CHARPENTE à FERMETTES

Transcription

Fonds de Formation professionnelle de la construction
en collaboration avec Centre de Formation Bois
BOIS6.1
Charpente à fermettes

UALIT
DQ
Y
IE
ISO
9001
M
STE
SY
CERT
IF
Charpente à fermet tes
BCCA
© Fonds de Formation professionnelle
de la Construction, Bruxelles, 2014
Tous droits de reproduction, de traduction et
d’adaptation, sous quelque forme que ce soit,
réservés pour tous les pays.
version août 2014
D/2014/1698/13
2
Rédaction
Coordination:
Arch. Edwin De Ceukelaire
Willem Van Peer
Groupe de travail:
Alex Dierickx
Bernard Despiere
Christof Termote
Dirk Watthé
Etienne Moernaut
Filip François
Patrick Coene
Paul Delcour
Philip Deltour
Silveer De Dobbelaere
André De Potter
Yvo Borry
Textes:
Alex Dierickx
Filip François
Bart De Waele
Dessins:
Paul Delcour
Philip Deltour
Groupe de lecture: Groupe de travail
Jeroen Doom
Bart De Waele
Avec l’aide de:
Broux BVBA
Contact
Pour adresser vos observations,
questions et suggestions, contactez:
fvb-ffc Constructiv
rue Royale 132/5
1000 Bruxelles
Tél.: +32 2 210 03 33
Fax: +32 2 210 03 99
Site web : ffc.constructiv.be
Avant-Propos
Avant-Propos
Contexte
Le secteur de la construction, pilier de notre économie, est confronté constamment a un grand
nombre de défis. Parmi ceux-ci, le secteur veille a assurer la formation continue de la main-d’œuvre
en activité dans la construction.
Pour renforcer la réserve de main-d’œuvre qualifiée, Le Fonds de Formation professionnelle de
la Construction, le fvb-ffc Constructiv, porte une attention particulière à l’enseignement et à la
formation des jeunes qui choisissent une formation dans le domaine de la construction. La formation
tout au long de la carrière professionnelle demeure une nécessite car les techniques et les matériaux
évoluent de manière significative; une plus grande attention sera accordée aux dispositions relatives
à la sécurité et aux exigences liées a la «Construction durable».
Par conséquent, le ffc, avec le soutien des organisations professionnelles, charge des équipes de
rédaction de manuels modulaires de formation. Ces manuels peuvent être complémentaires aux
publications du CSTC. Les équipes de rédaction peuvent varier selon le sujet. Les experts sont
généralement identifies auprès des opérateurs de formation et de l’enseignement, des professionnels
du secteur en activité ou encore auprès des fabricants, pour être le plus possible en lien avec la
réalité actuelle du milieu professionnel.
Le ‘Manuel modulaire Bois’
Ces manuels modulaires sont utilisables comme supports de cours à adapter selon les types de
formation et selon les groupes cibles. Ces supports didactiques sont également disponibles en
format téléchargeable sur notre site ffc.constructiv.be.
Bien qu’il existe beaucoup de livres sur le bois et le traitement du bois, cet ouvrage est un
complément incontournable : d’une part il donne un aperçu des produits, des techniques et des
applications contemporains, et d’autre part, il s’associe aux profils de compétences professionnelles
existants qui sont progressivement traduits en référentiels de formation.
Plusieurs experts ont apporté leurs savoirs et savoirs faire pour délivrer ce travail qui apporte une
contribution inestimable à l’artisanat de notre pays. Ce manuel s’adresse à tous ceux qui veulent
maîtriser la profession. Tous les aspects du travail sont décrits et expliqués en détail dans un langage
facilement compréhensible et dans un style visuel fort.
Robert Vertenueil
Président fvb-ffc Constructiv
3
Résumé
Résumé
La présente partie du Manuel modulaire Bois traite des charpentes à fermettes. Cet ouvrage de
référence contient un aperçu des différentes formes de toit et de charpentes à fermettes, les
éléments d’une toiture et les constructions y afférentes telles que saillies, gouttières, trappes
d’escalier et ouvertures de cheminée, tabatières, lucarnes, etc. Toutes les étapes de la construction
jusqu’au placement des charpentes à fermettes sont parcourues et le rôle de la couverture de
toiture et de l’isolation de toiture est examiné.
