pièces est d une remarquable résistance aux compressions tout en sollicitant minimement le boulon au cisaillement .(fig 2)

Le moisement à double entailles :

C est le même principe que ci dessus , sauf que les bois passants sont eux même entaillés , leurs attribuant ainsi des arasements qui accentuent un peu plus le contrebalancement des contraintes . (fig 3)

Le double moisement :

Quand cela est nécessaire et possible , le principe fait que toute la surface de coupe d un arbalétrier peu reposer sur un mur , tout en conservant une entaille en désabout , et la possibilité d un double boulonnage . (fig 4)

Les poteaux moisés :

Comme le nom l indique , il s agit de poteaux constitués d un assemblage linéaire moisé , ils sont très solides est résistants ,
Le principe est d enserrer des entretoises de fil vertical ,et de boulonner le tout , ils sont très décoratifs en intérieur dans le style industriel à la mode en ces temps .
En extérieur , ils ne doivent servir que pour des bâtis de préférence démontables ou provisoires (ex .stand, moules support pour tailleur de pierre) , car ils sont sensibles aux intempéries (fig 6).

Les divers renforts d assemblages de charpente et les liaison métalliques

Eléments divers :

Il s agit de tout éléments bois ou métalliques visant à renforcer les assemblages ou faisant obstacles aux assemblages de pièces parallèles en friction , certains sont dévolus à la restauration ou à la modification de charpentes .
Pour en citer quelques uns , comme les étriers ,les boulons (de charpentes) ,les flasques (moises ou fers plat), les crampons (clefs en bois traversantes), les brides , équerre entaillées etc .... (fig 1).

Les assemblages par connecteurs métalliques :

Tout droit venu D Amérique il y a quelques décennies , les agents de liaisons préfabriqués métalliques ont fait leurs preuves, mais ne sont pas très aimés des charpentiers en général ,car ils ont un peu fait de l ombre à leur profession .
On appelle dans le métier ,de la "charpente de meccano" , c est très pratique mais peu esthétique !

Ils sont solides et résistant si ils sont bien considérés à leurs usages , et à condition que les supports auxquels ils sont fixés soient porteurs bien évidemment !! (fig 2-3)

ci dessous le lien des liaisons les plus utilisées

https://www.simpson.fr/product...

Ici un lien intéressant d ingénierie sur les assemblages de charpentes http://ip51.icomos.org/~flebla...

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Analyse des pièces de charpente partie 1- propriétés physiques générales et les poteaux

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, diagonales et potelets forment le réseau secondaire d’une ferme.
Puis viennent les pièces passantes ,sablières sur poteaux, les pannes, les faîtages, et enfin le chevronnage .

Nous allons présenter chacune d elles et leurs diverses conceptions , pour de la charpente traditionnelle de base !
Certaines pièces nouvelles seront abordées dans le cadre de l arêtier (ex pièces d enrayure) ou de travaux particuliers .

Ci dessous , une très belle charpente de auvent sur poteau parfaitement conçue et réalisée ,qui nous permet de visualiser presque toutes les pièces que nous allons détailler .

Notions physiques et mécaniques dans les pièces de charpente

Nous avons présenté plus haut les forces en présences dans les assemblages , ici elles sont les mêmes mais appliquées au pièces de bois en elles même !
Il faut évidemment les assimiler pour pouvoir se poser les bonnes questions dans une réalisation !

Le contrebalancement des effets seront détaillés dans un prochain chapitre lié à l étude et calculs sur une charpente .

La compression :

En charpente , deux critères Généraux nous intéresse :

la compression axiale (linéaire) sur une pièce (ex poteaux, jambes de force, ...) et perpendiculaire ou transversale sur une pièce en appuis (ex une solive, pannes, chevrons, ...)!
La compression axiale , va avoir tendance à éclater (fentes) ou plier (flambement) jusqu à la rupture une pièce sous la charge en fonction du fil du bois ,par exemple un poteau sous dimensionné (fig 1).

La compression perpendiculaire ou transversale , vas elle faire fléchir, rompre ou basculer une pièce , par exemple une solive ou un chevron sous dimensionné ou mal positionné (fig 3) .

La traction ou tension :

C est le contraire de la compression ! En charpente , deux critères Généraux nous intéresse :

La traction axiale linéaire , dans l absolu risque de rompre la pièce !
Une pièce saine ,ne rompra jamais en charpente , les capacités mécaniques en traction du bois sont énormes , par contre une pièce qui contiendrait des défauts du bois majeurs (gros nœuds, fil tranché, pourrissement, etc ..) ou des assemblages trop invasifs ,peuvent crées des faiblesses en amorce de rupture , par exemple sur un entrait (fig 2) .

La traction perpendiculaire ou transversale ,qui commet les mêmes effets que pour la compression perpendiculaire ou transversale (fig 3) .

La flexion et le fluage :

La flexion en charpente dont les causes sont expliquées ci dessus , amène à une déformation sensible sur des pièces comme les solives ,pannes, chevrons , etc ... , qui tend à les cintrer mécaniquement dans le même sens que les charges qui leurs sont appliquées (fig 4) .

la corde, représente l arête de la pièce droite initiale .
La flèche, représente la plus grande distance qui s éloigne de la corde initiale .
L arc, représente la courbure provoquée par le fléchissement .

Le fluage en charpente, est l action des charges sur une pièce pendant une durée prolongée, accentuant la déformation par flexion .

Un bois sec chargé se déformera moins qu un bois chargé humide !
Par exemple un solivage posé sec ou l on entrepose des matériaux lourds pendant un an , auras tendance a reprendre sa place !
Par contre si le solivage était en bois "vert", au bout d un mois avec la même charge de matériaux entreposés , il gardera une grande partie de la déformation de flexion auquel il aura été soumis!

Enfin dans la flexion d un porte à faux ou console , la déformation se fait sur l appuis du support en étirant les fibres au dessus de la pièce et comprimant les fibres au dessous .
Les effets sont la flexion en bascule jusqu à la rupture .

La torsion :

Il est rare en charpente de retrouver cette contrainte mécanique à évaluer sur les bois de conception d un ouvrage (ex un arbre de moulin à vent ou de roue hydraulique ) .
Par contre , il y a souvent torsion et gauchement naturel des pièces , qu il faudra agencer en considération du défaut (risques de déformations sur la structure , ou d affaiblissement d assemblages, de repos) (fig 5) .

Le glissement (cisaillement) :

En charpente ,ce qui nous intéresse, c est le glissement de deux pièces de bois l une par rapport à l autre quand une seules de leurs faces respectives sont alignées !

L effet donné par compression ou traction se nomme le cisaillement (lames de ciseaux) linéaire et perpendiculaire aux fibres , c est le cas par exemple dans le moisage lisse ,ou le travail au cisaillement peut être important et dommageable . (fig 6)

Nous allons maintenant détailler chaque pièces présentes dans une charpente depuis le sol jusqu au faîtage !

Nous étudierons : Sa définition, sa situation et sa fonction, ses contraintes , ses conceptions et assemblages ,dans le but de bien les connaitre , ce qui nous permettra plus tard de comprendre quels calculs et études nous devrons appliquer sur chacune !

Les poteaux, piliers, colonnes, potelets

Les poteaux et assimilés sont très peu abordés dans tout ce qu j ai put chercher sur le web , il s avère que c est une partie très complexe et que peux osent s y aventurer !
Je vais donc essayer de développer le sujet pour que les lecteurs puissent se poser les bonnes questions dans leurs projets .

En charpente , un poteau est une pièce de bois en position verticale de forte section carrée sur laquelle se concentre tout ou parties des forces de descente de charges depuis son sommet jusqu au sol .

Un poteau de section rectangulaire allongée ou assemblé se nomme un pilier .
un poteau de section circulaire se nomme une colonne .
un poteau de section carrée ou approchant s appelle aussi poutre .
un poteau court de section carrée, rectangulaire ,circulaire, se nomme potelet ou chandelle .

La force auquel il est majoritairement confronté est la compression .

Ci dessous quelques exemples .

Situations et fonctions générales des poteaux de charpente

Les poteaux de auvents :

Ce sont les plus connus, ils sont présents dans tous les travaux de charpentes donnant sur l extérieur "au vent" (halles, lavoirs, auvents, car-ports préau, appentis, etc ...) !
Ces poteaux doivent affronter les intempéries , c est pour cela que l on cherche toujours à les isoler du contact avec le sol , et il est préférables de les façonner en chêne .
Ils sont toujours assemblés avec les fermes dont ils reprennent les charges, et avec les sablières passantes, le tout généralement contreventés .

Les poteaux centraux :

On les trouvent généralement au centre des fermes de grandes portées, servant même parfois de poinçon !
Leurs fonctions sont surtout de soulager l entrait de ferme quand il doit supporter un solivage important (granges, bâtiments industriel ou collectif, etc ...) . On peu le dissimuler facilement dans du cloisonnement intérieur .

Les poteaux de soutènements :

Comme le nom l indiquent ils servent à soutenir généralement des entraits ou des pièces horizontales recevant une charge .

Les demi-poteaux :

Comme le nom l indique, se sont des poteaux de section rectangulaire , les petits cotés de valeur d un demi de la face .
Ils sont placés contre un mur ,pour soulager celui ci de la pression du pied de ferme ou soulager les bois du pied de ferme ! (souvent utilisé en restauration ) .

Les poteaux de colombages :

Ils sont placés comme porteurs dans l assemblage des éléments de murs à colombages (Alsace, Normandie, etc ...) , ils restent apparent en extérieurs, le poteau placé à l angle d un bâtis se nomme "poteau cornier" .

Les poteaux biais (Mansart) :

Ils sont présent dans les charpentes de types Mansart, ou ils ont un double emploi !
Ils supportent la charpente du terrasson en portique , et ils accueillent les pannes et chevrons du brisis .
La pente d un poteau biais Mansart accuse une pente entre 60° et 80° ,donné par l arc de cercle divisé du tracé initial d un comble mansardé entre le terrasson et le brisis .

Les poteaux jambages :

Ils sont destinés aux assemblages de façade des lucarnes et autres baies placées dans la toiture !

Les potelets :

Ce sont des très petits poteaux , destinés à supporter des pièces de bois horizontales comme la double sablière de coyaux, ou en demi potelet pour servir de liaison dans les blochets !

Les contraintes des poteaux de charpente

La résistance mécanique :

En premier lieu, un poteau de charpente doit être récepteur d une grande quantité de pression due au poids de la portion de toiture qui lui est destiné.
C est ce que l on appelle sa part de" descente de charge" que nous approfondirons concrètement plus tard !

Pour le situer un poteau dans un ouvrage ,sa résistance doit être égale ou de préférence supérieur en fonction de sa section, de sa longueur, de l'essence ,défauts du bois, auxquels s ajoutent des notions de physiques comme des coefficient d articulation (comment est il fixé) , de flambement (un poteau sous dimensionné ,ploie sous la charge +/- par rapport à sa longueur ).

La compression se calcule normalement en décanewton qui est l unité de force .
On a la chance d avoir le kilogramme force (kgf) à peu prés équivalent au décanewton
( 1 daN = 1,02 kgf ) ce qui simplifie un peu notre travail ,étant habitué à compter en kg et tonnes .

Dimensionnement des poteaux :

Hors calculs de bureaux d études pour des ouvrages du génie civil et les calculs très précis et assez compliqués, la partie qui nous intéresse ici ce sont les capacités attribuées aux poteaux et colonnes dans des ouvrages lambdas en charpenterie traditionnelle !

Deux catégorie de poteaux nous seront utiles , les poteaux et assimilés courts "trapus" (potelets) et les poteaux assimilés "longs"!

1/ les poteaux et colonnes courts (trapus ou potelets) , sont de sections carrées ou parallélépipédiques ,voir en colonnes de sections circulaires ou polygonales qui ont pour longueur un maximum de 5 x la longueur la plus grande de leurs sections, ou 1/4 de leurs circonférences ou facettes .
Leurs résistances mécaniques à la compression en charpente sont très grande ,car elles ne comportent pratiquement pas de "flambement" .

Exemples : Un poteau trapus de section 20 cm x 20 cm = longueur maximum =1 mètre . Un poteau de section 20 cm x 15 cm = longueur maximum 1 mètre . Une colonne de diamètre 20 cm = longueur maximum (20 cm x 3.14 /4) x 5 = 75 cm . Une colonne octogonale depuis un une section carrée = (total des largeurs de facettes/4) x 5

2/ Les poteaux longs et assimilés (colonne ou pilier) sont arbitrairement ce qui dépasse un potelet, avec des sensibilités au flambement ,qui vont générer des baisses capacités de compression .
On considère en général que le flambement doit être pris en compte à partir du moment ou la longueur d un poteau et assimilés dépassent de 10 fois la plus grande longueur de la section !

