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Le forum exclusivement dédié à la charpente bois.

jeudi 23 janvier 2014

Glossaire général

Cet article servira à regrouper tous les termes de charpente qui ne sont pas expliqués ailleurs.

Chant : correspond à la partie la plus mince d’une pièce de bois (l’épaisseur). On dit d’une sablière sur poteau qu’elle est mise en œuvre à chant.

Plat : correspond à la partie la plus large d’une pièce de bois (la largeur). Une sablière posée sur un mur est généralement mise en œuvre à plat.

Dévers : lorsqu’une pièce de bois n’est ni à plat ni à chant elle est à dévers. Ex : sur une charpente latine les pannes sont posées à dévers, puisque leur chant est parallèle au lattis. Lorsque le plat d’une pièce de charpente est vertical celle-ci est dite face aplomb.

Délardement : surface inclinée faites sur l’angle d’une pièce de bois. Son but est de servir d’assise à une ou plusieurs autres pièces de bois venant reposer dessus. Exemples les plus courant : les sablières et faîtages sont souvent délardés au passage des chevrons. A la différence du chanfrein qui est à 45°, l’angle d’un délardement est le même que celui de la pente de la toiture.
Délardement de sablière


Chanfrein : petite surface formée par l’abattage d’une arête. Il est presque toujours à 45° et sa dimension est proportionnelle à la pièce de bois. Son but peut-être visuel ou concerner la sécurité : dans le cas d’un poteau par exemple sa présence diminue l’aspect massif et limite le risque de blessure en cas de choc.
Chanfrein


Arête cassée : petit chanfrein que l’on fait sur chaque face de toutes les pièces de charpente. Son plat ne doit pas excéder 2 mm. Son but est supprimer les échardes, et de donner un aspect visuel plus fini. Se fait au rabot en un seul passage.
Arêtes cassées


Pas (de chevron) : lorsqu’on choisit de ne pas délarder la sablière et/ou le faîtage on pourra faire à la place un pas : il s’agit d’une entaille faite pour laisser passer l’élément de support. Se pratique souvent dans les régions à fortes pentes (>= à 45°) car cette assise facilite la mise en place des chevrons.
Pas de chevron sur sablière

mercredi 22 janvier 2014

Le plan de marquage

Il s’agit d’une vue en plan du bâtiment, qui n’a pas besoin d’être à l’échelle puisque son seul et unique but est de repérer les éléments composant la charpente : fermes, demi-fermes, accidents de toitures, pannes sablières, faîtages, etc.

Ce plan doit être fait avant de commencer à tracer. Vous pourrez ainsi reporter lors du traçage vos marques sur les pièces de bois correspondantes.

Il peut aussi vous servir à valider l’avancement de votre taillage : en apposant une croix sur le plan à chaque fois que vous aurez fini de tracer, vous verrez ainsi au premier coup ce qu’il vous reste à faire.

(voir fichier : MarquageDeuxEtaux.pdf)

voir vidéo complémentaire :

Le marquage d’une ferme

Le marquage doit se faire lors du traçage des pièces sur l’épure. 
Il se fait à la rainette si la charpente doit rester apparente et à la craie grasse dans le cas contraire.
Evitez de marquer à la craie d’écolier : celle-ci ne résiste pas aux intempéries et vos marques pourraient disparaître en vous laissant dans l’embarras.

Pour être bien lisible elles doivent faire environ les 2/3 de la hauteur de la pièce de bois.
Le marquage se fait toujours au pied des pièces de bois et à l’intérieur des murs : on doit pouvoir les lire depuis le sol lorsqu’on est à l’intérieur du bâtiment.

(voir fichier : MarquageFerme.pdf)

vidéo complémentaire :

Le marquage

Savoir reconnaitre les marques de charpente est important parce qu’utile.
Sur une épure il est important de pouvoir se repérer tout de suite afin d’avoir un coup d’œil général de ce qui a été tracé et de ce qu’il reste à faire.
La ligne de trave et la ligne d’axe sont les deux lignes les plus importantes de l’épure : il faut les voir tout de suite. De même pouvoir repérer les murs et appuis sera utile pour s’assurer que les efforts ne sont pas déportés.
Il existe plusieurs groupes de marques, chacune ayant leurs fonctions.

Les marques d’épure ou de dessin

Leur fonction est de signaler les lignes importantes d’un dessin ou d’une épure.

La ligne de trave est la plus importante d’un épure : c’est à partir d’elle que l’on calcule la pente, on y reporte la largeur du bâtiment et les saillie. Rappellons qu’elle se trouve au point le plus bas de la charpente.

La ligne d’axe matérialise l’axe du chantier et est complémentaire de la ligne de trave : ce sont les deux lignes que l’on doit voir le plus facilement sur une épure ou un dessin.

Le ramèneret : sert à désigner une ligne de référence. Ex : tracé sur tous les poteaux d’un bâtiment on se servira de la ligne de ramèneret pour les aligner en hauteur. Souvent utilisé lorsque la dimension à couper n’est pas connue ou imprécise : on dit alors qu’on laisse la pièce au ramèneret pour pouvoir la couper sur place.

Le double ramèneret : s’utilise lorsque deux référence sont nécessaires.