Le premier chapitre apporte une brève explication sur l’évolution des charpentes à fermettes et
sur la manière dont une ferme de toit se distingue d’une charpente traditionnelle. Le chapitre
deux donne un aperçu des mesures de sécurité à prendre lors de travaux de toiture. Ensuite, les
chapitres trois et quatre présentent un récapitulatif des types de fermes que l’on peut rencontrer
et des essences de bois utilisées.
Dans le chapitre cinq concernant les différentes méthodes de construction, il apparaît clairement
qu’il existe diverses manières de lier et de fixer les éléments d’une ferme. Dans le chapitre six, les
différentes constructions connexes du toit sont examinées (saillies, gouttières, trappes d’escalier et
ouvertures de cheminée, tabatières, lucarnes, etc.).
Le chapitre sept présente l’ensemble du processus d’installation et aborde également la livraison
et l’entreposage sur le chantier. Le manuel se termine par des informations supplémentaires sur le
rôle de la couverture de toiture et de l’isolation de toiture.
4
Sommaire
Sommaire
1. Généralités�� 7
1.1. Introduction�� 7
1.1.1. Origine du toit�� 7
1.1.2. Description des charpentes à fermettes�� 8
1.1.3. Eléments constitutifs d’une ferme de toit�� 9
1.2. Charpente à fermette versus charpente
traditionelle�� 10
1.2.1. La charpente traditionnelle�� 10
1.2.2. La charpente à fermettes�� 10
2. Mesures de sécurité�� 13
2.2. Risques et mesures de prévention�� 13
2.3. Équipements de protection�� 14
2.3.1. Équipements de protection collective
ou EPC�� 14
2.3.2. Équipements de protection individuelle
ou EPI�� 16
2.4. Conseils de sécurité pour
les travaux de toiture�� 18
3. F ormes de toit et
formes de fermes�� 19
3.1. Formes de toit�� 19
3.1.1. Introduction�� 19
3.1.2. Formes de toit les plus courantes�� 19
3.1.3. Formes de toit moins courantes�� 20
3.1.4. Formes de toit combinées�� 21
3.2. Mode de calcul�� 22
3.3. Formes de ferme�� 23
3.3.1. Formes de ferme pour des portées
jusqu’à 6 m�� 24
4. Matériaux�� 27
4.1. Généralités�� 27
4.2. Caractéristiques�� 27
4.3. Essences de bois�� 28
4.3.1. Classement�� 28
4.3.2. Influence de l’humidité sur le bois�� 29
5. Construction�� 31
5.1. Composition de la charpente à fermettes�� 31
5.2. Les fermettes�� 32
5.2.1. Construction des fermettes�� 32
5.2.2. Méthodes de construction des fermettes� 33
5.2.3. Raccords qui ancrent les fermettes
dans la construction�� 34
5.3. Formes de treillis�� 36
5.4. Assemblages et fixations�� 37
5.4.1. Assemblage par chevauchement�� 37
5.4.2. Assemblage plan
avec connecteurs métalliques�� 37
5.4.3. Goussets métalliques�� 38
5.4.4. Sabots de poutre et ancrages métalliques 39
5.4.5. Bande métallique�� 39
5.4.6. Boulons et tiges filetées�� 40
6. Constructions annexes�� 41
6.1. Débords de toit�� 41
6.1.1. Toiture avec débord�� 41
6.1.2. Toiture sans débord�� 44
6.2. Gouttières�� 46
6.2.1. Directives générales�� 46
6.2.2. Gouttière pendante�� 47
6.2.3. Corniche�� 48
6.3. Constructions en fonction des raccords
de toiture�� 51
6.3.1. Construction avec un arêtier�� 51
6.3.2. Construction avec une noue�� 54
6.4. Passages de cheminée�� 55
6.5. Trappe d’escalier�� 56
6.6. Tabatières�� 57
6.7. Lucarnes�� 59
6.8. Demi-croupe�� 60
5
Sommaire
Sommaire
7. POSE�� 61
9. Isolation du toit�� 73
7.1. Livraison�� 61
7.2. Entreposage sur le chantier�� 62
7.3. Pose des fermes d’un toit en bâtière simple� 63
7.3.1. Étape 1 - Pose de la sablière�� 63
7.3.2. Étape 2 - Pose des chevrons d’assemblage� 65
7.3.3. Étape 3 - Pose de la panne faîtière�� 65
7.3.4. Étape 4 - Pose du cordeau de maçon�� 66
7.3.5. Étape 5 - Pose des autres fermes�� 66
9.2. Isolation et composition de la toiture�� 74
9.2.1. Quels endroits faut-il isoler?�� 74