Exemples : Un poteau long de section 20 cm x 20 cm = longueur maximum sans flambement significatif =2 mètres
. Un poteau de section 20 cm x 15 cm = longueur maximum sans flambement significatif 2 mètres . Une colonne de diamètre 20 cm = longueur maximum sans flambement significatif (20 cm x 3.14 /4) x 10 = 1,57 mètres . Une colonne octogonale depuis un une section carrée = (total des largeurs de facettes/4) x 10

Ci dessous deux liens vers les eurocodes en vigueur ,pour les méthodes et formules de calculs techniques des poteaux et flambements !

http://www.geniecvl.com/calcul...
http://www.geniecvl.com/initia...

Parfois il faut calculer un poteau ,ne serai ce que pour valider sa solidité dans un ouvrage de charpente .
Toutefois il est très rare d avoir à le faire de façon très techniques avec les formules adéquat dans un projet lambda car le bois a des capacités extrêmes, et que les cas ou il dépasserait plus de 35% de la charge admissible son rares !
De plus les cas que j ai découvert au cours de ma vie professionnelle ,étaient surtout des erreurs de jugements ou de personnes Étrangères au métier de charpentier .

Exemple : Soit une charpente de auvent en chêne sur 4 poteaux de 4 mètres parfaitement répartit de 20 x 20 cm contreventés et articulés (fixé au pied et à la tète).
La vue en plan de la toiture est 9 mètres coté fermes et 8 mètres coté pannes (maxi en massif débords compris) en deux pans, accuse un poids total de descente de charge de +/-15 tonnes !
(fermes + pannes/chevrons + tuiles , lattes , sous-toiture ,et voliges de charges permanentes) + (charges temporaires ( climatiques, neige) et d exploitation (poids d une personne de 80 kg) )) au mètre carré x surface des deux pans additionnés .

15 tonnes / 4 poteaux = 3,75 t = on arrondit à 4 tonnes supportées par chacun des poteaux pour sécurité supplémentaire .

la charge admissible du chêne catégorie moyenne est de 136 bars
1 bars = 1 kg/f au cm2 , donc le chêne accepte avant rupture en bois de bout 136 kg de pression au cm 2 .

Nos poteaux on une section de 20 cm x 20 cm = 400 cm 2
Donc charge admissible maximum 400 cm2 x 136 = 54400 kg = 54,4 tonnes théoriques .

En atelier hors bureau d étude , il existe une astuce pour voir si nos poteaux sont compatibles sans flambements .(Ceci n est qu une estimation très générale sur poteaux de section carrée) .
On calcule un élancement arbitraire géométrique !
Pour cela, on estime qu il n y a pas de risque de flambement à prendre en compte, à partir du moment ou le ratio longueur du poteau et sa section ne dépasse pas 35 .

1/ Dans notre exemple 400 cm (longueur de poteau) / 20 cm = 20

20 étant inférieur à 35 , il n'y a aucuns de risque de flambement

2/ Avec un poteau de 15 cm x 15 cm d une hauteur de 8 mètres = 800 cm / 15 cm = 53,33

53,33 étant supérieur à 35% , il y aura du flambement à contrebalancer , ou augmenter les sections .

Pour notre auvent , un poteau de 20 cm x 20 cm d une auteur de 4 mètres est très largement suffisant !

Sauf que des coefficients de réduction viennent diminuer cette capacité (articulation, élancement ,flambement ,assemblages , densité des bois , défauts etc ...) et la liste est longue .
Il ne faut pas que la charge réelle d un poteau soit en moyenne supérieur à plus de 35% de la capacité maximum calculée de la pièce de bois dont il est constitué .

Pour des travaux lambda on peut évaluer logiquement le travail d un poteau sans avoir à passer par un bureau d étude !

Notre poteau évalué plus haut reçoit un poids de travail de 4 tonnes , et sachant que la valeur théorique de notre poteau 20 cm x 20 cm chêne en charge maximum admissible théorique est de 54.4 tonnes , le ratio de travail utilisé dans ce poteau n est que de (4T x 100%) / 54,4T = 7,35% , ce qui est dérisoire .

2/ Imaginons un cas illogique :
un poteau chêne de 10 cm x 10 cm x 5 m qui ne supporterais que 160 x 100 cm2 = 16 tonnes théoriques admissibles.

500 cm / 10 cm = 50 , cela dépasse les 35 donc flambement élevé avéré !! la section ne conviens pas .

(4T x 100%) /16T = 31,25 % de sollicitation .

ici on prendrais d énormes risques, le poteau ploierais sous la charge et finirait par céder !

3/ Évaluons la section de poteau minimum sans flambement :

(400 cm x 35 %) / 100 % = 140 soit une section de 14 cm x 14 cm minimum pour 4 mètres sans flambement

Charge admissible théorique 196 x (14 cm x 14 cm ) = 31,3 t

(4T x 100%) / 31,3 T = 12,7 % de sollicitation , ce qui est acceptable , par contre les appuis des assemblages , charge au vent , et autres paramétres seront eux aussi à évaluer .
Dans ce dernier cas un charpentier ne prendra pas de risques , et passera directement à des poteaux de 20 cm x 20 cm .

Enfin , dans le cadre d une étude d un projet , le plan papier ou le dessin 3d logiciel, nous démontrera visuellement si un poteau est logique ou pas dans son ensemble !
Un poteau doit être au final équilibré , voir sur évaluer si des charges futurs pourraient lui être apportées (ex solivage chargé d un atelier en plus de la couverture)
Un poteau sous évalué , sera visuellement dans le dessin pas adapté et les estimations plus haut le confirmeront !.

Si des charpentiers pros ici étaient en possessions de abaques de poteaux tout calculés récentes ou de fichier excel de calcul , j aimerais si c est possible avoir les exemples ci dessus en réel calculés pour visualiser les différences entre réel et approximations d atelier !

A chaque ouvrages de charpente son poteau !

Le but de ce pas à pas je le rappelle ici est de se poser les bonnes questions ,et d intégrer des bases de charpentes utiles dans les projets particuliers .
Le dimensionnement des poteaux est une question récurrente sur les forums , ci dessous nous allons explorer celui ci sur quelques exemples courants .
Les charpentiers adaptent les sections de poteaux à leurs ouvrages en fonction des bois standards 8 x 8 cm jusquu à 30 x 30 cm , ou ils doivent faire un débit sur liste si des configurations spéciales le demandent .

Les poteaux de 8 x 8 cm à 10 x 10 cm :

Ces sections de poteaux légers sont surtout pour des menus ouvrages du types pergolas , auvents , bûchers ,poulaillers , petite remises ou cabanes de jardin , tonnelles ,etc ..

Il faut qu il soient un minimum contreventés ,et ne doivent pas accueillir des matériaux de couvertures lourds .

Il faut veiller à bien les fixer au sol (isolé du sol) pour que des bourrasques de vents ne viennent pas abattre les constructions .

une longueur de poteau de 2.50 m doit être un maximum .

Les poteaux de 12 x 12 cm à 15 x 15 cm :

Ici nous arrivons à des poteaux d ouvrages accueillant une couverture fixe ,solide , légère .
Si il y a des tuiles , ce ne peut etre que pour des ouvrages de peu de surface .

Auvents accolés , terrasses couvertes, cars port ,abris de piscines , chalets de jardin , cabanes d enfants etc ..

Des longueurs de poteaux de 3 mètres sont possibles , et plus si accolés et fixés aux murs !
Ils doivent bien sur être contrevventés traditionnellement et articulés (assemblés) en téte et au pied (isolé du sol)

Les poteaux de 15 x 15 cm à 20 x 20 cm :

Ce sont les plus utilisés en charpentes , ils permettent de réaliser des travaux conséquents ! Ils sont destinés aux projets contenant une couverture traditionnelle sur une grande surface de toiture , (voir à supporter des aménagements de charpentes intérieurs (mezzanines , reprises d escaliers, etc ...)).

Auvents, préaux ,habitats à ossatures bois ,ateliers , petits hangars , garage , etc ...

Ils doivent obligatoirement être fixés solidement au sol ,(isoler du sol si placés en extérieurs) ,et être solidement articulés (assemblés) en tète , et comporter un contreventement en fonction .

Les poteaux de 20 x 20 cm et plus :

Ici on arrive dans le monumental , l industriel , ou le design architectural !

On doit par conséquent ici généralement faire des études et calculs techniques , au moins pour vérifier les structures .

Les configurations de poteaux ,piliers et autres que standards

Les piliers assemblés :

Dans des ouvrages qui sortent du traditionnel ,pour des raisons design architecturaux ou génie civil,les éléments porteurs sont parfois assemblés de plusieurs pièces de bois ou "moulés" en lamellé collés .
Ces éléments sont alors à étudier et à calculer en particulier (Photos 1-2-3).

Les colonnes carrées ,circulaires ,sculptée :

Ce sont à la base des poteaux , que l on façonnent sur des critères antiques pour des monuments ou de la décoration particulière.
Pour le calcul ,on part d un poteau carré ,auquel il conviens d ajouter parfois le bois en plus pour le façonnage .(Photos 4-5-6) .

Notions d articulations des poteaux

Il existe une quantité de moyens de lier les poteaux en tète et au sol , ci dessous les plus communs qui peuvent être déclinés suivant les besoins et les ouvrages (Schémas ci dessous 1-2)

Enfin un élément porteur ne doit jamais être en contact direct avec le sol ,surtout en extérieur , les deux exemples ci dessous (3-4) le prouvent .

En charpente intérieur , au sol le poteau doit être minimum fixé sur une semelle en bois dur (ex poteau de mezzanine) ou fixés avec un dé en pierre ou béton (il faut que eux même , acceptent la même charges que les poteaux vont leurs communiquer ) pour des éléments très porteurs .

A suivre , les entraits

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Analyse des pièces de charpente partie 2- Les entraits

L'entrait (ou tirant)

En terme de charpente c' est un élément d une ferme.
L entrait est une pièce de bois horizontale qui sert à réunir les arbalétriers et qui est posée à ses extrémités sur les murs extérieurs ou poteaux .
L'entrait sert à empêcher l'écartement des arbalétriers, il travaille à la traction et représente la pièce principale qui régit l équilibre des poussées obliques de la toiture les transformants en appuis verticaux ,évitant ainsi le basculement des murs vers l extérieur .

Il est appelé aussi très souvent un tirant , définissant par son seul nom sa fonction .

Situations et fonctions générales des entraits de charpente

L'entrait traditionnel :

C est le plus connus ,il se présente en une seule pièce de bois ,qui peut être forte suivant la portée , il est assemblé par tenons/mortaises associées à des embrèvements .
Il peut être autoporteur d un solivage jusque à 8 mètres à condition de le munir d un étrier à la liaison flottante au poinçon et associé à de plus fortes sections .
A plus de 8 mètres de portée , il est souhaitable qu il y ait un mur ou un poteau central de soutènement en cas de solivage porteur .

L'entrait moisé :

Très utilisé de nos jours , il permet de jumeler l entrait en deux pièces appelées moises , celles ci sont entaillées pour recevoir le poinçon, les arbalétriers et réseaux secondaires ,puis boulonnés .
Il est autoporteur jusqu à +/- 8 mètres en fonction de la destination du solivage , au delà il est préférable qu il y ait un soutien central .
Ici le poinçon n est pas flottant il est boulonné et sert de suspente . Si il est situé dans une ferme à double entrait de grande portée , on peut lui ajouter des suspentes pour le soutenir en cas de solivage depuis le faux entrait (Ferme à la Palladio) .

L’entrait retroussé ou relevé :

Il constitue pas la base du triangle de la ferme, mais il est placé un plus haut sur les arbalétriers !
C est surtout le cas quand il faut ménager un passage sous combles . Dans ce cas il peut etre assemblé par tenons/mortaises traditionnels ou le plus souvent moisé de nos jours .
Il travaille en tirant ,sauf que les pieds d arbalétriers sont un peu plus bas sur blochets ,corbeaux ou sur des semelles .

Le faux entrait :

Il est présent sur les fermes à doubles entraits ou sur blochets , il est assemblé moisé en haut de ferme comme l entrait retroussé ,reprenant les arbalétriers ainsi que le poinçon , sauf qu il travaille en compression .
Dans certains cas ,il permet de supprimer le poinçon (ex fermes à très faible pentes) .

Le tirant métallique :

Il se présente sous forme de câbles, de tiges métallique de fort diamètre ou de fers plats , repris en direct aux pieds d arbalétriers ou associé à des étriers .
Sa fonction est de s émanciper d un entrait traditionnel et être donc moins invasif ou caché dans l architecture tout en assurant le travail en traction entre les arbalétriers.
Quant il est apparent , il peut être associe à une "aiguille" suspendue depuis le poinçon pour retenir son fléchissement .

