Charpente

Les bois de charpente
Les essences de bois utilisées pour la fabrication des charpentes traditionnelles sont nombreuses, de plus elles varient considérablement d’une région à une autre et même d’une époque à l’autre : elles dépendent en partie des possibilités momentanées d’exploitation et d’approvisionnement. Dans ces conditions, il est difficile de donner une liste exhaustive des essences de bois utilisés, celle qui suit reste donc ouverte. Ainsi, les essences de bois principalement utilisées en charpenterie sont, pour des essences résineuses : le sapin, l’épicéa, le mélèze, le pin, le Douglas; pour des essences feuillues caduques : le peuplier tremble, le châtaignier, l’orme,le chêne.
Avec une proposition de classification suivante : les résineux et les caducs, avec une progression dans les densités pour chaque catégorie :

• Résineux :

• • • • Sapin blanc du Nord : résineux dont le bois de cœur et l’aubier ne sont pas distincts ; bois blanc mat se colorant très légèrement en rougeâtre vers le cœur ; aucun canal résinifère n’est visible sur une coupe transversale ; bois généralement tendre et relativement homogène;
      • Pin maritime : bois de cœur et d’aubier très distincts ; bois de cœur de couleur plus foncée et plus brune que celle du pin sylvestre ; bois d’espèce plus grasse ; aux odeurs plus prononcées et aux canaux résinifères très nombreux et visibles à l’œil nu (situés principalement en bordure du bois de printemps) ; les nœuds sont en général moyens ou assez gros et nettement plus foncés que le bois normal ; le bois d’été est délimité d’une manière franche par rapport au bois de printemps;
      • Pin sylvestre : bois de cœur et d’aubier très distincts ; bois de cœur d’une couleur rougeâtre marquée ; odeur prononcée de résine ; nombreux canaux résinifères ; ses nœuds sont en général assez petits et leur couleur est à peine plus foncée que le bois normal
      • Douglas : essence résineuse résistante aux insectes et aux champignons, même en milieu agressif (montagne, bord de mer…). L’aubier et le bois parfait sont bien distincts, l’aubier clair n’a pas les qualités de durabilité du duramen. La coloration allant de rosâtre à brun en fait un bois facile à reconnaître. Il est plus dur et plus dense que les autres essences de résineux. Les principales régions de production sont le Massif Central, les Alpes et le Jura. Sur pied, il est reconnaissable à ses aiguilles bleutées et aux poches de résines apparentes au niveau de l’écorce.
      • Caducs :
      • Chêne : bois de cœur et aubier distincts ; bois de cœur lourds, de couleur brun jaunâtre avec une odeur caractéristique de tanin ; aubier plus clair, peu résistant aux attaques des insectes et champignons ; rayons médullaires très marqués et très visibles sur les coupes en bout où ils se distinguent souvent mieux que les accroissements
      • Châtaignier : comparable en beaucoup de points au chêne, il est caractérisé par l’absence d’aubier, de rayons médullaires et de maillures visibles ; analogue au chêne au point de vue mécanique et d’excellente conservation ; coloration plus rouge que celle du chêne

Les arbres au feuillage caduc doivent être abattus en hiver pour être hors-sève. Les résineux peuvent être coupés toute l’année. Lorsque les branches de l’arbre sont coupées, on obtient une grume nette, de la taille de l’arbre. Cette opération s’appelle le façonnage. La grume est ensuite coupée dans sa longueur en différentes parties appelées billes.
Les billes sont ensuite débitées dans une scierie. En fonction du diamètre de la bille et de la qualité de son bois, le bois sera utilisé soit pour la charpenterie, soit pour la menuiserie, soit pour l’ébénisterie. La bille de pied est la partie de la grume allant du pied de l’arbre jusqu’aux premières branches.
Charpente de toiture

La charpente de toiture est constituée de différentes pièces en bois ou en acier :

