Conception d'une ferme (2)

1       Quels types de fermes ?

      Nous n’aborderons ici que les plus répandus. En effet il existe une gigantesque quantité de type de fermes : suivant l’époque, la région, la technique, le pays ou parfois simplement l’imagination du charpentier. Il faudrait tout un livre pour les recenser. Au fil des âges, suivant l’évolution des besoins, des connaissances et des technologies, plusieurs systèmes ont été développés :

a.       Le système réticulé : La première ferme est limitée à sa plus simple expression, elle est composée de deux arbalétriers, d’un entrait pour empêcher l’écartement des deux précédents, et d’un poinçon dont le rôle principal est de faciliter l’assemblage des arbalétriers en tête et soulager l’entrait dans son milieu. Elle n’a pas de panne intermédiaire et ne supporte qu’un faîtage, assemblé avec le poinçon. (cf. image ci-dessus) L’ajout d’une panne intermédiaire implique l’ajout de contrefiches, pour soulager la flexion de l’arbalétrier. C’est la ferme dite latine. Partant de cette base de nombreuses déclinaisons ont été créé par ajout ou suppression de barres, en fonction des besoins ou des contraintes diverses : habitabilité du comble, nécessité de créer une voûte, forme de la toiture (Mansard, bulbe, dôme, etc…), très fortes pentes (clochers), etc…
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b.      Le système triangulé : son invention est née du besoin de créer des bâtiments toujours plus grands tout en limitant la quantité de bois nécessaire à sa réalisation. Pour l’expliquer il convient d’aborder une notion indispensable en conception, celle de nœud et de barre. Un nœud est une intersection de plusieurs barres et une barre est une partie d’un élément de la structure comprise entre deux nœuds. Les nœuds et barres sont toujours étudiés à leur fibre neutre, qui correspond à l’axe de la  pièce de bois. Il y a des nœuds canoniques (dont les axes des barres sont tous concomitants) et les nœuds non-canoniques (dont les axes ne sont pas concomitants).

      Avant le système triangulé, les charpentiers bien que travaillant par empirisme avaient compris qu’un nœud travaille mieux s’il est canonique. Cela n’est toutefois pas toujours possible dans un système réticulé, ce qui les obligeait à utiliser des pièces plus fortement dimensionnées que nécessaire. C’est ce que l’on appelle un système hyperstatique. Ce sont les ingénieurs qui en se penchant sur l’étude des structures et de la répartition des efforts dans les barres les composants ont pu mettre au point le système triangulé.
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c.       Le système aggloméré : évolution du précédent, il consiste en un remplacement du treillis du système triangulé par des âmes pleines.

                                                               i.      Système à âmes pleines : le treillis est remplacé par deux couches de planches fines fixées dans les membrures extérieures.

                                                             ii.      Système à âmes de contreplaqué : le treillis est remplacé par une couche de contreplaqué fixée entre les membrures extérieures.

                                                            iii.      Système en caisson : les membrures triangulées sont à l’intérieur d’un caisson composé de deux couches de contreplaqué extérieures.

d.      Le système collé : bien qu’issu des travaux du colonel Emy, il fallut attendre la mise au point de colles à base de résines de synthèses pour que ce système puisse être totalement fonctionnel.

                                                               i.      Le lamellé-collé : les lamelles de bois sont assemblées par collage entre elles et sont disposées sur la hauteur de la pièce de bois.

                                                             ii.      Le contrecollé : même chose que le précédemment mais les lamelles sont disposées sur l’épaisseur de la pièce de bois.

Lorsque les deux pans de toiture d’une ferme sont de pente différente ou bien lorsque les deux appuis de celle-ci sont à des altitudes différentes on dit de cette ferme qu’elle est boiteuse.

Enfin lorsqu’une ferme est coupée au-delà du poinçon on dit qu’elle est tronquée.