Le demi entrait :

Présent surtout dans les auvents adossé à un mur et les demi fermes d arêtiers ou fermes de croupe , il travaille aussi en tirant grâce à l agencement réfléchi des contrefiches et jambes de forces .
On peut le tailler en une pièce traditionnelle ou le moiser .

Les petits entraits :

On les situent principalement dans le cas de petite fermes de croupe "a l Alsacienne" ou dans les lucarnes .
Ils sont rarement en force de travail tirant ,mais on leurs apportes des petits arbalétriers depuis le poinçon pour les soulager .

Les contraintes et dimensionnement des entraits de charpente

La résistance mécanique :

L entrait est souvent de grande dimension dans une charpente, de plus il reprend tout le poids de la descente de charge de la toiture pour transformer la compression oblique générée en compression verticale sur les murs ou poteaux ,ce qui en fait un élément à ne surtout pas négliger dans le choix qualitatif du bois ,de sa section , des assemblages aux pieds d arbalétriers et poinçon .
Comme nous l avons déjà cité plus haut ,un entrait travaille à la traction , donc sa résistance mécanique en ce sens doit être supérieure aux poids des forces auquel il est contraint !
De plus il doit supporter le fléchissement de son propre poids en plus d éventuels solivages qui lui sont apposés .

Hors bureau d étude , les charpentiers connaissent d instinct la forte résistance en traction du bois "saint" d un entrait (minimum égale en section aux arbalétriers), ils sont généralement plus attachés à ce que cet entrait va supporter dans le temps.

Je m explique : Un entrait dans l architecture suivant l endroit ou il se trouvera placé , doit souvent en plus de son travail initial être porteur un solivage de plafond ,un solivage de plancher , ou les deux réunis !
Donc les bonnes questions que les charpentiers se posent sont surtout sa résistance en flexion en le considérant comme une grosse solive !

Nota : nous étudierons le calcul approfondis des solivages dans l étude de charpentes.

La force de traction se calcule normalement en décanewton qui est l unité de force .
On a la chance d avoir le kilogramme force (kgf) à peu prés équivalent au décanewton
( 1 daN = 1,02 kgf ) ce qui simplifie un peu notre travail ,étant habitué à compter en kg et tonnes .

les résineux en moyenne résiste en traction à +/- 180 kg par cm2
le chêne en moyenne résiste en traction à +/- 200 kg par cm2

En théorie , un entrait de section 22cm x 10 cm résiste à (22 x 10) x 180 = 39,6 tonnes maximum de traction pour du résineux et (22 x 10) x 200 = 44 tonnes maximum de traction pour du chêne .
Sachant que pour une ferme chargée lambda il arrive par les deux arbalétriers environ +/- 15 tonnes de traction ,la marge est grande .
Raisonnablement , les charpentiers augmentent leurs sections ou moisent dès qu'il y a dépassement de plus 50% de l admissible !

Dimensionnement des entraits :

1/ Pour une ferme latine traditionnelle en comble perdu (Fig 1) , on considère que l entrait (muni d un étrier au poinçon ) jusqu à 8 mètres maximum de portée doit être égal ou supérieur (si besoin) en section aux arbalétriers ! (ex . des arbalétriers de 22 cm x 10 cm ,l entrait 22cm x 10 cm) , car il n accueillera qu un solivage léger pour soutenir le plafond dessous et un plancher léger de service dessus (ramonage ,couvreur, ...)
L entrait soulagé par l étrier fixé au poinçon donne en fait l équivalent de deux solives de portée de 4 mètres .
Enfin, si cet entrait doit être chargé (remise, atelier,etc...) on augmente sa section ou on moise ,et on lui ajoute des jambes de force ou poteaux dessous !
Pour un entrait retroussé moisé ,on applique les mêmes règles .

2/ Pour une ferme à deux entraits en combles aménageables (Fig 2) , il y a un "faux entrait" qui triangule la partie haute ,et un entrait en partie basse qui travaille en traction .
Ce dernier est souvent de grande longueur (jusqu à 12 mètres), pour cette raison traditionnellement en une pièce , on augmente sa section du double des entraits (en cm2) ,et il doit être soutenu par un poteau ou un mur (parfois décalé en fonction des besoins) pourvu que la longueur entre deux points d appuis n excède pas 5 mètres .
Si toutefois on désire un libre accès libre sous la ferme , il faut lui ajouter des suspentes bois ou métalliques reprisent en dessous du faux entrait .
De nos jours , l entrait est moisé ce qui double automatiquement sa résistance ,mais on doit néanmoins respecter les point d appuis à 5 mètres maximum et augmenter les sections et le réseau secondaire (poteaux , jambes de forces ,murs ) en fonction de charges supplémentaires non domestiques .
Les suspentes Palladio (peux connues) sont très peut utilisées malgré leurs grandes qualités de raidissement et la facilités d assemblages aux moises (queues d arondes).

3/ Pour une demi ferme (fig 3) l entrait traditionnel en combles perdus (libre ou solivettes plus plafond) doit être équivalent en section à son arbalétrier ,et ne pas dépasser une portée de 5 mètres .
Si toutefois on doit le charger , il faut augmenter la section ou le moiser (voire installer un réseau secondaire poteaux ou jambes de forces) .
Jusqu à 12 mètres de portée , il doit être moisé , les sections augmentées (non porteur) , et enfin si il doit être chargé , la règle des 5 mètres entre appuis s applique par poteaux , murs , jambes ,etc ...

4/ Les tirants métalliques (fig 4) ,sont utilisés souvent en cas de modification de ferme de charpente ,principalement pour éliminer un entrait entier ou partiellement quand celui ci gène à l agencement habitable .
Ils sont en tiges métalliques , câbles , fers plats , solidement ancrés aux extrémités (plaques , sabots , etrier ,etc ...) .
Le boulonnage se fait aux extrémités , ou central suivant les besoins .
Le dimensionnement se calcul alors en rapport avec l exercice de traction aux pieds des arbalétriers .
Suivant ou on les place , ils peuvent être cachés dans le plancher , ou apparents pour des effet design .
Evidemment on ne les charges pas et parfois on leurs ajoutes des aiguilles depuis le poinçon pour éviter la flexion !!!
Pour des tes grandes fermes (portée 12 mètres), on utilise des diamètres de tiges allant jusqu à de 40 mm de diamètre , deux câbles jumelés de 20 mm de diamètre , ou deux fers plats boulonnés de 80 x 10 mm qui peuvent aussi servir à renforcer un entrait "fatigué" .

Si l entrait recoupé était en portée libre , il faut ajouter un poteau , un blochet ou un murs sous les parties restantes en plus du tirant métallique !

5/ Les petits entraits (fig 5) , pour croupes ou lucarnes sont réalisés avec des bois similaires aux pannes ,ils sont solides du fait de leurs courtes longueur ,mais on leur ajoutes généralement de petits arbalétriers cloués pour soutenir l équerrage et rejeter un peu la compression d aplomb vers les porteurs .

L illustration (fig 6) donne un petit résumé en image de dimensionnements lambda valable en un ou deux pans pour vos projets (plus que 12 mètres on passe en lamellé collés généralement) !

Les schémas ci dessous sont sans réseaux secondaires pour la lisibilité !

A chaque ouvrages de charpente son entrait !

1/ Les tout petits entraits ou en sections très fines peuvent être placé dans des cabanes ,remises de jardin ,etc ...!
On peut les assembler par vissage avec un petit embrèvement si on charge un peu le toit (couverture hors tuiles) .
Le principe d agencement des pièces reste le même que pour des gros ouvrage .
chevrons ou solivettes peuvent être utilisées sans jamais dépasser 2.50 mètres environ .
On peut s amuser en moisant et faire de jolis effet (cabane de "princesse") . (fig 1)

2/ Les entraits en porte à faux , doivent être étudiés avant de les placer dans un ouvrages , mais ils donnent de beaux résultats dans des ouvrages apparents .
On peut avoir à mettre un entrait en porte à faux dans une habitations ,dans ce cas , il faut faire coïncider la jambe de force avec le mur .(fig 2)

3/ Les entraits en lamellés collés , apportent de la solidité pour de très grandes longueurs , ils sont aussi utilisés (sur évalués) pour de la déco design (fig 3) .

4/ Les entraits en rondins bruts , sont utilisés souvent ou le résineux est rois (alpages , Vosges ,etc ...), ils demandent plus de temps à tailler car il faut tabletter les arasements d assemblages .
Leurs calculs de sections sont basés sur les surfaces circulaires évidemment !(fig 4)

5/ Les entraits en bois anciens de réemplois ,doivent être choisis judicieusement ,et scrutés pour détecter les défauts du bois cachés .
Un bois qui a cintré par flexion longue (fluage) , ne doit jamais être retourné ! (fig 5)

6/ Les entraits de tourelles , sont "noyés dans l enrayure , un seul est traversant , les autres viennent s assembler au poinçon et aux "goussets" .(fig 6)

A suivre , les arbalétriers

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Analyse des pièces de charpente partie 3- Les arbalétriers et les poinçons

L’arbalétrier

Un arbalétrier est la pièce maîtresse de bois entrant dans la composition de la ferme de toiture ou de comble. Les arbalétriers donnent l'inclinaison, la pente du toit et supportent la couverture comme les pannes sur lesquelles sont appliqués les chevrons.
L'arbalétrier s'assemble à sa partie supérieure dans le poinçon, à sa partie inférieure dans l'entrait.

Son nom vient de sa forme en arbalète.

L’arbalétrier représente la pièce de charpente ancestrale par excellence, du fait de sa position oblique destinée à recevoir une couverture à l image des perches d un tipi amérindien .
Les anciens ont très vite compris l utilité d assembler les pieds d arbalétrier dans un tirant et un poinçon au sommet pour assurer une triangulation solide .
Apres, semble t il plusieurs expérimentations techniques aux cours des siècles en passant d une logique de "chevrons arbalétriers" (fig 1) peu espacés pour arriver de nos jours à des pièces qui assurent la solidité et pérennité d une charpente en en faisant des éléments sans contraintes grâce aux fonctions réfléchies du réseau secondaire avec un minimum de matière (fig 2) .

Assimilées aux arbalétriers , il y a les noues et les arêtiers qui sont assimilés à des arbalétriers recevant les pannes en creux , parfois montés en demi ferme ou en ferme .(fig 3)

Dam
Bonjour, sur la figure 3, au fond c'est un arêtier que l'on aperçoit et non un arbalétrier, de fonction réciproque a la noue (angle saillant <=> rentrant)

Erreur de ma part sur la photo 3 ,il faut lire arêtier et non arbalétrier , excuser la confusion !

Situations et fonctions générales des arbalétriers de charpente

L arbalétrier commun :

Il est présent dans la plupart des charpentes lambda (latines) , il est assemblé au poinçon et à l entrait, il reçoit les pannes sur échantignoles sur son champ du dessus ou en liernes contre ses faces .

L arbalétrier avec entrait retroussé :

Il est similaire au précédent ,sauf que son pied est placé plus bas que l entrait sur un blochet ou une semelle.

L arbalétrier avec double entrait :

Il a la particularité de trianguler et de supporter le sommet d une grande ferme grâce au faux entrait , son pied étant lui assemblé dans l entrait ou un blochet .

Le sous arbalétrier ou double arbalétrier :

C est un arbalétrier assemblé contre l arbalétrier principal , ayant la fonction de soulager ce dernier et il évite ainsi l encombrement d un aisselier et d une jambe de force !
Il part du pied jusqu au faux entrait .

L arbalétrier de auvent (un pan) :

Il est seul sur poteaux avec jambes de force ou assemblé dans un demi entrait .

L arbalétrier autoporteur :

Généralement c est une simple pièce de bois oblique destinée à soulager des pannes longues , ou porteur constitué de bois composite (ex lamellé collé)
Parfait pour laisser un espace complètement libre , mais il doit être calculé avec soin !

"L arbalétrier" d arêtier :

Il est similaire aux autres , sauf qu il faut le tracer par art du trait pour déterminer ses mesures et son usinage.
On le trouve dans les croupes ou dans les kiosques et tourelles .
Il peut être classique avec des échantignoles et pannes reposant sur lui ,ou être taillé plus large avec un délardement ,les chevrons venant en coupes biaises clouées contre lui .
On nomme généralement seulement arêtier !!

Les chevrons-arbalétriers :

Méthode ancestrale qui consiste à réaliser plusieurs fermes peu espacées appelées autrefois ""les charpentes à « chevrons-portant-fermes »"" , leurs arbalétriers servant de chevronnage et de coyaux s il y a lieu .
Le principe fut largement repris pour la conception des fermettes dont leurs arbalétriers font aussi chevronnage .
On les perçoit aussi très souvent dans les clochers ou les tourelles .

Les arbalétriers de décharges :

On les retrouves dans les colombages ,ou les très petites fermes (croupe alsacienne ou lucarnes) , ils servent surtout à soulager et contreventer les poinçons ou potelets .