• • • • la ferme constitue l’élément essentiel d’un comble d’une toiture. C’est elle qui transmet le poids général de la couverture aux porteurs verticaux (murs, poteaux…). Elle peut reposer sur des poteaux, sur les murs porteurs, parfois sur la panne sablière ;
      • les pannes sont les éléments de liaison entre les fermes. Il existe 3 types de pannes : la sablière, posée sur les murs ; les pannes ventrières positionnées en milieu de pan de toit et la panne faîtière, en haut de toit appelé le faîtage. C’est par elles que transitent les charges des chevrons vers les fermes. L’entraxe de panne dépend du type de conception de l’ouvrage, des charges de toiture et de la section de bois (ainsi que l’essence de celui-ci) ;
      • un chevron répartit le poids de la toiture sur les pannes. Il est disposé dans le sens de la pente avec un entraxe (distance d’axe en axe) de 50 à 60 cm maximum, suivant le type de couverture. Les sections classiques sont de 11 × 8 cm, 7, × 6,3 cm et 5 × 4,5 cm (hauteur × largeur) ;
      • les liteaux sont posés sur les chevrons pour recevoir le ou les matériaux de couverture (Exemple: couverture en ardoises non clouées sur volige, mais retenues par des crochets métalliques ou tuiles).

Les combles sont protégés des déformations dues à diverses contraintes, permanentes ou occasionnelles, par diverses pièces de «contreventement». Ainsi, la ferme peut être plus ou moins rigidifiée par diverses pièces de triangulation appelées en termes de charpentes de bois des « aiguilles » : par exemple des « poinçons », « contrefiches », « jambes de force », « blochets », etc. Dans le sens longitudinal, les fermes sont contreventées par diverses pièces qui les relient entre elles obliquement ou qui les relient aux pannes, ou relient encore les pannes entre elles. La précision des assemblages joue un rôle déterminant dans la charpente.
Ceci est le cas en France de la charpente en bois contemporaine à tendance traditionnelle. Historiquement, les charpentes de bois étaient constituées dans certaines régions de « chevrons formant ferme », autrement dit de petites fermes constituées à chaque paire de chevrons, ne demandant pas des pièces de section trop importante. Dans ce cas, les paires de ces « chevrons-arbalétriers » peuvent être plus espacées. Cette disposition, qui a pratiquement cessé en France à la fin du Moyen Âge, a perduré jusqu’au xxe siècle en Europe Centrale, et aboutit à la charpente contemporaine de « fermettes », constituée sur le même principe, mais avec des pièces de plus faible épaisseur et des assemblages industriels.
Une charpente est, la plupart du temps, conçue suivant les méthodes de l’entreprise, soit par méthode traditionnelle (épure), soit par CAO. Le dessin de la charpente généralement réalisé au 1/10e, ou en taille réelle, est appelé épure. Il permet de retrouver les assemblages nécessaires ainsi que les cotes et les angles des pièces à réaliser.
Termes utilisés en charpente :

• • • • About L’about est un terme de charpenterie désignant l’extrémité façonnée d’une pièce de bois.

En menuiserie l’about est la partie perpendiculaire au sens du fil du bois.
Extrémité d’une pièce taillée pour être assemblée à une autre.