9.2.2. Composition de la toiture�� 75
9.3. Matériaux d’isolation�� 75
9.3.1. La valeur d’isolation�� 76
9.3.2. Le type de matériau - origine du matériau�� 76
9.3.3. La forme commerciale�� 77
9.3.4. Sécurité incendie�� 78
9.3.5. Caractère hydrofuge�� 78
9.4. Pose de l’isolation�� 79
9.4.1. Isolation au-dessus des arbalétriers�� 79
9.4.2. Isolation entre les arbalétriers�� 79
7.3.6. Étape 6 - Dresser les arbalétriers
avec une planche à l’extérieur�� 66
7.3.7. Étape 7 - Contrôler l’alignement
des arbalétriers dans le pan du toit�� 66
7.3.8. Étape 8 - Placer les entraits et les entretoises,
le hourdis avec les jambes de force
et tirants, les lattis et entretoises�� 67
7.3.9. Étape 9 - Pose des contreventements�� 67
8. Couverture de toit�� 69
8.1. Sous-toiture�� 70
8.1.1. Description�� 70
8.1.2. Types de sous-toiture�� 70
8.1.3. Pose de la sous-toiture�� 71
8.1.4. Raccord entre la sous-toiture et
les fermettes�� 71
8.2. Finition de la toiture�� 72
6
10. Glossaire�� 81
1. Généralités
1. Généralités
1.1.Introduction
1.1.1.Origine du toit
Le toit est une partie importante d’un bâtiment: il forme une
séparation entre l’intérieur et l’extérieur et assure une protection
contre les précipitations et intempéries.
Il y a très longtemps que l’on construit des toitures. À l’origine, le
grenier sous un toit en pente servait uniquement d’emplacement
de stockage. Pensons au grenier à foin typique d’autrefois. Les
choses ont changé à mesure que l’homme a opté de plus en plus
pour une utilisation rationnelle de l’espace et rendu le grenier
habitable.
La technique des charpentes à fermettes en bois provient des
bâtiments industriels où les fermes étaient souvent en acier ou
en béton. Les connaissances sur les charpentes à fermettes en
bois se sont progressivement affinées pour obtenir des systèmes
calculés permettant une utilisation plus économique du bois. Le
mode constructif actuel a de plus en plus recours aux charpentes à
fermettes et ce, pour diverses raisons.
Paul Delcour
Charpente avec charpentes à fermettes
7
Sommaire
Paul Delcour
1.1.2. Description des charpentes à fermettes
Les charpentes à fermettes en bois sont généralement fabriquées
avec des planches en bois massif. Il existe également des fermes en
matériaux composites à base de bois.
Les fermes sont fixées sur un support avec un écartement
déterminé. Pour le support, on peut utiliser un hourdis, un mur ou
une sablière en bois.
Avant de passer à la fabrication des fermes, il faut déterminer la
section en bois et l’écartement.
Afin d’accroître la stabilité de la construction de la ferme, on utilise
des treillis triangulaires.
Treillis en triangle
La fabrication des fermes peut se faire en atelier ou sur chantier.
Paul Delcour
Alex Dierickx
Broux BVBA
Forme de toit en triangle
Paul Delcour
Fermettes successives
8
Toit en bâtière à fermettes avec profilés A
(façade en pointe simple, sans lucarne)
Sommaire
1.1.3. Eléments constitutifs d’une ferme de toit
Paul Delcour
Éléments d’une ferme de comble traditionnelle
Paul Delcour
Éléments d’une fermette
9
Sommaire
1.2. Charpente à fermette versus charpente
traditionelle
Paul Delcour
1.2.1. La charpente traditionnelle
Dans les nouvelles constructions, on opte encore souvent pour une
charpente traditionnelle. La charpente traditionnelle est constituée
de pannes et de chevrons. Étant donné qu’une plus grande travée
doit être assurée, le bois de construction doit avoir une section
plus grande qu’avec les fermes. Pour maintenir cette construction
abordable, les essences de bois feuillu chères telles que le chêne et
le châtaignier sont remplacées par des essences de bois résineux
telles que l’épicéa, le pin sylvestre et le douglas.