Les noues :

La noue de charpente est souvent assemblée sur un entrait et un poinçon pour former une demi ferme de noue où elle est analogue à un arêtier .

Les contraintes et dimensionnement des arbalétriers de charpente

Cette section va être assez courte , car les arbalétriers contemporains sont déchargés de la majorité des contraintes ,encore faut il qu ils soient assemblés judicieusement !

Partant du principe que les fermes de charpentes sont abouties , les arbalétriers se dimensionnent en fonction des pannes , cela permet d avoir le maximum de sections identiques dans la commande des bois .

Les arbalétriers de fermes d arêtiers et de noues , se dimensionnent au dessin d étude par art du trait en fonction de délardements ou sur-largeur pour rattraper l épaisseur des chevrons .

Quand un arbalétrier est trop "fin" en terme de section , on peut palier au sous dimensionnement en lui ajoutant un double arbalétrier pris au pied de ferme jusqu au faux entrait .

Les chevrons arbalétriers , en fonction de la tourelle ou du brisis d un comble à la Mansart , il faut faire un rapport logique en fonction de leurs longueurs ,leur sections et leurs inclinaisons .
Ex : des chevrons arbalétriers d une tourelle entre deux points d appuis espacés de 2 mètres , nous prendrons des chevrons de 8/12 cm pour une pente supérieur à 60 ° ou 6/15 a moins de 60° .
Le point de charge se calculera en portée de chevrons ou de solivage pour les ouvrages à faible pente .

Ci dessous , des schémas illustrant les positions maintenues sans contraintes majeures des arbalétriers .

A chaque ouvrage de charpente son/ses arbalétriers !

1/ Les arbalétriers de fermes anciennes :

Elles sont souvent tirés directement d un arbre in situ , c est pour cela que fréquemment on les aperçois très souvent "tordus" !
Les anciens tirait partit des bois cintrés naturellement (charpente en courbes) , ou plaçaient volontairement les bois les plus déformés en arbalétriers, car ils avaient compris que cette pièce n a "peu de contrainte" et demande que peu de points d appuis (échantignoles/pannes)!
Ils plaçaient leurs bois sur l épure en fonction des appuis utiles , puis piquaient le reste du tracé ou le bois emmène les assemblages .

Il faut tout de même respecter quelques règles en cas d ouvrages avec du bois ancien de réemplois , il ne faut jamais retourner un bois flué (fluage), et essayer au mieux de mettre en miroir deux bois "tordus" assez similaires dans une ferme , car en effet ,les arbalétrier doivent être au même niveau sur le poinçon en tète pour faire leur travail de pression correctement sans déséquilibre (fig 1) .

Il arrive parfois , que l on aperçoive un arbalétrier ou les anciens on tirés partit d un embranchement pour faire l échantignole dans la masse (fig 2) !

Quand les bois d arbalétriers sont assez larges (en plus de la largeur de panne requise au dimensionnement ) , on peut entailler les pannes au lieu de placer des échantignoles (fig 3) .

2/ Les Arbalétriers anciens autoporteurs :

Ce type "charpente à la Philibert Delorme (Architecte (1510-1570)" , on à mes yeux une saveur particulière , un sentiment de jeu de construction d enfance .

Cet Architecte , a crée en son temps un système appelé charpente à petits bois , conçues à base de pièces courtes cintrées et jumelées ensembles avec joints alternés , puis reliées en liernes et clavettes .
Ces arbalétriers supportent ensuite les voliges où sont accrochées ou clouées les ardoises ou bardeaux .
On peut aussi l intégrer dans une ferme classique .
Il est remis au gout du jours à notre époque a cause du design particulier qui le caractérise et en fait de beaux ouvrages contemporains très appréciés !
Mécaniquement à l heure actuelle , il est possible facilement de concevoir en série les pièces en dérivés du bois (contreplaqué marine) depuis la création d une niche pour le chien jusqu à son habitat .

Je pressent que cela va donner des idées aux boiseux qui ne connaissent pas !

https://www.google.fr/search?q...

3/ Les arbalétriers autoporteurs contemporains :

Ils sont généralement souvent issus de la technique du lamellé collé , on peut acheter des poutres toutes faites de plusieurs sections , ou faire faire par une entreprise spécialisée son projet .

Il serait aventureux de créer soit même sa charpente (pièces cintrées) , les techniques étant très avancées pour les gros ouvrages !

Les arbalétriers de ce genre , travaillent par leur seule force mécanique , c est pour cela qu il faut calculer leurs dimensionnements correctement. (fig 5-6)

4/ Les doubles arbalétriers :

Ils sont une alternative intéressante pour palier au manque de rigidité d une pièces faible en dimensionnement , elle peu servir aussi à éviter des pièces de renfort trop invasives dans les combles (jambes de forces) .
Enfin le principe peu servir a renforcer des arbalétriers "fatigués" !
ils doivent être contre l arbalétrier principal, ou minimum en parallèle de celui ci et contre-calé avec (fig 7)
!
Le principe en double arbalétrier est repris ponctuellement dans des grandes fermes industrielles pour supporter des grandes surfaces de toitures (ex : Supermarchés , hangars agricole , etc ...)

5/ Les arbalétriers d arêtiers ( et noues) :

Ils peuvent être taillés de plusieurs manières !

Les arbalétriers que l on voient souvent , ont une grande largeur pour pouvoir prendre les pannes sur ses faces ,plus une sur-largeur pour rattraper les chevrons !
Cela demande de grosses sections de bois à la base , mais on peut aussi contrebalancer cet inconvénient en assemblant en double arbalétriers (fig 8).
Nous pouvons aussi faire des arbalétriers d arêtiers égaux aux fermes droites , en y appliquant des échantignoles taillées en fonction du logement de rencontre des pannes .
Ce système sert aussi dans le cas des noues ou de pannes cintrées !(fig 9)

6/ ""les charpentes à « chevrons-portant-fermes »"" :

Ils sont principalement utilisés de nos jours dans les tourelles ou les clochers , ici les arbalétriers se trouvent rapprochés servant de lattis directement sur leurs champs .(fig 10)
Ce principe a été repris de façon contemporaine dans les charpente industrielle types fermettes . (fig 11)

Le poinçon

Pièce verticale d'une ferme, qui reçoit les deux arbalétriers et s'assemble au milieu de l'entrait. (Larousse)

Le poinçon de charpente tire son origine des poteaux ancestraux que l on a couper afin de libérer la surface d habitat .
Le poinçon est généralement de forte section carrée auquel viennent s assembler les autres éléments de la charpente (ferme , faîtage ,arêtiers , etc ...).
Il doit être assez solide pour travailler en tirant ,ou en compression suivant les cas , de plus accueillir divers assemblages en son sein (mortaises , entailles , boulonnages ,etc ...).

Cette pièce est présente dans une grande majorité des fermes de charpente ,faisant la liaison de l ensemble des éléments de structure principale !
Parfois le poinçon n est pas nécessaire dans certains cas comme des fermes avec très peu de pentes ,ou il serait par conséquent très réduit .

Il y a aussi des types de fermes régionales ,anciennes ou exotiques (ex les fermes crush ou cruck) ,ou les poinçons ne sont pas présent , mais on adoptés une taille particulière tout aussi solide .

Dimensionnement des poinçons :

Les poinçons , sont souvent de sections carrées en 15 x 15, 20 x 20, 25 x 25 centimètres , mais ils peuvent être de section rectangulaires dans le cas de fermes ne dépassant pas 8 mètres de portée , ou on les débite au minimum dans les même sections que les entraits et arbalétriers .
Ou encore dans le cas des demi fermes pour les accoler aux murs (fig 2).

A chaque ouvrage de charpente son poinçon !

1/ Les poinçons poteaux :

Ils servent de poinçons classiques , mais descendent jusque sol ,on les trouvent dans les très grands ouvrages généralement pour soutenir parfois plusieurs étages depuis les combles (fig 1) .
Parfois de nos jours , on en place certains pour éviter des scellements ou des assemblages trop coûteux en temps , c est moins chronophage mais moins pratique ou esthétique dans l agencement des surfaces !
Pour ce dernier cas , les bons charpentiers les évitent ,ils sont gages de méthodes pas très professionnelles !

2/ Les poinçons communs anciens :

Ceux ci ne sont plus à présenter, ils sont assemblés par tenons et mortaises dans l entrait monoxyle . Parfois chevillés (fortement déconseillé quand il travaille en tirant ) , ou avec le tenon dépassant nanti d une clef ,ou enfin avec étrier métallique (fg 2).

3/ Les poinçons suspendus :

On en aperçoit surtout dans les tourelles ou toitures en arêtiers peux pentues , ou il peut être débarrassé de l entrait car il travaille en tirant ,mais en plus il est tenus latéralement par les directions opposées des arbalétriers et contrefiches sur ses 4 cotés !
Dans des monument historiques ,il en existe de magnifiquement ouvragés et sculptés (fig 3) .

4/ Les poinçons en enrayure :

Ils sont similaires aux précédents sauf qu il sont nantis d entraits enrayés à leurs bases .(fig 4)

5/ Les demi poinçons :

On les percois dans les demi fermes ou les consoles , ils sont rectangulaires de sections et accolés au parois .(fig 5)

6/ Les autres poinçons :

Ce sont tous les bois verticaux destinés à recevoir une logique d entrait et d arbalétriers , comme les fermettes et les très petites fermes (lucarnes, croupes Alsacienne , etc ...)(fig 6)

a suivre contrefiches et jambes de force

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Analyse des pièces de charpente partie 4- Les contrefiches ,liens, jambes ,aisseliers, goussets

Contrefiches ,liens, aisseliers jambes, goussets

Maintenant que nous connaissons la composition du triangle de base de charpente (Entrait arbalétrier poinçon) ,nous allons découvrir le réseau secondaire, servant à renforcer, soulager, contreventer, ou soutenir un ouvrage de charpente.
En effet, le triangle d une ferme ne suffit pas toujours à assurer la stabilité et pérennité de l ensemble.

Les charpentiers ont au cours des siècles, ajouter des pièces réfléchies aux endroits stratégiques en toutes logiques!

Dans le langage d un atelier à l autre, ou régionalement, les dénominations de ces pièces peuvent être interprétées différemment, tout en sachant que les charpentiers savent toujours à quoi ils ont à faire !!
Le nom de base est la contrefiche, mais on mélange souvent bras, jambe, lien, aisselier, gousset, ect.
Le point commun est que ces pièces placées en obliques relient chaque fois deux pièces d un réseau primaire et/ou passant ensembles.

La définition du Larousse de la contrefiche n est pas plus précise :

Dans une ferme de charpente, lien entre l'arbalétrier et le poinçon, au droit d'une panne.
Lien de contreventement.
Barre diagonale dans un panneau de poutre en treillis.
Étai oblique.
Synonyme de jambe de force.

Nous allons plus bas essayer de caractériser un peu plus précisément les différences entres ces pièces !

ci dessous quelques exemples d illustrations de présentations .

Situations et fonctions générales des Contrefiches, liens, aisseliers, jambes, goussets de charpente

1/La contrefiche ou fiche :

La contrefiche est à la base est une pièce de charpente placée obliquement, pour soulager ou renforcer d’autres pièces, soumises à des compressions, flexion, tensions, etc, qui pourraient être déformées ou rompues .
Actuellement, la contrefiche (ou fiche) nommée reste surtout la pièce placée dans l'assemblage d une ferme reliant obliquement le poinçon à l arbalétrier, assurant à la fois la rigidité de ce dernier face au poids de la toiture et la mise en tension du poinçon qui assurera un travail d équilibre des forces de la ferme en étant placée en miroir avec une autre contrefiche.
Elle peut être seule dans le cas d une demi ferme, et assemblée à l'entrait pour produire un travail de tirant sur l'entrait depuis l arbalétrier.

2/ L aisselier :.

L'aisselier nomme une pièce de charpente oblique autour de 45° ou isocèle, droite ou courbe, qui relie généralement dans une ferme le faux entrait et l arbalétrier, servant à les soutenir, les consolider ou les soulager.
Il sert aussi à rigidifier la liaison D'angle, et à empêcher l’écartement de deux pièces assemblées .
Placé de bout contre un second aisselier lui même placé en jambe de force sur un corbeau, ils forment tut deux un berceau, ce qui préserve l'espace sous les combles tout en apportant une grande solidité à la ferme .
L'aisselier peut être placé sous un arbalétrier jusqu'au poteau ou un corbeau dans le cas par exemple d'une demi fermes sans entrait.

3/ Bras de force et/ou jambe de force :
Bras ou jambe représente la même pièce, sauf que certains charpentiers nomment la jambe de force tous bois placé au pied d une ferme destiné à recevoir l appuis total complet d une pièce sur une semelle vers le sol (dans un blochet par exemple, et un bras de force la pièce qui recevra tout l appuis d une pièce sur une autre pièce placée hors sol (exemple dans un poteau ou un corbeau (ex. console)).