Le trait de niveau : son symbole est un N finissant en arrondi sert à désigner les niveaux de référence du chantier : les dévers de panne au lattis, le niveau général du chantier, etc.
Il peut y en avoir plusieurs, voire beaucoup sur une même épure, on aura soin dans ce cas de rajouter une information complémentaire : N P1 pour le niveau de la panne 1, N P2 pour le niveau de la panne 2,etc.

Le rez-mur : un ensemble de petites croix les unes à côté des autres : sert à matérialiser la présence d’un mur sur une pièce de bois : l’exemple typique est celui de l’entrait d’une ferme, pour s’assurer du bon positionnement de l’entrait au chantier on vérifiera l’alignement du rez-mur et du mur situé au-dessous.

La ligne de sol : même tracé que le rez-mur mais horizontalement au lieu de verticalement : indique l’emplacement prévu du sol (sur un poteau par exemple).

La ligne de parquet : même tracé que précédemment mais un peu moins dense : indique la hauteur prévue du parquet (dans le cas d’un étage).

La croix d’occupation : sa présence indique que la pièce de bois est situé du côté de la croix et non pas centrée sur la ligne (exemple : le dessus d’un arbalétrier sur une épure)

Les signes d’établissage

La plumée de dévers : de plus en plus rare, car utilisée sur des pièces gauche ou mal équarries.

Les croix d’établissage : beaucoup plus courantes car chaque pièce de bois doit être « orientée » pour pouvoir être utilisée. Tout le monde sait que le bois à tendance à se tordre lorsque qu’il sèche mais ce qui est moins connu c’est qu’il ne se tord pas n’importe comment. On dit que le bois « tire à cœur », c’est-à-dire qu’il a tendance à faire une bosse du côté du cœur de l’arbre. Suivant les débits (cela fera l’objet d’un prochain article) cette bosse peut être dans le sens d’un seul côté mais aussi parfois en diagonale : dans le sens du plat et du chant (le plat désignant la partie la plus large d’une pièce de bois alors que le chant désigne la partie la plus étroite). Pour qu’une pièce de bois puisse travailler dans de bonne condition on donc opposer cette tension interne à la charge à supporter.
Exemple : un arbalétrier supporte les pannes nous mettrons donc la bosse vers le haut afin que le poids de la toiture le fasse revenir en position droite. Si nous faisions l’inverse, le toit serait déjà creux lors du levage et ce creux s’accentuerait lors de la mise en charge.

Les signes de taillage

Le bon usage de ces signes est important car mal utilisé ils peuvent vous amener à commetre de grosses erreurs lors du taillage.

Le trait à couper : il s’agit d’une simple croix centrée sur un trait. Le trait de scie (comprendre l’épaisseur de la lame) devra être du côté de la chute afin de ne pas avoir une pièce de bois (un peu) trop courte !

Le trait à biffer : il s’agit d’une série de petits traits inclinés. Personnellement je déconseille son utilisation : si vous vous êtes trompé en traçant effacez le mauvais trait tout de suite de façon définitive.

La mortaise : il faut prendre soin de tracer les deux joues de la mortaise (rappelons qu’une mortaise fait 3 cm d’épaisseur en charpente) ainsi que les deux extrémités : le bois à enlever est marqué d’un ou d’une série de zéro. Dans le cas d’une mortaise à gorge celle-ci est marqué d’une croix pour désigner le côté ou le bois doit rester.

Le trou à percer : cheville, boulon ou goujon importe peu : son emplacement est matérialisé par une petite croix entourée d’un cercle. Si vous avez plusieurs diamètres marquez celui-ci à côté.

La croix d’épaisseur : sert à matérialiser le passage d’une pièce sur une autre : cas typique les pannes sur les arbas : on trace la face inférieure des pannes puis une petite croix du côté de celle-ci et une croix plus longue du côté de l’échantignolle.


Les marques de localisation

Servent à repérer la gauche de la droite et à différencier les sablières, des pannes et faîtages.

Le franc désigne la gauche et le contremarque la droite (la barre inclinée pouvant être associé à la pente du toit.

Le crochet désigne la sablière puisque celle-ci n’a, en général qu’un seul délardement (coupe en biais sur laquelle repose les chevrons.

Les pannes n’ayant (toujours en général) pas de délardement on les marquera d’un monté.
Lorsqu’il y a plusieurs rangée de panne, la plus basse sera marquée un monté, la deuxième deux monté (deux petites barres inclinées), etc.

La langue de vipère sera utilisée de préférence pour marquer le faîtage puisque en toute logique celui-ci est délardé sur les deux faces.

La patte d’oie est utilisée pour marquer les structures de raccord car elle représente une croupe en plan (on peut y voir un faitage, prolongé par une demi-ferme encadrée par deux arêtiers.

Les nombres, les chiffres et les lettres
La numérotation en charpente est fortement inspirée des chiffres romains.
Il n’y a rien de compliqué : il faut les apprendre.
En bas du document vous trouverez des exemples de marques complètes telles que l’on peut être amené à les utiliser ainsi que la façon de les interpréter.