• • • • Aisselier Un aisselier, en charpenterie, désigne une pièce de bois placée suivant un angle d’environ 45° sous l’entrait retroussé d’une ferme de charpente et joignant l’arbalétrier situé sous celle-ci afin de soulager l’assemblage à la jonction des deux pièces.
      • Âme En charpente, l’âme est la partie verticale d’une poutre.
      • Arbalétrier Dans une ferme de charpente, il s’agit d’une pièce posée obliquement supportant les pannes. Les deux arbalétriers forment un triangle avec l’entrait (qui constitue la base du triangle).
      • Arêtier L’arêtier est une pièce de charpente qui forme l’angle saillant ou l’arête de la croupe d’un toit, d’un pavillon ou de toute autre espèce de comble.
      • Blochet Un blochet, terme de charpente, se dit d’une pièce de bois placée horizontalement et formant une jambe de force avec le pied d’un arbalétrier.
      • Charpente à courbes La charpente à courbes (en anglais cruck construction) repose sur l’emploi de fermes (cruck trusses ou frames) où les arbalétriers sont de profil courbe (cruck blades ou crucks).
      • Chevêtre En construction, un chevêtre est une pièce de charpente dans laquelle on emboîte, on assemble, par entailles ou dans les clavages, les solives, pour les empêcher de tomber dans le vide. Cette pièce peut être également en fer.
      • Chevron ou faux-comble En charpente, les chevrons sont des pièces de bois équarries soutenues par des pannes, et qui supportent des liteaux, lambourdes ou voliges.
      • Comble Un comble est l’ensemble constitué par la charpente et la couverture. Il désigne par extension l’espace situé sous la toiture, volume intérieur délimité par les versants de toiture et le dernier plancher.
      • Contrefiche La contrefiche (ou jambette) est une pièce de bois oblique que l’on trouve dans la construction d’une charpente.
      • Contreventement En génie civil, un contreventement est un système statique destiné à assurer la stabilité globale d’un ouvrage vis-à-vis des effets horizontaux issus des éventuelles actions sur celui-ci (par exemple : vent, séisme, choc, freinage, etc.)
      • Échantignole L’échantignole ou échantignolle, chantignolle ou chantignole est une pièce de charpente permettant la fixation des pannes intermédiaires sur l’arbalétrier.
      • Enrayure Une enrayure est l’ensemble des pièces de charpente horizontales situés à la base d’arêtiers de charpente rayonnant autour d’un poinçon de ferme. Elle permet de constituer des dômes, des clochers, des croupes de toit aussi bien avec arêtiers de couverture que rondes.
      • Entrait ou tirant L’entrait (ou tirant) – terme de charpente – est un élément de la ferme. C’est une pièce de bois horizontale servant à réunir les arbalétriers, et qui est posée aux extrémités sur les murs gouttereaux, éventuellement dans un empochement (qui laisse passer l’air autour de l’entrait, pour éviter le pourrissement).
      • Faîtage, Faîte Le faîte est la ligne de rencontre haute de deux versants d’une toiture.

Le faitage est l’ouvrage qui permet de joindre ces deux parties. Il doit assurer l’étanchéité de la couverture d’un bâtiment, ainsi que sa solidité.

• • • • Faux-entrait L’entrait (ou tirant) – terme de charpente – est un élément de la ferme. C’est une pièce de bois horizontale servant à réunir les arbalétriers, et qui est posée aux extrémités sur les murs gouttereaux, éventuellement dans un empochement (qui laisse passer l’air autour de l’entrait, pour éviter le pourrissement).
      • Ferme En architecture, une ferme est un élément d’une charpente non déformable supportant le poids de la couverture d’un édifice avec un toit à pentes. De forme triangulaire pour un toit à deux versants comme pour un toit à quatre versants « deux étaux », cette partie vitale de la charpente est placée perpendiculairement aux murs gouttereaux.
      • Gousset Le gousset est une pièce de charpente, jambage ou plaque en bois, en fer, posé obliquement (angle d’environ 45°) reliant par assemblage un poteau vertical et une poutre horizontale tout en maintenant l’écartement et en donnant de la rigidité à cet ensemble.
      • Jambe de force Une jambe de force est un élément qui sert à soutenir une construction comme la charpente d’une maison.
      • Jambette (contrefiche ) La contrefiche (ou jambette) est une pièce de bois oblique que l’on trouve dans la construction d’une charpente.

Elle est placée entre les arbalétriers et l’entrait. Il est à noter que si la ferme ne contient pas de contre fiche au sens de la définition précédente, les liens de contreventement aussi nommés liens de faitage sont nommés alors contre fiches.