4/ la jambette :

C est une petite jambe (appelée aussi potelet parfois) de force placée dans une ferme entre l arbalétrier et l' entrait destinée à recevoir en soulagement qu une "petite portion" de force à l'emplacement d'une panne au pied de ferme .

5/ le gousset :

Le gousset est une pièce générique posée horizontalement destinée à contreventer une charpente à l'intersections d entraits multiples (tourelle (enrayure) , ferme d arêtier, etc ...) .
Ce sont des bois de même sections que les entraits qui peuvent aussi avoir une double fonction en recevant en plus un entrait d'arêtier appelé "coyer".
Un gousset peut être placé aussi dans l'angle entre un entrait et une panne sablière sur poteau pour libérer la place qu un lien pourrais gêner (ex . porte de garage dans auvent)

Tous ces éléments ont une utilité mécanique véritable et peuvent produire des effet décoratif (cintrés , sculptés , tournés , multipliés , sur-dimensionnés etc ...) ) dans une charpente apparente , en aucun cas ils ne doivent être diminués ou détournés de leurs fonctions première.
Nous pouvons aisément mettre des liens postiches dans le cadre de décoration intérieure ,mais ne jamais en supprimer pour les même raisons !

Les contraintes et dimensionnements des éléments secondaires

Tous les éléments énumérés ci dessus , sont installés pour reprendre et redistribuer diverses forces, et pour cela ils se taillent chacun d une façon réfléchie pour apporter le maximum d efficacité tout en restant simple à installer en situation !
Leurs assemblages doivent être facilement démontables et re-montables sur le chantier, solides et pérennes !
Nous allons détailler les principes de bases pour les imaginer dans la réalité .

Contraintes et dimensionnement des fiches ou contrefiches :

Les contrefiches travaillent en pression depuis les arbalétriers sur le poinçon ,c est ce qui fait l équilibre parfait des forces dans une ferme .

Les règles a respecter sont :

1/ Les contrefiches doivent être assemblées toujours de façon à produire un travail de compression depuis les arbalétriers sur le poinçon ,demi-poinçon, ou sur l entrait pour que ces derniers "annulent" les forces en produisant un travail de traction ! (fig 1).

2/ Les assemblages de contrefiches doivent être en embrèvements des que l arasement est en dessous d un angle de 60° .(fig 2)

3/ Les assemblages de contrefiches, doivent être par tenons et mortaises et chevillés à tire traditionnellement , mais peuvent être liés par tires-fonds ou boulonnés pourvus que leurs appuis soient taillé en embrèvements !(fig 3-4-5-6)

4/ La section d une contrefiche doit être de la même épaisseur que son arbalétrier , et ne doit pas être inférieure en largeur à la moitié de celui ci !
Exemple : un arbalétrier de 22 x 10 cm = 11 x 10 cm minimum de section pour la contrefiche .

Contraintes et dimensionnements des aisseliers :

les aisseliers sont placés dans l alignement de la ferme , ils travaillent tantôt en compressions (ex dans un berceau) , tantôt à l arrachement (ex seul entre un faux entrait et l arbalétrier) , ou encore comme lien de contreventement (ex entre un arbalétrier sans entrait et un poteau) (fig 1) !

Les règles à respecter sont :

1/ Les aisseliers ,sont assemblés majoritairement par tenons et mortaises chevillés , il faut toujours ajouter des embrèvements , sauf en cas d aisseliers travaillant à l arrachement (ex entre un faux entrait et un arbalétrier traditionnel ) ou la liaison classique suffit à faire le travail .

2/ Un aisselier doivt toujours être placé à 45° ou de façon isocèle avec les deux pièces qu il relie, lui représentant la base du triangle .

3/ En cas de chantournement ou de dédoublement , sa section doit toujours être au minimum de la moitié de la sections des bois reliés .
Exemple : pour un arbalétrier et entrait de 22 x 10 cm de section , l aisselier doit être de minimum 11 x 10 cm quand il est droit , et on doit pouvoir tracer cette largeur dans la courbe d un aisselier cintré depuis les arasements . (fig 2)

Pour les bois en cintre naturel , leur largeur ne doit pas être en dessous de la moitié de la section de l arbalétrier et de l entrait .

Contraintes et dimensionnements des jambe ou bras de force :

Les jambes ou bras de force , travaillent exclusivement en compression, considérant que ceux ci reprennent majoritairement toute une part de descente de charge ,qu ils déchargent à leurs tours sur/dans les murs ou au sol !!

Les règles à respecter sont :

1/ Elles/Ils sont stratégiquement placés et toujours à plus de 45° pour avoir le maximum d efficacité, avec un minimum d encombrement .
Quand ils sont courbes , il est préférable de les débiter dans des pièces d origines au fil cintré naturel .
On peu leur placer une jambette pour retenir leurs flexions éventuelles .

2/ Leurs sections doivent être +/- égale au bois qu ils soutiennent, y compris dans le cas de jambes courbes , ou leur largeur de fil non tranché doit être aussi +/- égale .

3/ Les jambe de forces doivent être obligatoirement faite d assemblages ou de liaison associées à de l embrèvement (fortes charges) !
Quant il s'agit de jambes de forces "postiches" pour de la décoration , elles doivent être au moins solidement fixées dans le cas ou elles pourraient servir d accroches pour des suspensions domestiques !
Dans le doute toujours verifier leur utilité de base .

4/ Elles/ils doivent être toujours débitées dans du bois de qualité sans défauts ou vices majeurs !

5/ Ces éléments doivent toujours porter sur une semelle ou un corbeau ,car sur sol ou dans un mur ,ils peuvent être dégradés par l humidité , il vaut mieux avoir à changer la semelle ou le corbeau que changer la jambe !
Une semelle ou un corbeau ont aussi pour but d'agrandir la surface d appuis !

Contraintes et dimensionnements des lien de contreventement :

Les liens de contreventements ont pour fonction de tenir la cohésion des angles aux intersections de pièces d une charpente, il est rare qu un lien ait à supporter du poids mais il peut y aider dans certains cas ou il faut les dimensionner.
Les liens travaillent principalement à l arrachement , et en compression sur les assemblages .

Les règles à respecter sont :

1/ Les liens se posent de préférence dans une logique de 45° ou isocèle à la réunion de deux éléments pour maintenir leur équerrage !(fig 1)

2/ Les liens peuvent être fixés en simple coupe vissée pour de petits ouvrages non porteurs (pergola , cabane ou appentis à toiture légère ,etc ).

3/ Dans les ouvrages de charpente traditionnels , les assemblages doivent être à tenon/mortaise chevillés à tire , voire renforcés par embrèvements ou encore entaillés à l ancienne avec une logique de queue d aronde !

4/ Les conditions de dimensionnement des bois droits ou cintrés est similaire aux aisseliers .

5/ Les liens de contreventement ne sont jamais postiches , ils doivent être remplacés par un gousset ou tout autres moyens de contreventer si on doit les supprimer .

Les liens de contreventements sont souvent apparents , il faut les tailler avec soins pour avoir une belle esthétique finale d un ensemble , des liens mal taillés, mal placés ,mal assemblés expriment toujours un sentiment d insécurité par le visuel !

Contraintes et dimensionnements des goussets :

Hors metier de charpentiers à part entière , cette pièce est assez mal connue des gens !! Par contre , bien conçues, elles contreventent parfaitement un ouvrage, sans gêner outres mesures le passage au droit des pièces réunies .

Ils travaillent à l arrachement aux niveaux des assemblages , mais doivent aussi travailler au cisaillement par pression quand ils soutiennent une ferme d arêtier !

On trouve un/des goussets principalement dans les charpentes qui comportent des arêtiers , en effet ils servent de liens, et en plus souvent de liaison pour les "coyers" (entrait dans une demi ferme d arêtier) afin de préserver l intégrité du poinçon !
Quand il y en a plusieurs réunis autour d un poinçon , ils assemblent l enrayure (arêtiers multiples, tourelle).

Ils se placent aussi aux angles de auvents pour remplacer le lien dans le cas d un passage de porte ou de baie vitrée par exemples .

Les règles à respecter sont :

1/ Le gousset doit être de même section de préférence à l entrait quand il reçoit un coyer ,on peut aussi les faire double en jumelant deux pièces !

2/ Les goussets sont assemblés traditionnellement par tenons et mortaise chevillés à tire ou avec une clef .
Ils peuvent être vissés quand ils ne font que contreventer un ouvrage de seconde zone !
On peut aussi les assembler par entailles en queues d aronde pour faire obstacle à l arrachement si les sections de bois le permettent .

3/ Les assemblages doivent être pensés suivant la destination d un gousset et facilement assemblables sur le chantier !

4/ Des que possible , on peut renforcer les assemblages par boulonnage .

Contraintes et dimensionnements des jambettes ou potelet :

Ici les contraintes sont seulement de reprendre une "toute petite" quantité de compression, destinées surtout à rigidifier ou soulager un ensemble !

Les règles à respecter sont :

1/ les jambettes n ont pas nécessité d être avec embrèvements , par contre si elles sont taillées dans le cadre de rénovation avec impossibilité d assemblage traditionnel , il est préférable de les embrever avant de les visser ou boulonner !

2/ Il faut les dimensionner en fonction de leur utilité .

3/ Si une grande compression leurs arrivent ( au pied d une ferme par exemple) il est préférable de leurs adjoindre une jambe sous l appuis de celle ci (ex avec blochet) !

Autres systemes de contreventements et de renforcement

Bracon ou écharpe :

Pièce de bois oblique qui relie le poteau ou l arbalétrier à une panne pour en diminuer la portée et apporter du contreventement de l'ouvrage.
Il peut aussi être placé entre les pannes pour contreventer et servir d anti déversement de celles ci (fig 1).

Chaînage :

Pièce de bois longue fixée sur une série d éléments alignés (ex fermettes, panneau ossatures , coyaux etc ...) afin de les réunir linéairement (fig 2).

Colombage :

Les constructions à colombage sont bien connues , leurs pans de murs étant un treillage réfléchis de toutes les pièces de force et de contreventements réunies dans un seul plan ,puis comblées (fig 3).

Croix de St.André :

Croix de bois reliant deux éléments verticaux ou horizontaux destinés à contreventer (ex double faîtage) (fig 4)

Contreventement plein :

volige ou panneaux servant à assurer la stabilité d'un ouvrage par fixation de surface (ne doit en aucun cas constituer le contreventement principal !!) .(fig 5)

Diaphragme ou plancher travaillant :

C est le concept que le solivage soit contreventé car il sert lui même de contreventement horizontal dans son ensemble ( étage de maison a ossature bois ou tenues de murs maçonnés ) .(fig 6)

a suivre ..........

Publié Mis à jour


Discussions

sylvainlefrancomtois a publié le pas à pas "Notions de base de charpente pour L'Air du Bois".il y a 1 mois
Etienne31
 

Super idée ! Ca promet d'être instructif :)

wil68
 

Chapeau bas Monsieur, je vois avec beaucoup d'admiration, toute la passion que vous avez à transmettre sur l'Air du Bois.Vos propos sont pertinents, comme il se doit. En effet votre coup de gueule est complétement justifié, la charpente doit non seulement répondre à la pérennité de l'ouvrage, mais surtout ne pas mettre les occupants en danger. Il y a bien une différence entre faire un tuto pour un meuble en bois de palette, et la prise de risque inconsidéré. Merci encore pour le travail que vous faite pour nous.

sylvainlefrancomtois
 

merci , mais par pitié pas de monsieur !!

wil68
 

Pays serait mieux

sylvainlefrancomtois
 

@wil68 oui

Jean Galmot
 

Merci @sylvainlefrancomtois pour ces bons rappels.

Lavaud23

Bravo et merci pour ce nouveau chantier pédagogique qui promet d'être passionnant !

sylvainlefrancomtois
 

merci

Lavaud23

Ce prologue est réjouissant, c'est du "gai savoir" dans tout son éclat ! Merci beaucoup !

Lavaud23

Bonsoir Sylvain,
Je t'envoie pour tes archives quelques photos prises sous la charpente du château de Saint-Fargeau dans l'yonne, laquelle se visite. Merci de nous entrainer dans cette nouvelle aventure passionnante de la charpente et bravo pour vos qualités de pédagogue.
Bien cordialement.

sylvainlefrancomtois
 

wahou merci c est superbe !! et c est pas loin de Guédelon !!😉😉

Lavaud23

Effectivement, d'ailleurs la voici ainsi que celle de l'Hôtel Dieu de Tonnerre à l'occasion de l'exposition Arthus-Bertrand en 2016.

Lavaud23

Et celle d'un château Creusois resté dans son jus pour la charpente principale et restaurée récemment pour la tour d'escalier.