(voir fichier : LesMarques.pdf)

mercredi 15 janvier 2014

Comment faire ? (partie 1)


Avant de commencer l’épure de votre chantier vous devrez avoir fait le plan d’exécution correspondant.
En effet c’est au moment de faire le plan d’exécution que l’on décide de tout ce qui constitue la charpente : le principe constructif (traditionnel, triangulé, etc.), le choix des sections (dépend de vos fournisseurs bien sûr mais aussi et surtout des charges à reprendre), les assemblages, ancrages, etc..

De ce plan découlera votre débit de bois et votre bon de commande.

Ne commencez l’épure qu’une fois le bois livré.

Avant de commencer votre épure assurez-vous d’avoir une surface suffisamment grande pour pouvoir tracer celle-ci dans son intégralité. La règle est de pouvoir tracer la ferme principale, si elle passe le reste passera aussi. Il  vous faut donc une surface égale à la largeur des murs, plus les deux saillies. En hauteur il faut avoir la hauteur de flèche et un peu plus pour pouvoir circuler à l’aise tout autour. Si possible dans un endroit couvert. Si vous ne disposez pas d’une surface suffisante, vous pouvez toujours opter pour la méthode utilisée par nos anciens (avant que le béton n’existe).

Allez dans un pré, coupez l’herbe aussi ras que possible, plantez des piquets dans le sol et fixez dessus des panneaux de contreplaqué ou des chutes de planche. Ceci à chaque nœud, ou point important de votre épure. Puis battez votre épure comme vous le feriez sur une dalle ou un plancher.
Si la saison est pluvieuse, construisez un abri de fortune au-dessus de votre épure ou plus simplement recouvrez les panneaux d’un film transparent, cela vous permettra de voir vos traits tout en les protégeant des intempéries.

Pré-requis :
1.       avoir son chantier en tête
2.       savoir calculer la hauteur de flèche
3.       savoir faire un trait carré
4.       s’être assuré que la livraison de bois correspond à la commande (sections, essences et longueurs)
5.       disposer de la surface nécessaire à l’épure de la ferme principale.

Matériel :
1.       1 mètre
2.       1 crayon
3.       Un décamètre
4.       Un cordeau avec du blanc d’Espagne.
5.       De la craie, blanche si possible.
6.       Si vous êtes seul il vous faudra un lapin (outil de charpente destiné à tenir l’autre extrémité du cordeau : cela peut-être un poids mort ou un tasseau à l’extrémité duquel vous aurez fixé une pointe passée à la meuleuse). Si quelqu’un peut vous aider cela sera d’autant plus facile. Dans un atelier professionnel cette place est généralement tenue par l’apprenti qui peut ainsi en profiter pour apprendre, c’est pour cette raison que le surnom de « lapin » est donné à un apprenti charpentier : il remplace l’outil du même nom. Petit détail : c’est toujours le lapin qui tient l’enrouleur du cordeau, laissant ainsi au « gâcheur » s’occuper de sa tâche.

Par quoi commencer ?

On commence toujours l’épure en traçant la ligne de trave : c’est la ligne de référence du chantier, c’est la plus importante suivie par le trait d’axe. Cette ligne n’a rien à voir avec le dessus des murs, bien qu’il lui arrive de se confondre avec, elle passe par le point le plus bas de la charpente, au lattis de celle-ci. Le lattis étant le dessous de couverture (en règle générale c’est le dessus des chevrons). Une épure n’étant pas un dessin il ne faut pas avoir peur de prolonger les lignes au-delà des besoins : si vous avez, par exemple une dimension extérieur mur de 6,00 mètres et deux saillies de 0,80 mètres, soit un total de 7,60 mètres alors n’hésitez pas à tracer au-delà de cette cote. Marquez tout de suite votre ligne pour l’identifier, le signe
approprié est le suivant :
signe ligne de trave

Une fois la ligne de trave faite, situez l’axe de votre bâtiment et matérialisez-le par un point.
Il faut maintenant calculer la hauteur de flèche pour connaitre la longueur minimale de la ligne d’axe avant de faire le trait carré.

La hauteur de flèche est fonction de la largeur de votre charpente divisée par 2 et de la pente. Cette dernière peut être exprimée de deux façons : en pourcentage (ex : 100%, c’est le rapport entre la base et la hauteur) ou en degrés (ex : 45°, c’est l’angle formé par le toit).
Le mode de calcul de la hauteur de flèche est différent suivant l’unité exprimée.
100% signifie que pour chaque mètre de base la hauteur augmente de 1 mètre elle aussi.
Avec 50% la hauteur augmente de 50 centimètre pour chaque mètre de base.

Dans notre exemple, la demi-largeur est de 7,60 / 2 = 3,80 m. Pour une pente de 100% nous aurons donc (3,80 x 100)/100= 3,80 m.
Pour une pente de 50% la hauteur de flèche sera de (3,80 x 50)/100= 1,90 m. A savoir : la demi-largeur multipliée par la pente exprimée en pourcentage, le tout divisé par 100.

La formule est différente si la pente est exprimée en degrés et il vous faudra une machine à calculer : 3,80 x tan(45) = 3,8 m ou bien 3,8 x tan(26,56) = 1,90 m. A savoir : la demi-largeur multipliée par la tangente de la pente exprimée en degrés.