• • • • Lien de faîtage Un lien de faîtage est une pièce de charpente qui relie le faîtage au poinçon. Il limite les déformations du faîtage sur de grandes portées et sert également de contreventement.
      • Linçoir Un linçoir (ou linsoir) est une pièce fixée parallèlement à un mur, qui sert à supporter les solives d’un plancher, près des ouvertures.
      • Lindier Un lindier ou une muralière est une poutre parallèle collée au mur, fixée au mur via des tirefonds ou un dispositif équivalent
      • Moise En charpenterie, la moise désigne toute pièce de bois jumelle qui sert à entretenir plusieurs autres pièces d’un assemblage de charpente, et qui, à cet effet, sont entaillées ou délardées pour les accoler – Les moises sont posées, soit d’équerre, soit obliquement
      • Noue Une noue est une ligne de rencontre de deux pans de toiture formant un angle rentrant. La noue canalise à l’égout les eaux de ruissellement qu’elle reçoit.
      • En charpente
        • • C’est aussi une pièce de charpente oblique qui supporte l’intersection de deux pans formant un angle rentrant, et l’ouvrage de couverture qui assure l’étanchéité de cette ligne.
          • 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 arbalétrier.
      • En couverture
        • • La noue de couverture est un chéneau en forte pente. Elle peut être faite du même matériau que les pans adjacents ou bien (cas le plus fréquent) de zinc, de plomb, de cuivre ou d’aluminium.
          • Pour les toiture de style en tuile, la noue est constituée de tuiles nommées gambardières, qui s’assemblent par recouvrement comme des tuiles canal.
          • Panne La panne est une pièce de charpente posée horizontalement sur les fermes. Elle supporte les chevrons.

Elle relie les fermes et/ou les pignons et sert de support au système de couverture (patelage type bac acier, plateau, panneau bois, plaque fibre ciment, translucide ou chevrons + liteaux + tuile).

• • • • • • Pignon Le pignon désigne la partie supérieure triangulaire du mur d’un bâtiment servant à donner des versants à un toit.
          • Poinçon En charpente, le poinçon est une pièce principale faisant partie d’une ferme : c’est la pièce centrale verticale reliant l’entrait et les arbalétriers. Son rôle est de suspendre le centre de l’entrait (la poutre basse horizontale) , ce qui permet de pouvoir le charger sans qu’il fléchisse, par un plancher par exemple.
          • Portée La portée peut se définir comme la distance entre appuis de systèmes structurels d’un même ordre.
          • Poteau Un poteau désigne toute pièce de bois posée debout, de quelque grosseur qu’elle soit: ces poteaux prennent différents noms, suivant leur usage ou leur position
          • Poutre Une poutre est une pièce mécanique de forme ou d’enveloppe convexe parallélépipédique, conçue pour résister à la flexion. Elle est placée en général en position horizontale, où elle sert alors à supporter des charges au-dessus du vide, les poids de la construction et du mobilier, et à les transmettre sur le côté aux piliers, colonnes ou au murs sur lesquels elle s’appuie. La poutrelle est une poutre de faible section (moins de 20 cm d’âme).
          • Sablière En charpente, une panne sablière est une poutre placée horizontalement à la base du versant de toiture, sur le mur de façade. On la nomme ainsi car on la posait sur un lit de sable, qui en fuyant, permettait à la poutre de prendre sa place lentement.
          • Solive Une solive est une pièce de charpente placée horizontalement en appui sur les murs ou sur les poutres pour constituer le plancher d’une pièce. La continuité du plancher entre les solives est assurée par des entrevous.
      • Solive boiteuse La solive boiteuse, ou solive bâtarde, s’appuie sur un mur d’un côté et sur une pièce de bois de l’autre côté. C’est une solive courante qui travaille en flexion.
      • Solive d’enchevêtrure la solive d’enchevêtrure, ou solive porteuse, porte de mur à mur, elle porte les chevêtres, linçoirs. La solive d’enchevêtrure travaille en cisaillement.
      • Trémie Une trémie est un espace réservé dans un plancher pour laisser passer un escalier, un ascenseur, une cheminée…
      • Volige En charpenterie, la volige est une planche de bois rectangulaire, et de faible épaisseur qui, fixée à côté d’autres sur les chevrons, est destinée à réaliser un plancher continu pour supporter les matériaux de couverture de toiture tels qu’ardoises, zinc ou étanchéité bitumeuse.

Le plancher ainsi constitué s’appelle le voligeage.