Lavaud23

…les photos promises…

sylvainlefrancomtois
 

superbe !! ce sont toutes des fermes en berceau , est un détail d enrayure !

kajmed
 

Encore un virus vite attrapé, merci Sylvain !!

sylvainlefrancomtois
 

c est de ta faute !!! mais quand on aime .............

kajmed
 

c'est cool!!

niconathy
 

Alors les amoureux, ça roucoule... 😂😂😂 😘😘❤️❤️🤩🤩🍾🎂🎉🤪😇😜
Merci Sylvain, mon projet de stand modelisme a été mis de côté le temps de trouver un terrain d’entente avec la mairie. L’autorisation est prévue pour cet été, tu tombes à pic. ❤️❤️ Fait gaffe, moi aussi je vais tomber amoureux, ah mince, c’est déjà fait, j’ai pris le virus de ton travail. 😘☺️😉

sylvainlefrancomtois
 

@niconathy amoureux du bois , sinon chez nous il y ce qu il faut ;)

kajmed
 

@niconathy t'a mis toute la collection et vive les morceaux de bois !

niconathy
 

J’en ai oublié un ou deux: 💍👰🏼🤵🏼
Ok je ➡️

kajmed
 

J'ai enlevé le coup de cœur par mégarde, je m'empresse de le remettre. Pour moi la figure 3 va bien 😉

QuentinD

Je salue l'idée ! Merci beaucoup Sylvain, j'ai hâte de lire la suite !

ced21

encore un sujet passionnant à suivre!

sylvainlefrancomtois
 

;)

Rascal
 

Merci à toi pour le partage!
As tu eu mon mp te demandant quelques renseignement à ce sujet?
Cordialement

sylvainlefrancomtois
 

merci , non pas de mp !

Rascal
 

Ah? tant pis! du coup tu as croisé ma question première!

J'attendrais donc, avec impatience, la suite de ton article!

Merci encore

sylvainlefrancomtois
 

@rascal la question était ???

titimaster
 

Miles mercis ! Vivement la suite

sylvainlefrancomtois
 

de rien

Tchoutch22
 

Super, un nouveau pas à pas qui s'annonce passionnant !!! Va falloir penser à publier des bouquins ! Sinon, tu as des exemples précis de choses à ne pas faire ? Ca pourrait être intéressant d'ajouter une partie bêtisier, pour connaitre les erreurs à ne pas reproduire...

sylvainlefrancomtois
 

le bêtisier c est prévu !

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Notions physiques , mécaniques et géométriques de bases appliquées en charpente".il y a 1 mois
TyCoat

Merci Monsieur Sylvain, c'est limpide, simple et clair. Tous mes encouragements, j'ai hâte d'en savoir plus.

Ty Coat

sylvainlefrancomtois
 

merci

Kentaro
 

A mon sens, en ce qui concerne les jambes de force en diagonale (fig 2), si les assemblage sont bien faits (par exemple tenon/mortaise et cheville), on a alors de vrais triangles. Or, un triangle est indéformable par nature. Dans ce cas, l'ensemble de la structure est indéformable, et la poutre horizontale ne peut pas plier. Si cette poutre plie, c'est qu'il y a des défauts dans les assemblages, et que l'on n'a pas de vrais triangles, qui alors se déformeront et pousseront la poutre horizontale à plier. Mais ce n'est pas un problème de choix de structure. Si les triangles ne se déforment pas, rien ne peut bouger.

A l'inverse, la fig 3 me semble beaucoup moins bien triangulée. Les deux supports en bas forment un triangle très plat. Or, plus un triangle est plat, plus il est facile de le déformer s'il est un tant soit peu mal réalisé. Donc, dans ce cas, le poids du toit est plus facilement transmis à la poutre horizontale. De plus, le pieds central vertical n'est triangulé que sur le haut. La encore, c'est la poutre horizontale qui le supporte.

Bref, "2" ou "3" , cela peut se discuter... On a fait plein de ponts avec des structures constituées de simples vrais triangles (comme la figure 2) , et ces ponts ont tenu.

sylvainlefrancomtois
 

si tu fais l erreur chez les compagnons tu as 0 pointé sur ton dessin !! et je pense pas qu ils aient beaucoup à apprendre !

ceci dit ,je l ai précisé qu il n y a pas de risques majeurs dans cet appareillage . Imagine quand même quelques tonnes de neige mouillée sur le toit ;) !!!!

Kentaro
 

Sylvain, je ne suis pas ingénieur en structures, mais j'ai quelques notions... Et j'ai un certain sens de ces choses là...

Personnellement, je ne crois pas qu'il y a des "erreurs" et des "0 pointés" dans l'absolu. Et surtout, je n'ai jamais cru dans l'"argument d'autorité": Ce n'est pas parce que le monsieur est "compagnon", et qu'il a répété ce que les générations d'avant on fait, qu'il a par nature raison... :)

Je suis du genre "ptit con" ;) J'aime bien questionner les choses, sortir des boites logiques, et surtout, ne jamais accepter un argument parce que le monsieur est censé "savoir".

Je n'aurais jamais pu être compagnon... ;)

Je me permets donc de maintenir mon commentaire:

  • la fig 2 est constituée de vraies triangulations, qui sont par nature indéformables. Si elle est bien réalisée, elle ne bougera pas.

Bien sur, il faut qu'elle soit bien réalisée.

  • La fig 3 est une triangulation imparfaite. Par nature, elle peut se déformer plus facilement. En fait, dans ce cas, les triangulations n'agissent pas vraiment comme des triangulations, mais plutôt comme si on avait doublé les sections des poutres.
titimaster
 

L'argument du triangle indéformable n'est suffisant qu'avec le postulat que la matière est indéformable.

En l'occurrence, à ce que je comprends, Sylvain parle des forces de compression appliquées sur les ablaletriers qui pourraient les faire fléchir vers le bas (forces dépendantes de la pente du toit soit dit en passant)

Ça n'est donc pas du tout un problème de contreventement, mais plutôt de charge admissible. Ce qui peut être réglé soit par l'utilisation de plus fortes sections de bois, soit par des jambes de force.

En l'occurrence, j'imagine que si le choix à été fait d'utiliser des jambes de force, je ne pense pas que ce soit juste pour se faire plaisir avec des assemblages 😉

Après, peut-être cette précision manque-t-elle dans les explications

Toutenbois
 

je me faisais exactement la même remarque, un triangle est indéformable mais si l'une de ses partie fléchie, la conséquence est la même que de raccourcir l'un de ses coté et le "triangle" se déforme.
Du coup la fig 3 à l'avantage de diminuer les portées et donc les risques de fléchissement ...

gatien

J'ai exactement la même lecture. Le triangle est par nature indéformable si et seulement si ces éléments les sont aussi. Or le bois vis, travaille, se déforme, et fléchit sous les pressions. plus une portée est longue, plus ces déformations vont être importante, et plus l'effort de levier du a la compression dans le milieu sera importante. Après selon le dimensionnement de la poutre horizontale, le poids à supporter, et surtout la portée de la poutre, la solution 2 est très valable. (enfin je pense).

sylvainlefrancomtois
 

@gatien fait l expérience !!

Kentaro
 

De la déformation des triangles:

Le triangle est par nature indéformable, même avec des poutres qui seraient déformables. La seule chose importante, c'est que ce soient de vrais triangles, et de vraies jonctions. Elles doivent être parfaites, c'est-à dire, sans jeu. S'il y a du jeu, le triangle se déforme.

Les contraintes sur les poutres en triangle ne sont pas des contraintes de déformations, flambement, etc, mais de tension/compression. Il suffit alors d'avoir des poutres qui acceptent les contraintes de tension/compression.

C'est ce qui fait que l'on peut faire des structures, bois ou métalliques, des ponts, des grues, des charpentes très longues, etc, alors que les sections des poutres utilisées sont bien inférieures à ce que l'on devrait mettre si on prenait la notion de "poids" supporté par chacune des poutres (qui elle, est liée à la notion de "flambement".

C'est toute la magie des structures triangulées modernes, depuis Eiffel, jusqu'au Pont de Millau, qui donnent l'impression de ne pas pouvoir tenir debout...

Par exemple, dans la figure 2, l'entrait fonctionne en tension. Toutes les forces contribuent à l'allonger. Pas à le déformer. On pourrait même mettre un câble à la place de la poutre, si ce câble est fait de telle sorte qu'il ne s'allonge pas...

Je sais, tout cela peut être assez contre-intuitif, et pourtant, c'est ainsi que cela fonctionne et c'est avec ces principes que les ingénieurs en structure travaillent. Cela leur permet de réaliser des structures modernes que jamais on n'aurait pu faire auparavant.

sylvainlefrancomtois
 

@kentaro parce qu ils travail toujours en tirant !! exemple les pont suspendus !

ici il n est question que de bois !!

Kentaro
 

en effet! Disons qu'il y a des pièces qui fonctionnent en tirant (tension), et d'autres en compression.

sylvainlefrancomtois
 

@toutenbois complètement , et la majorité de l agencement travail en tirant !

sylvainlefrancomtois
 

@gatien j ai ajouté il y a quelques temps la 2bis qui est la bonne configuration (latine) pour plus de lisibilité !

sylvainlefrancomtois
 

hello les contrefiches doivent toujours être assemblées dans le poinçon et non sur l entrait se sont des règles de base que l on apprend les premiers jours en charpente !

je te met au defi de faire deux maquette (fig 1 et 2) ,de les poser sur cales simulant les murs ,et d y descendre un poids dessus , nous verrons ce qui se passe !

Remettre en cause les compagnons , relève du sacrilège!! ils ont tout inventés y compris l art du trait de charpente reconnu patrimoine culturel !!

questionner ,oui la curiosité est bénéfique ,mettre en cause le savoir faire des maîtres(que je ne suis pas) non !!

la triangulation de charpente travaille en tirant !! attention aux confusions !

Rascal
 

Effectivement, si les contre fiches sont assemblées sur les poincons, en cas de charge importantes, l'ensemble arbaletriers/contrefiches pousse l'entrait vers le bas.

Dans le cas où les contre fiches sont assemblées sur le poincon et en face l'une de l'autre, elles se repoussent l'une et l'autre. Du coup les forces s'annulent.

J'ai tout bon?

sylvainlefrancomtois
 

@rascal ??? ta première phrase pose problème tu voulais dire entrait ??

Si les contrefiches sont assemblées sur le poinçon , elles tirent celui vers le bas ,mais comme les arbalétriers enserrent le poinçon au sommet ,il ne font que rediriger les forces sur l oblique ,vois tu ??

titimaster
 

@sylvainlefrancomtois ,le chapitre "taille de la charpente", c'est quoi ? Son dimensionnement ?

Rascal
 

Bonjour

c'est sa fabrication, du verbe Tailler

Cordialement

sylvainlefrancomtois
 

oui c est cela (langage professionnel) tailler !

copeau

Bonjour, en charpente comme ailleurs la connaissance du vocabulaire est une étape importante dans l'apprentissage, quelques termes sont expliqués sur:https://lesdeuxours.fr/le-blog/

sylvainlefrancomtois
 

@copeau j y viendrais rapidement !!

JMA
 

Merci pour ce post, et merci aussi pour le coup de gueule.
Je pensais être le seul à râler dans mon coin, mais je vois que je ne suis pas le seul...
Certains publient notamment sur youtube, beaucoup de choses, qui n'ont pas vraiment d'interêt, et pourtant ils ont des milliers de vues et d'abonnés... bientôt ils vont publier le moment ou ils vont aller "pisser"!!!
Pour revenir à ce post, encore un grand merci, même si je sais un peu travailler le bois, et sais construire un meuble, je ne me lancerai jamais dans la construction d'une charpente, quelle que soit sa taille sans prendre conseils auprès d'un professionnel, professionnel comme toi, sans vouloir te jeter des fleurs!
Se lancer dans de tels travaux, sans connaissances relève de l'inconscience!!!
Continue comme ça!!!
Cordialement.

sylvainlefrancomtois
 

merci

Kentaro
 

Cher Sylvain, il ne faut pas s'énerver... :) On discute, c'est le propre de ce genre de forum.

Je ne dis pas que le savoir-faire et l'expérience des Compagnons, c'est n'importe quoi. Mais par principe, je ne sais pas ce que c'est qu'un "Maître"... ;) . C'est mon coté cartésien, "je doute, donc, je suis..." ;) . C'est comme cela que l'on m'a formé à l'école.

Simplement, il me semble que l'analyse que tu fais peut se discuter. Une charpente, comme toute structure triangulée est soumise à des forces de compression et de tension. Par exemple, dans une ferme, la poutre horizontale entre les murs travaille en tension, pas en compression.