Pour convertir des  pourcentages en degrés : arc tangente de la pente divisée par 100.
Ex : atan(100/100) = 45°. Ou atan(50/100) = 26,56°

Pour convertir des degrés en pourcentage : tangente de la pente multiplié par 100
Ex : (tan(45)) x 100 = 100%. Ou (tan(26,56)) x 100 = 50%

Gardons notre exemple d’une pente de 100% (45°). Nous savons maintenant que notre hauteur de flèche est de  3,80 m. il nous faudra donc une ligne d’axe d’une longueur minimale de 4,00 m.

Traçons maintenant le trait carré, il s’agit du terme utilisé en charpente pour désigner une ligne perpendiculaire à une autre. Plusieurs méthodes existent : deux se font au compas et sont donc réservées à des petites épures. L’autre méthode, la plus employée à l’atelier ou au chantier s’appelle la méthode du 3-4-5, il s’agit ni plus ni moins du théorème de Pythagore (a² + b² = c²), autrement dit la base au carré plus la hauteur au carré égale hypoténuse (pour nous le lattis) au carré.

Puisque nous avons une ligne de trave de 8,00 m. de long nous allons utiliser ces valeurs telle quelle (pour une épure plus petite nous pourrions utiliser les moitiés de ces valeurs : 1,5-2-2,5. Et pour une épure plus grande nous pourrions choisir de multiplier ces valeurs par 2 : 6-8-10).

La ligne de trave étant la valeur connue nous allons y reporter la valeur 4,00 m. pour plus de précision.
Commençons donc par reporter cette valeur, d’un côté ou de l’autre de notre axe, entourez le trait d’un cercle à la craie et écrivez à côté « TC4 » (pour trait carré 4), cela vous évitera de confondre ce point avec un autre. Puis nous allons reporter la valeur 3,00 m. à l’emplacement de la future ligne d’axe, comme nous ne savons pas exactement où elle se situera nous allons simbloter, c’est-à-dire utiliser notre mètre comme un compas pour faire un arc de cercle.
Allez maintenant au point TC4 et tracez la distance 5,00 m sur l’arc de cercle que vous venez de faire, entourez le nouveau point obtenu d’un cercle à la craie et écrivez « TC3», (pour trait carré 3).
Battez maintenant une ligne au cordeau reliant le premier point d’axe (celui qui est sur la ligne de trave) avec ce nouveau point TC3 => vous obtenez une ligne perpendiculaire à la ligne de trave et matérialisant l’axe de votre bâtiment.
Marquez votre ligne tout de suite pour l’identifier, le signe approprié étant :
signe trait d'axe
(Voir fichier TraitCarre.pdf).
Voir la  vidéo complémentaire sur le traçage d'un trait carré:



Nous avons maintenant une base précise pour continuer à tracer l’épure de notre ferme.

vendredi 10 janvier 2014

Le moisement double.


Encore plus résistant que le précédent cet assemblage est utilisé en cas de gros efforts en pied d’arbalétrier. La différence est due à la présence d’entailles aussi bien dans l’arbalétrier que dans les moises. Il offre en plus une butée de l’arbalétrier contre les entailles dans les moises.
Comme le précédent il doit être complété par des boulons, voire des pointes ou autres accessoires augmentant la capacité de résistance à l’effort.
Important : même remarque que précédemment concernant les épaisseurs à prendre en compte pour le calcul de résistance, y compris pour les moises dans le cas présent.
Du fait de son utilisation dans le cas de gros efforts il faudra particulièrement soigner le taillage de cet assemblage afin qu’il puisse correctement faire son travail de résistance à l’effort.

(Voir fichier : MOISEMENT_DOUBLE.pdf)

A noter encore l'existence du moisement lisse: dans ce cas aucune des pièces de bois n'est entaillées, l'effort étant exclusivement repris par les accessoires de fixation (boulons, anneaux, Bulldogd, crampons et/ou pointes).

Voilà pour ce premier tour d’horizon des assemblages en charpente. Il en existe beaucoup d’autres. Je les ajouterai dans les semaines à venir ou à la demande.

Le moisement simple.


Très résistant cet assemblage est utilisé pour lier des pièces moisées, comme son nom l’indique. Généralement le pied d’un arbalétrier avec les entraits. Il est dit simple parce que seul l’arbalétrier est entaillé pour laisser passer les moises de chaque côté, ces dernières restant en pleine épaisseur.
La cohésion est assurée par un ou plusieurs boulons, auxquels on adjoint parfois des pointes (couronne) ou des anneaux, Bulldogs, goujons ou plaques crantées.
Important : il faut tenir compte du fait que le bois enlevé n’a plus de rôle dans le calcul de résistance à l’effort, en effet un arbalétrier de 8 cm d’épaisseur, avec deux moisements de 1 cm doit être calculé avec une épaisseur de 6 cm.

(Voir fichier : MOISEMENT_SIMPLE.pdf)

L’enfourchement.


Souvent utilisé en complément des deux précédents il consiste en une simple entaille, de l’épaisseur de la pièce à recevoir sur toute la largeur de la pièce receveuse. C’est l’assemblage que l’on voit le plus fréquemment en tête de poinçon pour laisser passer le faîtage.

(Voir fichier : ENFOURCHEMENT.pdf)

Le joint à sifflet désabouté.