Toit en bâtière avec charpente de toit traditionnelle
Surtout quand l’aspect esthétique du grenier est important,
on laisse le côté intérieur de la charpente apparent. Le cachet
naturel du bois combiné à la mise en œuvre professionnelle de
cet élément de construction reçoit la préférence de nombreux
maîtres d’ouvrage. Pour obtenir cet effet, on utilise parfois dans les
charpentes traditionnelles des fausses fermes qui ont uniquement
une fonction décorative.
1.2.2. La charpente à fermettes
Une toiture composée de plusieurs fermettes successives présente
plusieurs avantages.
10
Paul Delcour
Broux
Fermes répétitives
Sommaire
Broux
Avantages généraux
•• Sur base du plan de construction et du cahier des charges y
afférent, un calcul précis du prix de revient peut être effectué.
•• L’écartement régulier des fermettes permet une répartition
uniforme des charges sur la structure sous-jacente.
•• La méthode de construction permet une pose parfaite tant pour la
couverture de toit que pour la finition intérieure.
•• La pose de l’isolation entre les arbalétriers est particulièrement
facilitée.
•• Les charpentes à fermettes se prêtent bien à la préfabrication.
Fabrication sur le chantier
Les fermes peuvent également être fabriquées en usine, on parle
alors de fermes préfabriquées.
Broux
Avantages des fermes industrialisées
•• La fabrication dans l’atelier rend la désinfection du bois plus facile
et la perte de bois minimale.
•• Les fermes industrialisées sont composées de planches de section
plus petite. Cela permet de réduire les coûts de matériau.
•• À l’aide de l’équipement de levage adéquat, les fermes
industrialisées peuvent être placées en peu de temps.
Avantages des fermes fabriquées manuellement
•• Contrairement aux fermes industrialisées, la fabrication manuelle
ne requiert pas de grue. En effet, le bois est livré en parties plus
petites sur le terrain.
•• Lors du calcul des fermes sur base du plan de construction, il
peut arriver que les dimensions du plan ne correspondent pas
aux dimensions réelles. Une production et une pose manuelles se
laissent facilement corriger.
Pose de fermes préfabriquées
Broux
Avantage de la combinaison des deux types de fermes
Les avantages des deux techniques peuvent également être
combinés en:
•• effectuant une découpe précise et efficace des éléments et en
réalisant un montage restreint en atelier;
•• poursuivant le montage sur chantier, ce qui permet une souplesse
de mise en œuvre des fermes.
Le système s’avère meilleur marché, plus facile à réaliser et efficace.
Livraison de bois pour la fabrication
manuelle de fermes
11
12
2. Mesures de sécurité
2.1.Introduction
Lors de la pose de charpentes à fermettes, le risque de chute de
hauteur existe. À partir d’une hauteur de 5 mètres, il est question
d’un risque accru. Les employeurs et travailleurs doivent prendre
des mesures efficaces pour limiter ce risque et les conséquences
importantes qui peuvent en découler.
Ces conséquences importantes peuvent être:
•• sociales: souffrance physique;
•• économiques: incapacité de travail du travailleur;
•• légales: responsabilité de l’employeur.
2.2. Risques et mesures de prévention
Pour travailler en hauteur en toute sécurité, il est indispensable
d’effectuer une analyse des risques, d’évaluer les risques et de
prendre les mesures de prévention nécessaires.
•• Une analyse des risques est une liste de tous les risques éventuels
liés à un certain type de travail. Par ailleurs, lors de l’analyse des
risques, il faut tenir compte des conditions climatiques.
•• Une évaluation des risques est une estimation de la gravité du
dommage possible.
•• Les mesures de prévention sont des mesures qui sont prises au
préalable pour limiter les risques et réduire les dangers. Dans un
premier temps, on opte pour les équipements de travail les plus
adaptés. On remplace les équipements de travail dangereux par
des équipements moins dangereux.
13
La poursuite de l’objectif sécurité se fait dans un ordre strict:
• Il faut d’abord essayer d’éliminer le risque.
Plus les manipulations peuvent être effectuées au préalable
dans l’atelier et non sur le toit, plus le risque de chute est limité.
• Ensuite, l’on prévoit une protection collective. Il s’agit d’une
protection qui est d’application pour tous les travailleurs qui
effectuent le travail.
Une protection collective bien connue est l’échafaudage qui
est placé autour de la toiture en guise de dispositif antichute.
Une autre protection collective est un filet de sécurité qui
permet de retenir une chute.
• Ensuite, on traite les risques résiduels à l’aide d’équipements
de protection individuelle. Le terme est explicite; il s’agit d’une
protection qui s’applique à un seul travailleur.
