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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 :
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 :
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.
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.
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.
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.
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.
Autre assemblage permettant d’assurer la continuité des éléments il est couramment utilisé pour les pannes, faîtages, 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 !
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)
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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 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.
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.
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.
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.
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
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.
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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dans la mesure de nos possibilités de vous répondre aussi vite que possible.