Identique au précédent et obéissant aux même règles de dimension il a, en plus un désabout à chaque extrémité de la coupe. S’utilisant sur des pièces de fortes retombées (lamellé-collé) ces désabouts n’ont pas d’autre objectif que d’éviter d’avoir des extrémités trop fragiles qui pourraient être abîmées lors des manipulations.
On ne l’utilise généralement pas sur des chantiers classiques car demandant beaucoup plus de travail que le précédent assemblage qui lui est préféré.

(Voir fichier : JOINT_A_SIFFLET_DESABOUTE.pdf)

Le joint à sifflet.


Autre assemblage permettant d’assurer la continuité des éléments il est couramment utilisé pour les pannesfaîtages, et sablières lorsqu’elles sont sur poteaux. Il doit impérativement être centré sur l’appui sur lequel il repose (arbalétrier, poteau, poinçon). Sa longueur horizontale doit être de 1,5 fois la retombée (hauteur) de la pièce (ex : pour une panne de 20 cm de haut il devra mesurer 30 cm). Pour lui assurer une bonne performance, les deux pièces ainsi assemblées devront être fixées l’une avec l’autre et devront en plus être fixées, toutes deux, dans le support : arbalétrier + échantignolle, joues de l’enfourchement, etc. On soignera particulièrement la fixation de la pièce recouvrante afin d’assurer une bonne résistance à l’effort de soulèvement dû au vent.


Cas particulier : le joint à cantilever : il s’agit d’un joint à sifflet dont l’axe est déporté par rapport à l’appui. Ce type d’assemblage obéit à des règles très particulières et très restrictives, et ne doit par conséquence être utilisé qu’en toute connaissance de cause. Ne faites jamais de joint à cantilever si vous ne savez pas ce que vous faites : il en va de la stabilité de votre ouvrage !

(Voir fichier : JOINT_A_SIFFLET.pdf)

Le mi-bois.


Certainement l’assemblage le plus simple qui existe. Souvent utilisé pour assurer la continuité des sablières posées sur un mur. Sa performance étant proche du 0 il ne doit absolument pas être sollicité par le moindre effort.

(Voir fichier : MI_BOIS.pdf)

Le tenon-embrèvement couvert.


Identique au précédent mais avec une pièce receveuse plus large que la pièce mâle.

(Voir fichier : TENON_EMBREVEMENT_COUVERT.pdf)

Le tenon-embrèvement.


Identique au précédent avec en plus la présence d’un embrèvement comme son nom l’indique.
Le tenon et/ou l’embrèvement peuvent être tournisse.
Le positionnement de la cheville devient délicat : il n’est plus possible de respecter une couture raisonnable, c’est pourquoi on renforcera l’assemblage en clouant les deux joues de l’embrèvement dans la partie receveuse.
Dit découvert lorsque les deux pièces assemblées font la même épaisseur.

(Voir fichier : TENON_EMBREVEMENT.pdf)

L’embrèvement tournisse.


Appelé aussi embrèvement à oulisse. Identique au précédent pour tout ce qui concerne les précautions d’usage et de réalisation la différence vient de l’inclinaison de l’about qui n’est pas perpendiculaire à la pièce receveuse mais doit être fait dans la tangente de l’angle formé par les deux pièces. Cela augmente la longueur du joint de rupture et permet une meilleure reprise d’effort. Il peut arriver dans de rares cas de voir un tenon normal (avec un about perpendiculaire) avec un embrèvement tournisse.
L’inverse n’est pas vrai : faire un tenon tournisse avec un embrèvement perpendiculaire relèverait de la méconnaissance de leur utilisation et serait complexe à réaliser.
Cas particulier : l’about peut se faire perpendiculairement à la pièce mâle. Cela se fait dans le cas d’un assemblage après coup. Se rencontre principalement sur les maisons à pan de bois, parfois conjointement avec un tenon, lui aussi tournisse.
Dans les cas de fortes pentes (supérieure à 45°) on peut le faire en gorge, ce qui augmente sensiblement la surface du joint de rupture.

(Voir fichier : EBV_TOURNISSE.pdf)

L’embrèvement.


Ne peut se réaliser que sur des pièces inclinées ! Ne doit jamais être utilisé seul ! Comme il est impossible de le cheviller il faudra le renforcer par des pointes (à éviter), par un tirefond ou encore mieux, une tige filetée traversant les deux pièces. Sa réalisation doit être irréprochable car s’il ne colle pas (ne plaque pas) il peut induire des efforts imprévus dans les pièces de bois ainsi assemblées.
On l’utilise souvent conjointement avec un tenon (voir plus loin) dont il renforce l’effort supporté en about.
Découvert dans le cas de deux pièces d’épaisseurs identiques, il est dit couvert lorsque la pièce receveuse est plus large que l’autre.
L’about est perpendiculaire à la pièce receveuse. En règle générale sa profondeur est de 3 cm mais, suivant les pièces assemblées, peut être diminuée ou augmentée.

(Voir fichier : EBV_SIMPLE.pdf)

Le tenon-mortaise à gorge.