Pour les travaux de toiture, on utilise notamment un harnais de
sécurité comme protection individuelle antichute.
2.3.Équipements de protection
Il n’est pas permis par la loi que des travailleurs engagés travaillent
sans équipements de protection. L’employeur doit mettre à
disposition du travailleur tous les équipements de protection
nécessaires.
2.3.1.Équipements de protection collective ou EPC
Échafaudages
Un échafaudage solide fait office de protection collective pour
prévenir les chutes lors de travaux de toiture. Les échafaudages sont
soumis à des exigences strictes, ils doivent:
•• être équipés d’une passerelle d’une largeur utile d’au moins 0,8 m,
lorsque des matériaux n’y sont pas entreposés;
•• être équipés d’une passerelle d’une largeur utile d’au moins 1,2 m,
lorsque des matériaux y sont entreposés;
•• être équipés d’une lisse supérieure qui se trouve à 1 m ou 1,2 m de
hauteur de la passerelle;
•• être équipés d’une lisse intermédiaire à 0,5 m de la passerelle;
•• être équipés d’une plinthe qui dépasse d’au moins 15 cm la
passerelle.
1 à 1,2 mètres
0,5 m
plinthe 0,15 m de haut
Échafaudage
14
Selon l’arrêté royal du 31/08/2005, une personne qui utilise
un échafaudage doit avoir suivi une formation adaptée.
Quelques règles générales de base:
Attention
Dans le cas d’un gros œuvre, le terrain
autour de la façade n’est pas toujours
stable. On peut augmenter la surface
porteuse en installant une planche ou
une poutre stable sous les pieds de
l’échafaudage.
navb-cnac
•• Les échafaudages doivent toujours être stabilisés et ancrés au
niveau de la partie supérieure. En guise d’ancrage dans le haut de
la façade, on utilise généralement des chevilles à frapper.
•• Un échafaudage ne peut pas être déplacé lorsque des personnes
se trouvent dessus.
Cette règle est surtout importante lors de l’utilisation
d’échafaudages roulants.
•• Lorsque la distance entre le mur et l’échafaudage s’élève à plus de
0,2 m, il faut également placer une plinthe du côté du mur.
Le risque de trébuchement sur l’échafaudage ou de chute d’objets
est ainsi limité.
Échafaudages suspendus
Un autre type d’échafaudage pour les travaux en hauteur est
l’échafaudage suspendu.
Les règles de base en matière de sécurité sont les mêmes que pour
l’échafaudage classique.
Lors de l’utilisation d’échafaudages suspendus, il faut toujours porter
un harnais de sécurité.
navb-cnac
Ancrage
Échafaudage suspendu
15
navb-cnac
Échelles
Pour des travaux de courte durée avec un effort physique très
restreint, une échelle peut être utilisée. C’est également le cas
lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser des équipements de travail
plus sûrs. Pour les travaux de toiture, une échelle est généralement
uniquement utilisée pour remédier aux différences de niveau.
Dans ce cas également, il y a des règles de sécurité de base à suivre.
Les échelles:
•• doivent dépasser le plancher de travail de 1 m;
•• doivent être placées à un angle de 65° à 75° par rapport à la façade;
•• ne sont pas utilisées pour les travaux de longue durée;
•• ne sont pas utilisées pour les travaux avec des machines qui sont
équipées d’un câble d’alimentation;
•• ne sont pas utilisées pour hisser du matériel lourd.
•• les trois échelons supérieurs ne peuvent pas être utilisés.
Utilisation correcte des échelles
2.3.2.Équipements de protection individuelle ou EPI
L’employeur est légalement tenu de mettre à disposition des
travailleurs les équipements de protection individuelle nécessaires.
Ne pas prendre de risque sur les échelles
Spécifiquement pour les travaux de toiture, un bon dispositif
antichute est très important. Il est constitué d’un harnais que porte
le travailleur et qui est relié à un point d’ancrage via une longe de
sécurité.
Les équipements de protection pour les travaux de toiture sont:
navb-cnac
Harnais de sécurité
Pour les travaux de toiture à une hauteur de 2 m et plus, le harnais
peut servir de protection individuelle. Le harnais n’empêchera pas la
chute, mais offrira une protection en cas de chute.
L’ancrage est assuré par trois boucles en forme de D: une dans le
dos, deux à l’avant. En cas de chute, le corps de la personne reste
ainsi en position verticale.
