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Comment bien choisir sa charpente

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Le terme charpente désigne l’ensemble des pièces portant la couverture d’un bâtiment. Composé d’un élément de soutien appelé ferme, elle peut être en bois, en béton ou en métal. Sa pose intervient comme étant la dernière étape de l’installation de l’ossature d’une construction neuve.

Différents types de charpentes

Elément porteur de la construction, la charpente maintient les murs et le gros œuvre, solidifie l’ensemble de la structure et prépare la pose de la toiture. Pierre angulaire de la toiture, la ferme de charpente supporte le poids de la couverture de toit. Perpendiculaires aux murs de soutien, les fermes sont reliées entre elles par des pannes.

Entre les pannes et les fermes interviennent différents éléments parmi lesquels le faîtage, les liteaux et les chevrons. Le tout est relié par un ensemble de sabots et de connecteurs. La plupart du temps et sauf dans le cas de toits plats et autres exceptions, la structure sera de forme triangulaire, de façon à assurer un écoulement optimal des eaux de pluie.

En fonction des besoins et contraintes du projet, trois possibilités possibilités sont offertes : opter pour une charpente traditionnelle, pour des fermettes ou pour une toiture plate. Robuste et esthétique, la première option permet d’aménager ses combles et d’augmenter ainsi la surface habitable. Trois types de fixations sont possibles :

  • Par embrèvement : les différents éléments sont emboités et la fixation s’effectue soit à l’aide d’un système de tenons et mortaises, soit par l’intermédiaire de boulons
  • Par assemblage moisés : les pièces sont fixées à l’aide de boulons et de pointes
  • Par enture lorsque deux pièces sont placées dans le prolongement l’une de l’autre

Le prix d’une charpente traditionnelle se situe entre 70 et 90€/m² pour du sur mesure et autour des 50€/m² pour une construction en kit.

Solution plus économique avec un prix évalué autour des 60€/m², les fermettes permettent de bénéficier d’une charpente industrielle préfabriquée. La ferme remplace les traditionnels chevrons et la structure offre une résistance de 150 kg/m² soit l’équivalent d’une couverture de toit et d’un plafond en plaques de plâtre. Un système intéressant qui facilite la mise en œuvre mais qui ne permet pas l’aménagement de combles.

Les charpentes pour toits plats nécessitent, quant à elles, différents calculs. Elles doivent notamment prendre en compte la distance entre les appuis, le poids de la toiture et la surcharge temporaire pouvant être occasionnée par la neige ou la pluie. Globalement, les toitures plates supportent un poids compris entre 100 et 200 kg/m².

Ossature métallique, charpente bois ou béton : choisir les bons matériaux

Une fois le type de charpente sélectionné, un second choix reste à effectuer, celui du matériau de l’ossature. Ce choix sera déterminé par différents facteurs à commencer par les performances en termes d’isolation thermique et acoustique et de ventilation, la solidité du matériau, les contraintes intrinsèques du projet de construction et les contraintes architecturales définies par le cahier des charges.

Grâce à son esthétisme, le bois permet de laisser la structure apparente. Massif ou lamelé collé, il convient aussi bien aux architectures traditionnelles qu’aux constructions modernes. En fonction des éléments, certaines essences sont plus adaptées que d’autres. Les pins sylvestre ou maritime, l’épicéa, le peuplier, l’orme et le sapin Douglas conviennent aux grosses pièces tandis que le sapin, le peuplier et le châtaigner constituent un choix idéal pour les chevrons et clivages, le frêne ou l’acacia pour les chevilles et le sapin pour les lattes.

Matériau de construction le plus employé au monde, le béton est apprécié pour sa résistance extrême, sa bonne maniabilité et son adaptabilité à toutes les configurations de toiture. Le choix du type de béton dépendra directement de la nature du projet : le béton armé est le plus adapté dans le cadre d’un projet de rénovation de toiture tandis que le béton léger permet d’améliorer la performance thermique de la construction. Le béton précontraint élimine, quant à lui, les risques de fissuration. Le prix d’une charpente béton est évalué à environ 100€/m2, hors coûts de main d’œuvre.

La charpente métallique présente de nombreux avantages. Simple et rapide à mettre en œuvre, elle permet de réduire le nombre de murs porteurs de la construction et de réaliser de plus grandes ouvertures, tout en offrant une structure plus légère. Destinées aux garages et entrepôts, les charpentes métalliques en kit affichent un coût situé autour des 40 euros par m². Les autres bâtiments nécessiteront une réalisation sur mesure.

Enfin, il est important de noter que la charpente reste un élément porteur. Elle doit donc offrir une résistance au feu optimale. Dans le cas contraire, c’est l’ensemble de la structure qui pourrait s’effondrer, en cas d’incendie. Le béton étant ignifuge, il constitue le matériau de charpente offrant la meilleure résistance au feu. Toutefois, à défaut d’être ininflammable, une structure en bois massif offrira également une excellente résistance au feu, sa faible conductivité thermique laissant un temps d’intervention plus long.

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Calcul des charges et de la pente de la charpente

Tous travaux impliquant une rénovation ou une modification de charpente ou effectués dans le cadre d’une construction neuve nécessitent de réaliser différents calculs préalables. Il faudra notamment déterminer en premier lieu la pente de la toiture. Celle-ci dépend de trois facteurs : le matériau de couverture de toît employé, la direction du vent et l’intensité des pluies.

Les zones à grosses averses accompagnées de vents violents nécessiteront une pente d’au moins 35°. Les versants positionnés face aux vents accompagnés de pluie nécessiteront une pente minimale de 30° tandis que les autres versants pourront se contenter d’une pente minimum de 25°.

Il sera également nécessaire de réaliser le calcul des charges permanentes, comme la couverture et le plafond, et temporaires tels que la neige, la force du vent, les charges d’exploitation et de prévoir une latte d’une résistance de 800 N, soit le poids d’un homme de 80 kg pour une éventuelle réparation. Le calcul des contreventements et de la résistance du bois viennent compléter cette liste tandis que le calcul de l’écart entre les lattes est défini par la taille des tuiles et ceux inhérents à l’assemblage réalisés par le fabricant.

Il existe de nombreux logiciels de construction bois ou de structure acier permettant de faciliter la réalisation de ces calculs.


 

Choisir la bonne isolation

Les combles représentent 30% des déperditions thermiques des bâtiments. Isoler les combles perdus est donc indispensable. Cette isolation par l’intérieur peut être à base de laine de roche, de laine minérale, de laine de mouton, de cellulose appliquée par soufflage ou de panneaux de polystyrène. Le choix du matériau le plus adapté dépend avant tout des besoins d’isolation de la construction.

Dans le cadre d’une rénovation de charpente ou de toiture existante, la plupart du temps, la couverture est installée sans écran de sous toiture HPV ou avec un écran bitumineux. La mise en œuvre d’une isolation en rampants nécessite alors de réserver une lame d’air ventilée de 2 cm minimum en sous face des liteaux, soutenant la couverture, et de mettre en place un système permettant d’assurer le balayage de l’air.

 

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