Seules de vraies triangulations peuvent assurer une rigidité maximale à une structure. Et la figure 3 ne comporte pas de vraies triangulations. Elle n'est pas nécessairement mauvaise, mais elle n'apporte pas de réelle amélioration par rapport à la fig 2.

Fais un tour sur google, "ferme de charpente", tu verras quand même une très très grande majorité de fermes basées sur la fig 2... Les gens qui les montrent, les artisans et les entreprises qui les font sont-elles des débutants ou des ignares ? Peut-être... Mais en tout cas, y en a vraiment beaucoup... :)

Dans le cas où on a quelque chose ressemblant à la figure 3, avec des jambes de force sur le coté, c'est surtout quand on veut avoir de la place au milieu (dans ce cas, le poinçon est réduit à sa partie supérieure avec un faux-entrait).

sylvainlefrancomtois
 

hello , il ne faut pas se focaliser sur les schéma de ce premier article , qui a pour but d expliquer seulement la physique de base , plus tard je vais entrer dans le vif du sujet et tu verras plus clair dans les explications !

pour partie tu as raison , la jambe de force est plutôt utilisée dans le cas d entrait retroussé , dans le cas d une ferme latine on parle plutôt de jambette qui doit rattraper les derniers fléchissements .

Les assemblages , les bois , etc ... ont tous un but convergeant vers la solidité sans faille des travaux de charpente , et une ferme doit remplacer un pignon ce n est pas rien !!

mais bon tout ceci sera expliqué

Kentaro
 

Ok, merci! En tout cas, c'est très intéressant, merci pour tout ce travail!

Kentaro
 

En ce qui concerne le fait de relier les contrefiches au poinçon, plutôt que sur l'entrait, oui bien sur, car sinon cela fragiliserait l'entrait et la pression doit être sur le poinçon, de chaque coté, de manière à ce que les pressions de chaque coté s'annulent.

Mais c'est une autre question et il ne faut pas mélanger.

Donc, pour être plus clair, ok, la fig 2 n'est pas parfaite car les contrefiches s'appuient sur l'entrait, mais le fait d'avoir des contrefiches en diagonales reliées au poinçon ne me semble pas rédhibitoire et sur ce point, elle me semble plus efficace que la figure 3.

sylvainlefrancomtois
 

encore une fois ce n est que des schema pour expliquer les forces , suivants les cas l agencement géométrique d une fermes s adapte !

Nicoel
 

Hello,

Un grand merci pour ce tutoriel qui permet d'entrer de façon pédagogique dans un domaine où on peut avoir l'impression qu'il suffit de trois bouts de bois pour faire un toit.

Tout à fait dans le timing puisque Madame m'a demandé une (modeste) cabane de jardin !

Permet aussi de mieux visualiser et apprécier les magnifiques charpentes que l'on voit dans les monuments anciens ou modernes.

Je suis arrivé aux figures incriminées et partage le fonctionnement mental de Kentaro, Aïe !

Mais je n'entre pas plus dans cette discussion pointue et dépourvue de smileys... chat échaudé... ;-)

La suite, vite ?!

sylvainlefrancomtois
 

je suis menuisier , et quand j ai embauché chez "maître jacques" en charpente , nous avons eu beaucoup de conversations dans ce genre , la logique en charpente est souvent illogique aux novices !!

sylvainlefrancomtois
 

Bon je vois que ce débat suscite de l intérêt , je vais mettre tous le monde d accord !

Voici deux structures de ferme latine standard , tout avec les mêmes sections .

laquelle des deux s écroulera en premier ??

vous pouvez faire les maquettes (assemblages remplacés par des mors d âne et vissés) avec des lattes (bien de fil et sans nœud) et éprouver l ensemble avec un serre joint au sommet .

Kentaro
 

Ah c'est pas bien, ça... ;) Pour la 2, on a dit qu'il fallait les contrefiches s'appuyant sur le poinçon. On est d'accord la-dessus. Il faut donc comparer la 1 avec une 2 modifiée avec contrefiches s'appuyant sur le poinçon.

sylvainlefrancomtois
 

De ma propre expérience , beaucoup font l erreur de construire comme la 2 , et ici c est 0 pointé en dessin de charpente !! ;)

sylvainlefrancomtois
 

j ajoute que ce que tu dit est vrais , la 2 avec les contrefiches sur le poinçon est tout a fait viable , les jambettes sont ajoutées en cas de grande portées pour recevoir le dernier fléchissement !!

Kentaro
 

Ah ben alors, on est d'accord depuis le début! :)

sylvainlefrancomtois
 

@kentaro je te cite "la fig 2 est constituée de vraies triangulations, qui sont par nature indéformables. Si elle est bien réalisée, elle ne bougera pas."

c est ici que le débat à commencé , tu précises bien réalisée ,mais pas que tu assemblerais les contrefiches dans le poinçon !

Tchoutch22
 

C'est vraiment du petit lait ce post, ça m'éclaire beaucoup sur le principe de triangulation, qui est plus complexe qu'il n'y parait. Les commentaires aident aussi à comprendre en suscitant la réflexion ! Merci beaucoup !

sylvainlefrancomtois
 

de rien c est un plaisir pour moi

JPF66

Bonjour Sylvain,
Très bonne idée que cette "vulgarisation" que j'attendais également. La méthode est simple, détaillée avec de solides appuis.
J'attends la suite avec impatience.
Jean-Pierre,

sylvainlefrancomtois
 

moi aussi ;)

Tullagh

Très beau travail utile bien documenté, merci beaucoup
Tullagh

sylvainlefrancomtois
 

de rien ;)

Kentaro
 

Bon, ben en fait, je sais pourquoi j'ai réagi un peu vivement au commentaire de Sylvain sur les "débutants" qui font des charpentes comme la figure 2... ;)

En fait, le bel hangar de mon grand-père est construit comme cela, avec un était de 5 m de long, un poinçon central, et deux contrefiches en diagonale (mais s'appuyant sur le poinçon). Cet hangar a près de 100 ans. Il a été démonté (il suffit d'enlever les grosses chevilles qui dépassent), déménagé et reconstruit à l'identique par mon père il y a 50 ans. Il n'a pas bougé depuis. Les étaits supportent de plus des plots entiers de bois, rangés la-haut je ne sais même pas comment... Rien n'a plié... :)

Mon grand père n'était pas charpentier, mais modeleur. Mais il avait quelques copains bons charpentiers (dans la mine voisine, il fallait savoir faire de bonnes charpentes...).

Nicoel
 

Impulsivité et nature rebelle de la jeunesse... je connais et compatis !

On se calme, on s'assoit et on écoute les Anciens ;-)

Bref, la suite ?

sylvainlefrancomtois
 

ça vient ça vient !!! :)

sanglier
 

poinçon toujours tendu par la poussée des contrefiches et soutient la flexion naturelle de l'entrait
parfois un tirant metal à lanterne soutenu par une "aiguille" au poinçon au niveau des blochets dans les fermes sur poteaux

sylvainlefrancomtois
 

+1

kajmed
 

Gros débat, ce sujet suscite un grand intérêt et c'est super, j'apprends avec les articles et aussi avec les commentaires, bravo Sylvain!

sylvainlefrancomtois
 

;) y a du boulot !! et ils m ont mis la pression !! mais bon j aime ça !

niconathy
 

Hello les boiseux!
Je me permets une petite intrusion dans la discution.
J’ai réalisé il y a une bonne dizaine d’années la cabane des gamins. À cette époque aucune formation dans le bois, juste envie de faire. Je me souviens avoir regardé quelques photos sur le net. J’avais plus envie de reproduire pour « jouer »au grand (Charpentier) que de faire un vrai travail de charpentier. Pour cette cabane j’ai réalisé 3 fermes avec des chevrons récupérés dans le transport. J’avais aussi dans l’idee De poser des tuiles sur le toit. Un copain avec sa belle charpente tradi dans le garage, m’a permis également de comprendre le fonctionnement. Étant lui même en auto construction (sauf la charpente), et très curieux , il avait pris un max de renseignements sur cette œuvre d’art.
Bref, avec le recule je me dis que j’ai chercher finalement à bien faire, mais sans vraiment de calcul, ni conscience des risques encourus par mes marmots. Si j’avais posé mes tuiles (1 tonne), la structure de la cabane aurait elle tenue? Pas si sûr. Si les fermes étaient bien faites (@sylvainlefrancomtois je compte sur tes lumières) la qualité des morceaux choisis était elle a la hauteur (noeud par exemple).
Il est très clair pour moi que chaque corps de métier nécessite un apprentissage pour connaître certaines bases importantes. Outre les centres de formation, les bouquins sont très utiles, et beaucoup plus sur que you tube. Avant de faire sa propre soupe, apprendre celle des anciens avec leurs astuces permet ´ selon moi , d’avoir des bases solides pour faire ses propres expériences.
Merci sylvain pour tout ce travail de connaissance partagée. Vivement qu’on te retrouve en librairie.

sylvainlefrancomtois
 

correction :😂

La recherche générale est correct, ça à tenu ;) et j ai vu bien pire !!
Pour des tuiles , c est effectivement un peu léger il aurait fallut quelques améliorations :
Pour les assemblages, dans le cas ou tu visses , il est préférable de faire des embrèvements (mors d âne en menuiserie ) avec désabout en pression .
Les fermes en bastaings 63/150 préférable!
La ferme et le portique devraient être un seul ensemble .
Des jambettes manquent sous l arbalétrier qui rejoignent l alignement des contrefiches sur les poteaux ,et ainsi soutenir le poids de panne intermédiaire .
Les chantignoles un peu raides !
La sablière normalement verticale avec délardement !

Sinon en finition , on fait des pentes aux sorties de pannes ,et on casse les arêtes avec un rabot à main et beaucoup de fer en une passe !

11/20 pour une première !!

niconathy
 

Merci pour ce retour.
Alors je vais argumenter mes choix, tout en sachant que j’ai tord.
La section, faire avec ce que l’on a, et je me suis posé la question d’une section plus grande. Je trouvais l’esthétique lourd au vu de la dimension de la ferme (3 mètres).
Pour les assemblages, tout est cloué. Pour les mors d’âne , juste la flemme, et je me suis dit vu les dimensions, c’est bien bon. Mia culpa... une grosse semaine par ferme et tout à la main.
La ferme et le portique d’un seul tenant, je voyais pas comment faire. Sûrement par ce que mes sections sont trop petites.
Pour le reste manque d’expérience et de compréhension des positionnemenos, ça va venir.
Petit truc non visible, le poinçon a un tenon qui coulisse dans une mortaise dans la poutre horizontale.

Merci pour ton retour très instructif.

sylvainlefrancomtois
 

@niconathy sinon la logique était là et ça ne c est pas écroulé ;)

niconathy
 

Merci @sylvainlefrancomtois , je suis effectivement content de moi par la tenue dans le temps.

gavial
 

Je t'affole de tes tutos!

gavial
 

raffole plutôt !😁

sylvainlefrancomtois
 

merci

regisF

@sylvainlefrancomtois : Merci pour cet article. J'attends la suite avec impatience.

@Kentaro : moi, j'aime bien les p'tits cons :-) ... mais je doute "qu'un vrai" triangle parfaitement réalisé ait existé un jour. D'où l'intérêt de faire des structures réelles et d'appliquer des méthodes ayant fait leurs preuves ... surtout pour habiter dessous.En plus, on travaille du bois ici et le bois est une matière vivante qui bouge, cela implique surement de s'écarter des théories issues des études de résistance des matériaux.
Après, personne n'interdit d'explorer les choses par soi même (au contraire !), mais perso, je choisis les bases forgées par le compagnonnage pour ça.
Amicalement
Regis

sylvainlefrancomtois
 

+1 perso je disais à mes apprentis "le jour ou tu maîtriseras, tu pourras t éclater ,expérimenter et inventer ! en attendant apprend et ce jour viendra !"

Nicoel
 

Tout le monde ne fonctionne pas selon ce mode qui a tendance à brider l'enthousiasme et la créativité, à décourager certains élèves et engendre in fine une répétition monotone. Sans parler de la manière de certains "maîtres", dénués de pédagogie (on en a tous connus...).

De nombreux créateurs, et pas des moindres, sont autodidactes et procèdent par essai/erreur, au prix d'un temps allongé mais avec le bénéfice de résultats différents et innovants.

Les premiers hommes à s'essayer à réaliser une charpente n'avaient pas de référentiel et ont sans doute reçu des poutres sur la tête, faisant rire leurs voisins, tout contents dans leur hutte de paille ou dans leur tente !

Évidemment, il y a des basiques : gestes à maîtriser (travail personnel), connaissances primaires (expérience collective), sécurité, comme dans le cas présent.