Harnais de sécurité
16
navb-cnac
Ancrage
Outre une protection antichute fiable, il est indispensable de choisir
un point d’ancrage efficace. À cet effet, les conditions suivantes
doivent être respectées:
•• la hauteur de chute doit être maintenue la plus petite possible;
•• la longueur des longes doit être adaptée aux circonstances.
On peut choisir parmi les longueurs de 1, 1,5 ou 2 m. Dans des
conditions difficiles, mieux vaut utiliser un dispositif absorbeur
d’énergie.
Casque de sécurité
Casque de sécurité
navb-cnac
Ce casque protège la tête des blessures causées des chocs ou des
chutes d’objets.
Chaussures de sécurité
Les chaussures de sécurité doivent protéger les pieds contre les
contusions dues à des chutes d’objets. Mais elles doivent aussi offrir
un confort suffisant et permettre une bonne hygiène des pieds.
Les chaussures de sécurité doivent toujours porter la lettre S de
Sécurité.
Chaussures de sécurité
Gants de protection
navb-cnac
Une protection adaptée peut limiter considérablement, voire
empêcher, toute blessure. Les gants en cuir de bovin offrent la
meilleure protection pour les travaux de toiture.
Gants de sécurité
17
2.4. Conseils de sécurité pour les travaux
de toiture
Un bon travailleur effectue ses travaux en toute sécurité.
En éliminant le plus grand nombre de risques au préalable et en
utilisant les équipements de protection adéquats, beaucoup de
catastrophes peuvent être évitées. Gardez donc toujours les conseils
suivants à l’esprit:
•• Une personne sans expérience connaît moins les dangers liés aux
travaux à effectuer.
•• Il est préférable pour une personne qui a le vertige de ne pas
effectuer de travaux en hauteur.
•• Faites un planning et un descriptif précis des travaux avant de les
commencer et consacrez l’attention nécessaire aux risques qu’ils
comportent.
•• Tenez compte des conditions climatiques. En cas de pluie ou
de givre, le risque de glissade est bien plus important, ce qui est
vraiment à éviter pour les travaux en hauteur.
•• Lors de la pose des fermes, il faut parfois se déplacer sur une petite
plateforme de travail. Restez donc toujours vigilant pendant les
travaux en hauteur. Un travail précis n’est possible que lorsque
l’environnement de travail sûr vous permet d’y consacrer l’attention
nécessaire.
18
3. Formes de toit et formes de fermes
3.1. Formes de toit
3.1.1.Introduction
La forme du toit est choisie à l’aide des critères suivants:
•• exigences d’utilisation (p.ex.: utilisation ou non du grenier);
•• autres exigences du maître d’ouvrage;
•• la méthode de construction;
•• les exigences architecturales;
•• les calculs de stabilité;
•• les prescriptions urbanistiques;
•• les exigences techniques;
•• la couverture du toit.
Les formes de toit sont construites de manière à permettre l’ajout
de lucarnes, de tabatières, de passages pour les cheminées ou pour
l’aération.
Paul Delcour
3.1.2. Formes de toit les plus courantes
Le toit en batière (à deux pans)
Le toit est composé de deux pans qui se rejoignent en hauteur à la
ligne faîtière.
Toit en bâtière
Paul Delcour
Le toit en appentis
Cette forme de toit ne comporte qu’un seul pan de toit.
Toit en appentis
19
Paul Delcour
Le toit en croupe
Cette forme de toit se caractérise par quatre pans de toit. Les deux
pans triangulaires sur les petits côtés et les deux pans trapézoïdaux
sur les longs côtés raccourcissent la ligne faîtière.
Les lignes obliques de raccords des pans sont appelées les arêtiers.
Toit en croupe
Paul Delcour
Le toit en pavillon (à quattre versants)
Lorsque les arêtiers se rejoignent en un seul point, on parle d’un toit
en pavillon. Cette forme de toit est utilisée sur les bâtiments carrés.
Toit en pavillon
3.1.3. Formes de toit moins courantes
Paul Delcour
Le toit à croupe faîtière
Paul Delcour
Le toit à mansarde
Il est comparable au toit en bâtière mais la pointe des pignons a
été raccourcie pour former des pans en trapèzes. Les petits pans de
toits sont appelés pans coupés, demi-croupe ou croupette.
Toit à croupe faîtière
Toit à mansarde
20
Ce type de toit est également appelé toit français. La forte
inclinaison du bas des pans de toit permet de créer plus de volume
dans les combles.