Identique au précédent c’est celui que l’on réalise dans les cas d’assemblages de deux pièces inclinées, ex : arbalétrier (en tête ou en pied), contrefiche, lien, etc. La différence vient de la présence de la gorge (signalée par une croix d’un côté de la mortaise). Dans le cas d’une réalisation à la main on pourra s’épargner d’ôter le bois de ce côté-là. L’autre différence vient du positionnement de la cheville : dans un sens la couture égale toujours l’enlaçure. Mais dans l’autre sens l’axe de la cheville doit être positionné à 1/3 en about, cela signifie qu’il faut mesurer la longueur de la mortaise, diviser cette côte par 3 et la reporter du côté de l’about afin de laisse un maximum de bois derrière.
On décale généralement l’about de quelques millimètres (une épaisseur de crayon)  vers l’intérieur afin d’éviter d’avoir des arasements finissant en pointes, trop fragiles lors des manipulations : on appelle cela un désabout.
Réalisation : même logique que le précédent : trou de cheville-mortaise-tenon en finissant par les arasements de ce dernier. La tire doit se faire dans deux directions dans ce cas-là (faire coller en about et en arasement).

(Voir fichier : TENON_SIMPLE.pdf)

Le tenon passant.


A la différence du tenon-mortaise précédent, le tenon ici, traverse la pièce receveuse de part en part.
Il est généralement  maintenu en place par une clef en bois sur la face opposée.
On peut le renforcer par une paume, comme sur l’exemple fourni  (voir fichier pdf). Si la paume est située dessus au lieu d’être dessous on parle de mordâne.

(Voir fichier : TENON_PASSANT.pdf)

Le tenon-mortaise.


Auquel il faudrait ajouter la cheville tellement celle-ci est indissociable de ces deux-là, en effet en charpente l’un de va pas sans les deux autres.
Commençons par la partie femelle de l’assemblage : la mortaise. En charpente elle fait presque toujours 3 cm de largeur. Je dis presque car il peut arriver qu’elle soit moins large (sur des petites sections) ou plus large (sur des sections inhabituelles). Sa profondeur est de 8 centimètres sauf rares exceptions. Elle peut être droite, lorsque la pièce venant s’assembler dedans est perpendiculaire, ou à gorge dans le cas d’une pièce inclinée.
Le tenon (la partie mâle de l’assemblage) doit pouvoir pénétrer facilement dans la mortaise : il ne faut pas oublier que ces pièces doivent être unies sur le chantier parfois dans des conditions inconfortables, il n’est donc pas question de faire un tenon trop ajusté qui peinerait à pénétrer dans la mortaise.
Ces dimensions seront donc légèrement inférieures à celles de la mortaise : 2,8 centimètres en épaisseur et 7 cm en profondeur. Si la mortaise est réalisée à la mortaiseuse il faut avoir en tête que celle-ci laisse un arrondi de chaque côté. Pour ne pas avoir besoin de retoucher le fond de mortaise on fait généralement un biais de chaque côté du tenon. Ce biais, appelé « entrée » à deux fonctions : celle précitée mais aussi celle de faciliter la pénétration de l’assemblage. Ces chanfreins feront en général entre 5 et 7 mm de côté. Dans le même souci de faciliter l’assemblage au chantier on fera deux autres biais aux extrémités du tenon : ce sont les désabouts.
La cheville, toujours réalisée en bois dur, généralement du chêne, fera 16 ou 18 mm de diamètre suivant les régions. Sa fonction est de faire plaquer l’assemblage et de la maintenir en place.
Les meilleures chevilles sont celles réalisées à la matrice (cela sera l’objet d’un prochain petit article).
La cheville doit tirer l’assemblage. En charpente cette tire doit être douce, contrairement à la menuiserie où l’on met une cheville carrée dans un trou rond. Le principe de la tire douce sera expliqué dans un prochain article.
Positionnement « la couture égale l’enlaçure ». Vous devez toujours avoir cela en tête au moment de percer le trou de cheville ! L’enlaçure est le diamètre de la cheville, la couture est l’espace qui sépare le bord de la pièce à percer (donc côté mortaise) et le bord de la cheville. Elle doit être affutée d’un côté « en trois coups » laissant ainsi un bord droit d’une extrémité à l’autre. Le côté affûté doit être présenté côté tenon lors de la mise en place de la cheville. Dans l’autre direction, la cheville est centrée sur la mortaise.
Réalisation : une fois les pièces tracées, rembarrées et vos assemblages tracés on commence toujours par percer le trou de cheville. Puis on réalise la mortaise et ensuite le tenon. Tout d’abord on « descend » les tenons (coupe sur la profondeur) pour terminer par les arasements (parties venant en appuis de chaque côté de la mortaise. On finit en réalisant l’entrée de chaque côté puis les désabouts.
Important : qu’il soit droit ou à gorge, avec ou sans embrèvement (voir  plus loin) cet assemblage ne supportant pas les inversions d’efforts il est considéré comme peu performant et doit être utilisé à bon escient.

(Voir fichier : TENON_DROIT.pdf)

Qu'est-ce que c'est ?