Mais bon, on cause on cause... La suite ?!

kajmed
 

L'empirisme est une chose ! Quand on a coupé un morceau de bois trop long, on le coupe plus court, pas de bol il est trop court ! On en fait un autre en sachant que la vérité se trouve entre les deux ! C'est là que l'apprentissage est utile fait gagner du temps et pas seulement ! Les plus grands (que je ne suis pas) ont appris, avant de tordre les règles à leur guise en connaissance de cause pour ne pas jouer à l'apprenti sorcier !

sylvainlefrancomtois
 

@kajmed ++1

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Physionomie générale et termes courants de charpente".il y a 1 mois
kajmed
 

En bon menuisier: avec l'étrier métallique, j'aurais fait joindre les arasements, mais si j'ai bien compris c'est pour éviter de pousser les murs en cas de forte charge?

sylvainlefrancomtois
 

hello Jacky en traditionnel , l entrait est Massif ,on à l habitude de laisser l assemblage flottant pour pouvoir travailler plus le poinçon en tension en hiver (neige) . l étrier lui retient par suspension l entrait en position "naturelle" l assemblage n étant pas chevillé ,pour éviter sa flexion dans le temps (propre poids , plafond suspendu ,et parfois plancher même si c est un comble perdu) .
Dans des petites fermes , on le chevillait quant même (ex portée de 4 mètres) !
Par contre dans le cas d une latine avec un entrait moisé , on assemble avec arasement fixe , le tenon boulonné dans entre les moises .

Gcloarec

Bon je dois faire ma charpente cet hiver avec un ancien charpentier ça m'évitera d'avoir l'air de rien savoir ce tuto ! Et c'est passionant merci !

sylvainlefrancomtois
 

de rien ;)

Niouniou
 

Merci Sylvain, et plein de courage pour la suite, c'est très intéressant !

sylvainlefrancomtois
 

merci

Nicoel
 

Viens de lire la suite, ça se complique mais reste accessible et progressif, merci !

Attention à ce petit détail "graphique" : dans quelques illustrations, la texture grise choisie pour certaines pièces de bois pourrait laisser penser à un sens de fil du bois incorrect.

sylvainlefrancomtois
 

C est pas faux !! merci de l avoir précisé ;)

sylvainlefrancomtois
 

A tous , j inclus dans le texte du pas à pas les remarques pertinentes qui pourraient aider à la compréhension (comme celle ci dessus) en nomment l auteur de la réflexion !

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Différents types de fermes en charpente".il y a 1 mois
kajmed
 

Voici les photos d'une ancienne usine (mon terrain de jeu quand j'étais enfant).
Donc c'est une charpente avec fermes à la Palladio , sur blochets et plus encore.

sylvainlefrancomtois
 

hello , oui en Palladio mais pas de blochets ,mais en réseau secondaire un portique sur un entrait apparenté mansard , le tout destiné à recevoir un coyau (changement de pente sur le pan) !vois tu ?

Toutes les combinaisons sont possible en charpente , le but ultime étant toujours la solidité et pérennité dans le temps !!

camema
 

Je découvre et c'est genial! Merci beaucoup @sylvainlefrancomtois

sylvainlefrancomtois
 

de rien ;)

Claude31
 

Un grand merci pour ce pas à pas qui arrive presque au bon moment.
Claude

sylvainlefrancomtois
 

pas de quoi ;)

racm terroff

Cher Sylvain, cher Kentaro, Monsieur LUIGI CREMONA devrait vous mettre d'accord. Je vous invite à potasser sa méthode.
Par ailleurs dans vos dialogues J'attends avec impatience vos théories sur les descentes de charges, les poutres au vent et autres palées de stabilité......

sylvainlefrancomtois
 

hello je ne suis pas ingénieur en construction bois même si je connais le principe de l épure de Cremona et Les descentes de charges ,je ne maîtrise pas tout !
Le schéma méthode graphique Crémona est d ailleurs plus haut même si je ne l ai pas mentionné en tant que tel !
J aborderais les calculs de charpente principaux à faire dans le chapitre de l étude !

le but de ce pas à pas ,ce n est pas de faire un traité (je ne suis pas diplômé pour cela je l ai présenté en introduction) mais de rappeler des notions de bases de charpente pour que les gens se pose les bonnes questions .

Les poutres au vent et autres palées de stabilité , bêtement on appelle cela contreventement .

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Les différents assemblages de charpente .".il y a 1 mois
niconathy
 

Tu tombes à pic, je viens de finir mon livre de chevet... je vais sûrement mettre plus de temps pour lire et surtout assimiler que toi pour nous décrire ces détails. C’est comme pour les escaliers, je crépite à la lecture. Encore un ❤️

kajmed
 

Je regarde tout ça sérieusement, je m'instruis!

Gcloarec

Tenons/mortaise de 30 mm d'épaisseur... tout le temps meme sur des sections plus importantes ?

sylvainlefrancomtois
 

oui en général , cela est suffisant car un tenon/mortaise de charpente est seulement une liaison et ne doit pas "travailler" c est l embrèvement qui doit le faire !
on peut par exemple faire une charpente sans tenon ni mortaise ,auquel cas ce sont des boulons qui lient ,et eux même ne doivent pas avoir à travailler au cisaillement !
Tout l art du charpentier est là !

Par contre dans d autres travaux monumentaux , ils faut parfois faire des tenons doubles ,ou plus épais , mais jamais plus du 1/3 de l épaisseur du bois ;)

les charpentiers ici préstent corrigeront si je dit des erreurs !

Gcloarec

ça se tiens comme logique, très différente de celle de la menuiserie... Mais c'était annoncé au début : menuisiers oublié ce que vous savez xD

sylvainlefrancomtois
 

@gcloarec personnellement , quand j ai embauché chez un charpentier ,c est ce qui m a été le plus difficile ! mais on y arrive vite il suffit de cloisonner son esprit .
La seule chose vraiment en commun c est le domaine de l escalier ;)

Nicoel
 

@sylvainlefrancomtois

Donc les fermes modernes standard dont les pièces tiennent par des plaques métalliques agrafées ne sont pas particulièrement fragiles ?!

sylvainlefrancomtois
 

@nicoel non c est très solide ! par contre je ris un peu en ce moment quand je vois des charpentes en fermettes complètement écroulées comme château de cartes aux intempéries !
Perso je n ai jamais aimer les fermettes encore moins les poser ;)

Les charpentes traditionnelles , même si la couverture s envole ,elles ne s écroulent pas !

Rascal
 

@sylvainlefrancomtois bonjour
Il me semble que l'escalier était un travail de charpentiers et était exécuté en même temps que la charpente. Mais je me trompe peut-être.

Cordialement

sylvainlefrancomtois
 

@rascal hello j ai déjà répondu à cette question !A la base oui , au départ les charpentiers étaient les seuls à travailler l escalier bois puisque intégrés dans la charpente , puis il y a eu des spécialisation (grande cognée et petite cognée)
Enfin il y a eu les charpentiers en menus huis , (menuisiers) qui on eux aussi fait des escaliers puisque issus des même bases .

ebenober
 

@sylvainlefrancomtois
à propos de fermes à la Mansart, connais-tu cette contrepèterie que j'adore :
Mansart est immonde et Le Nôtre est bien vain.
sauf leur respect bien entendu...

gatien

double contrepèterie !

sylvainlefrancomtois
 

pas mal !!

kajmed
 

Très flatteur pour l'orateur!

ebenober
 

@kajmed
Surtout très prétentieux.
Et encore, j'ai pas osé mettre la photo 😂

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Analyse des pièces de charpente partie 1- propriétés physiques générales et les poteaux".il y a 26 jours
titimaster
 

Ha, les poteaux, merci ☺️

Effectivement internet est peu dissert sur le sujet.

sylvainlefrancomtois
 

de rien , le pire c est que tous les tableurs (exel etc ...) sont payant !!!

dneis
 

Il existe aussi des tableurs libres. J'utilise LibreOffice Calc qui est quasi identique à Excel et propose les mêmes fonctionnalités.

sylvainlefrancomtois
 

@dneis hello , je parlais de tableurs déjà tout fait pour les charpentes bois ! mais merci quand même !

dneis
 

ah pardon, j'ai mal compris ! 😕
J'ai cherché rapidement, je n'ai pas trouvé d'abaques pour le flambement, seulement des tableaux donnant les formules de charges de flambement (à calculer donc en fonction des caractéristiques de la poutre en question) pour différentes conditions d'appuis/encastrement.

sylvainlefrancomtois
 

@dneis oui tout le problème est là , les tableurs pros sont payants !

ManudeTalence

Très intéressant! Merci beaucoup.

sylvainlefrancomtois
 

de rien ;)

gatien

Voici un autre type de charpente, les dimensions du hangar parlent d'elle même.
C'est pas du bois, mais le travail m'a également bluffé.

sylvainlefrancomtois
 

magnifique !! en plus j ai une passion pour le béton d art !

gatien

A la base on est dans du purement utile! Protéger un dirigeable. Mais au final c'est une cathédrale superbe qui a son siècle d'existence

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Analyse des pièces de charpente partie 2- Les entraits".il y a 20 jours
Stef64
 

Franchement c est du super boulot. Je ne serai jamais charpentier mais j adore ça.
Merci de partager ton expérience

sylvainlefrancomtois
 

profite ça me fait plaisir !!

copeau

Merci pour ce partage et ceux qui ont précédé ! Ci-joint une des fermes de la grange de Daubeuf la Campagne (Bois datés de 1488-89)

sylvainlefrancomtois
 

superbe ,en triple entrait j avais jamais vus !! il y a beaucoup de "charpentes" actuelles qui ne dureront pas autant ;)

Bricolo36
 

C'est le moins que l'on puisse dire

copeau

Sur cette ferme, ainsi que sur toutes les autres fermes de la grange, il y a un assemblage qui réunit le pied du poinçon à l'entrait. je joins 2 petits croquis.

sylvainlefrancomtois
 

@copeau ok ce sont des moises ,assemblées par faux tenons et clefs !!!

Cela permet de monter la ferme sans problèmes de remontage in situ !

Inventifs les anciens , le monde de la charpente est immense ,le plus souvent caché aux yeux de tous dans les combles !!

Bricolo36
 

@sylvainlefrancomtois Je ne suis pas du métier mais ils faisaient des prouesses et même aujourd'hui on se pose parfois des questions sur les méthodes de ces grands bâtisseurs!

sylvainlefrancomtois
 

@bricolo36 +1 je suis souvent bluffé aussi de leurs travail ,surtout avec des bois généralement difformes !!

copeau

Bois équarris>>>>Niveau de dévers…

prevost

on n'entaille pas les entraits au passage du poincon mais on entaille le poincon !!!

sylvainlefrancomtois
 

Intéressant débat! , développe un peu ton propos svp ! car il y a plusieurs cas de figures !

Stef64
 

Au risque de dire une bêtises et au vue de la photo j ai bien l impression que l entrait traverse le poinçon de ce fait l entrait n' est pas entaillé.

sylvainlefrancomtois
 

@stef64 Parfaitement , le poinçon de la photo est entaillé et les entraits passe au travers !

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Analyse des pièces de charpente partie 3- Les arbalétriers et les poinçons".il y a 14 jours
Dam
 

Bonjour, sur la figure 3, au fond c'est un aretier que l'on aperçoit et non un arbaletrier, de fonction réciproque a la noue (angle saillant <=> rentrant)

sylvainlefrancomtois
 

complètement !! je rectifierai avec une autre photo ;) j ai confondu ! merci de l avoir noté !

sylvainlefrancomtois a publié l'article "Analyse des pièces de charpente partie 4- Les contrefiches ,liens, jambes ,aisseliers, goussets".il y a 7 jours
Gcloarec

J'ai un peu de retard de lecture :

2/ Les entraits en porte à faux , doivent être étudiés avant de les placer dans un ouvrages , mais ils donnent de beaux résultats dans des ouvrages apparents .
On peut avoir à mettre un entrait en porte à faux dans une habitations ,dans ce cas , il faut faire coïncider la jambe de force avec le mur .(fig 2)>

Dans ce passage le terme de porte à faux m'interroge... Je ne vois pas où se trouve le porte à faux nommé, quelle est la particularité de la figure 2 ?

Il faut dire que j'ai eu tendance à l'utiliser plus pour les grands véhicules qu'en charpente...

[edit] En revenant sur la photo je pense avoir saisi : c'est le décalage entre le point d'appui de l'arba et la triangulation du dessous ??

sylvainlefrancomtois
 

oui exact !! c est quand l entrait dépasse le poteau ou le mur ce qui recule son point d appuis , a cet endroit on peu placer une jambe vers l arba !

gatien

Au file des ballades, encore une bien belle pièce de bois :) dans un vieux château

sylvainlefrancomtois
 

sympas et "indéformable" !!! triple entrait et double arbalétriers/jambes , on dirait presque une alsacienne !

gatien

@sylvainlefrancomtois pourtant elle est pas de ce coin, mais de Charente Maritime ! Mais effectivement, c'est une très belle pièce

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