L’épure est le dessin à l’échelle 1 de la charpente à réaliser.
Son tracé se fait au sol, généralement au cordeau enduit de poudre blanche (de la craie) parce que le blanc est moins salissant que le bleu qui produit des épures très rapidement « illisibles ».
On reproduit le plus souvent les différentes élévations (fermes, arêtiers, noues) mais aussi certaines parties de la vue en plan de l’ouvrage lorsqu’elles sont nécessaires.
A la différence du plan d’étude il n’y a pas besoin de tracer toutes les dimensions des pièces de bois.
Par souci de clarté on trace seulement les faces nécessaires à la mise sur lignes des pièces de bois : les dessus des arbalétriers (qui doivent recevoir les pannes, les dessous des entraits (puisque portant sur le mur et devant être alignés en cas de présence de plafond) et le dessus si la sablière repose dessus, le dessous de contrefiches ainsi que la face inférieure des pannes qui vient en appui sur les échantignolles.
Le poinçon, qui sera mis sur ligne en utilisant l’axe n’a pas besoin d’être tracé. Pour faciliter sa mise sur ligne on tracera la ligne d’axe sur la pièce de bois au préalable.

En règle générale seuls les chevrons sont tracés dessus et dessous car ils reçoivent la couverture d’un côté et posent sur les pannes de l’autre.

Voir ci-joint le fichier ComparaisonDessinEpure.pdf permettant de comparer le dessin d'étude d'une ferme avec son épure telle que réalisée en atelier.

jeudi 9 janvier 2014

Les assemblages

Il existe de nombreux assemblages en charpente. Certains sont très utilisés, d’autres sont très rares.
Leur utilisation est conditionnée par le système constructif choisi.
En triangulé on utilisera principalement les boulons, parfois renforcés par des pointes ou même des anneaux, ou des Bulldogs.
En fermette les liaisons se feront souvent par plaques, métalliques ou en contreplaqué et par agrafes, pointes, colle ou plaques munis de dents.
La charpente traditionnelle est celle qui utilise le plus grand nombre d’assemblages bois/bois.
Il n’est pas question ici de tous les présenter. Je me contenterai dans un premier de vous exposer les plus connus, ceux-là même que vous serez amené à voir ou à choisir dans le cadre de vos réalisations.
A tout seigneur tout honneur je commencerai par le plus connu : le tenon-mortaise.

Les accidents de toiture

Il existe de nombreux accidents de toiture, certains connus et courants d’autres plus rares voire exceptionnels.
L’arêtier et la noue sont vraisemblablement les deux plus connus et les plus fréquemment rencontrés.

L’arêtier
(Voir fichier : Aretier.pdf)
Est comme son nom l’indique une arête saillante formée par la rencontre de deux toits. Le terme désigne aussi bien l’arête elle-même que la structure porteuse située dessous.

La noue
(Voir fichier : Noue.pdf)
Est l’arête creuse formée par la rencontre de deux toits. Là aussi le terme désigne l’arête et la structure située dessous.

La sablière de pente
(Voir fichier : SabliereDePente.pdf)
Relativement rare, elle est un des choix possible lorsque l’homme de métier sera confronté à un cas particulier bien précis : celui des murs non-parallèles.
But : éviter d’avoir un toit gauche (pentes différentes aux deux extrémités d’un bâtiment), en effet un toit gauche est très difficile voire parfois impossible à couvrir. Faire le choix de conserver la même pente oblige à faire une sablière de pente pour compenser le différentiel de longueur du rampant.
La sablière arrière ainsi que le faîtage sont conservés de niveau, la pente étant conservées égale aux deux extrémités la sablière sera en pente du côté du mur biais.

Le faîtage de pente
(Voir fichier : FaitageDePente.pdf)
Dans ce cas-là on conserve les deux sablières de niveau et on positionnera l’arête du faitage dans la bissectrice des angles formés par les sablières en plan. Les pentes des deux versant étant les mêmes aux deux extrémités, la hauteur de flèche du côté étroit sera moindre que la hauteur de flèche côté large : le faîtage n’est donc pas de niveau mais en pente.
Il existe une troisième possibilité pour compenser le faux-parallèle des sablières : il s’agit d’une combinaison du précédent (le faitage de pente et du mansard. Ce dernier n’est pas à proprement parler un accident de toiture mais plutôt une forme de toiture (cela fera l’objet d’un prochain article). Dans ce cas on fait les deux brisis (pan de bois le plus pentu du mansard) parallèle aux sablières, donc de niveau, puis on procède comme pour le faîtage de pente sur la partie terrasson (pan de toit le plus plat du mansard, situé sur la partie supérieure). Son avantage est que le faîtage de pente n’est plus visible depuis la façade ; on y gagne en esthétique.

Le nez cassé
(Voir fichier : NezCasse.pdf)
 il s’agit d’une petite croupe (parfois appelé croupette) dont les pieds ne sont pas au même niveau que les sablières de long pan. Très esthétique on rencontre le nez cassé dans beaucoup de région de France. Les rives sont parallèles aux murs de pignons (rives droites).

La croupe normande
(Voir fichier : CroupeNormande.pdf)
 Il s’agit ici aussi d’un nez cassé avec toutefois une particularité le distinguant du précédent : les rives sont biaises (elles ne sont pas parallèles aux murs de la façade de pignon).

La croupe biaise
(Voir fichier : CroupeBiaise.pdf)
 Se fait lorsque l’extrémité d’un bâtiment n’est pas perpendiculaire aux long pans.

La coyaulure
(Voir fichier : Coyaulure.pdf)
La coyaulure est une brisure située en bas de pente dont le rôle est de ralentir la vitesse de l’eau de pluie et d’éloigner la goutte d’eau du mur situé en dessous. On la rencontre généralement sur les toits à fortes pentes (supérieure à 45°). Elle a également une dimension esthétique à ne pas négliger, principalement sur les toits à très fortes pentes, par un effet d’adoucissement de l’angle du pied de la charpente avec le socle porteur. L’exemple fourni est celui d’un deux pans mais on la rencontre sur toutes les toitures : 4 pans, tours rondes, dôme à l’impériale, etc…

Remarque : la coyaulure désigne l’ensemble de la brisure, alors que le terme coyau désigne la pièce de chevrons recevant la couverture et donnant sa forme à la coyaulure. Suivant sa dimension on peut être amené à ajouter une sablière et une ou plusieurs pannes de coyaulure.

Les formes de toiture

Nous allons maintenant faire un petit tour d’horizon des principales formes de toitures rencontrées.
A commencer par la plus simple :

La toiture à une pente
(Voir fichier UnPan.pdf)
C’est celle adoptée généralement pour les appentis, annexes ou dépendances. Le bas de pente s’appelle l’égout, le haut le faîtage et les côtés les rives.

Le deux pans
(Voir fichier DeuxPan.pdf)
Est composé de deux toitures à une pente accolée l’une contre l’autre du côté du faîtage.

Le deux-étaux
(Voir fichier DeuxEtaux.pdf)
Il s’agit d’un bâtiment à deux pans terminé aux deux extrémités par deux croupes, ce qui fait un total de quatre pans. Les deux pans les plus long sont appelés long pan. Son empreinte au sol est rectangulaire et il est composé de quatre arêtiers reliés par un faîtage.

La pyramide carrée
(Voir fichier PyramideCarree.pdf)
C’est un bâtiment de base carrée et composé de quatre pans, séparés par quatre arêtiers.

Le mansard
(Voir fichier Mansard.pdf)
 Ou toiture à la Mansart, du nom de son inventeur : François Mansart (à ne pas confondre avec son petit-neveu Jules-Hardouin Mansart qui fut un des architectes du château de Versailles). Il s’agit d’un toit brisé à deux pentes qui permet de dégager plus de surface habitable à l’intérieur du comble et permet de réduire la hauteur totale de la toiture.
La partie inférieure, la plus pentue s’appelle le brisis et la partie supérieure, plus plate s’appelle le terrasson. La jointure des deux parties du toit s’appelle quant à elle la ligne de bris.

En coupe perpendiculaire un comble mansard s’inscrit généralement dans un demi-cercle.

Les éléments constitutifs d'une charpente

Nous partirons sur l'exemple d'une ferme sur blochets (un prochain article détaillera les différents types de fermes que l'on peut amener à rencontrer).
On appelle ferme toute structure dont le but est de réduire la portée des éléments supportés sauf dans le cas d'accidents de toîture: arêtier, noue. Lorsqu'il n'y a que la moitié d'une ferme (cas d'une croupe) on l'appelle demi-ferme.
Imprégnez-vous de ces deux documents dans l'immédiat. Nous approfondirons l'étude du nom des éléments au fur et à mesure des besoins et des cas étudiés: solivage, lucarnes, pièces particulières...
Ferme sur Blochets 1
Ferme sur Blochets 2

Parlons la même langue

Parce qu'il est important de bien se faire comprendre il est nécessaire de passer par l'apprentissage du vocabulaire aussi. On entend souvent le mot poutre, par exemple, alors que ce terme n'existe pas en charpente. Il peut désigner une foule de pièces différentes: l'entrait, l'arbalétrier, une porteuse, une solive...
Donc, avant d’aller plus loin je voudrais m’assurer que nous parlons bien de la même chose, aussi vais-je commencer par faire un petit récapitulatif du vocabulaire de la charpente : les éléments constitutifs d’une charpente, les formes de toiture et les assemblages.

Pourquoi ce blog ?

Parce qu’en navigant sur Internet, sur les forums de bricoleurs, de constructeurs, de professionnels du bâtiment, j’ai découvert que de nombreuses personnes manquaient de connaissances dans le domaine de la charpente bois. C’est un métier très complexe qui demande une grande somme de connaissances et de compétences, parfois longues et difficiles à acquérir.
Que vous soyez particulier faisant construire ou envisageant de construire tout ou partie de sa maison, passionné du bois, curieux, bricoleur ou professionnel de la charpente désireux de parfaire ses connaissances, architecte, ingénieur, métreur, économiste de la construction, ce blog a pour but de vous faire connaitre le monde de la charpente et de la construction bois. Charpente traditionnel, industrielle, triangulée, maison ossature bois, escalier, plancher tous les thèmes seront abordés.
Vous trouverez ici, classés par thèmes des articles abordant tous les sujets de la charpente bois.  Des fichiers, en libre téléchargement viendront illustrer le thème et lorsque nécessaire vous trouverez des liens vers notre chaîne Youtube, parce que parfois, montrer est plus simple que de chercher à faire de longues explications embrouillées.
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