Paul Delcour
Le toit en dents de scie ou le toit en shed
Cette forme de toit était principalement utilisée pour les bâtiments
industriels. Généralement, les deux pans de toit ont des inclinaisons
différentes. Le pan de toit plus pentu est souvent fermé par des
vitres et dirigé vers le nord pour un apport régulier et naturel de
lumière aux espaces sous le toit. Les autres pans de toit peuvent
être courbés.
Le toit en dents de scie ou le toit en shed
Paul Delcour
Le toit en arc
Cette forme de toit est choisie pour ses accents architecturaux, tant
à l’intérieur qu’à l’extérieur.
Toit en arc
Paul Delcour
3.1.4. Formes de toit combinées
On rencontre également des formes de toit combinées. Il s’agit
d’une combinaison de deux ou plusieurs formes de toit. La
combinaison des toits en bâtière ou des toits en croupe est la plus
courante.
Combinaison de deux toits en bâtière
Paul Delcour
Combinaison d’un toit en croupe et
d’un toit en bâtière
21
3.2. Mode de calcul
Le charpentier qui crée les charpentes détermine la section des bois
sur base:
•• de la portée du toit,
•• de la distance d’axe en axe des fermes,
•• le poids de la construction ou la charge permanente:
оо le poids de la ferme même
оо le poids de la couverture de toit
•• la charge occasionnelle:
оо le poids de la neige sur le toit, qui dépend de l’inclinaison du toit
et de la situation géographique
оо la pression du vent, qui dépend de la hauteur du bâtiment et de
la situation géographique
Comme pour une construction métallique ou en béton, il faut veiller
à ce que la construction avec les fermes en bois soit suffisamment
robuste.
Des logiciels qui se basent sur les méthodes classiques de calcul de
la construction nous aident à parvenir à une utilisation rationnelle
du bois lors du calcul de la construction des charpentes en bois.
Pour le bois, ce sont généralement les fléchissements du bois et
non les tensions qui sont déterminants pour les sections du bois.
Cet aspect est moins décisif pour les autres matériaux tels que
l’acier et le béton.
22
Alex Dierickx
3.3. Formes de ferme
Dans le groupe des fermes industrialisées, un large éventail de types
de ferme est disponible. À ce niveau, on distingue les fermes pour
les combles aménageables et les combles non aménageables.
Combles aménageables
Étage habitable (inclinaison de toit de 40° à 45°):
Structure de ferme en A
•• Ferme en A sur béton
•• Ferme en A à entrait porteur sur trois points d’appui
•• Ferme en A à entrait porteur sans point d’appui
Comble aménageable
Pierre-Paul Yerlès
Combles non aménageables
Combles non aménageables (inclinaison du toit 30°)
Comble non aménageable
23
3.3.1. Formes de ferme pour des portées jusqu’à 6 m
Ferme à structure en éventail
Paul Delcour
Ferme triangulaire à poinçon
Paul Delcour
Ferme Polonceau
Paul Delcour
Ferme à écharpes
Paul Delcour
Ferme en shed
24
Structure de ferme en W
Paul Delcour
Ferme en W
Structure de ferme en M
Paul Delcour
Ferme en M
Ferme triangulée à double poinçon
Paul Delcour
Ferme triangulée à double poinçon
25
Ferme en double W
Paul Delcour
Ferme en double W
Ferme à treillis
Paul Delcour
Ferme à treillis
Paul Delcour
Paul Delcour
Ferme en arc triangulé
Ferme à treillis horizontale
Paul Delcour
Ferme à treillis horizontale
26
4. Matériaux
4. Matériaux
4.1.Généralités
Tant les charpentes traditionnelles que les charpentes à fermettes
sont réalisées essentiellement en bois résineux.
Les raisons principales sont:
•• une bonne structure cellulaire du bois avec des fibres de bois
longues et solides qui offrent de bonnes caractéristiques
mécaniques
•• une grande disponibilité sur le marché
•• une mise en œuvre aisée à la machine ou manuellement
•• un bon rapport qualité prix
Principalement dans les bâtiments historiques, on retrouve encore
des charpentes en essence de bois feuillu tel que le chêne, l’orme
et le peuplier. Ces essences de bois étaient souvent utilisées par le
passé en raison de leur abondance.
4.2.Caractéristiques
Le bois de charpente doit répondre à des exigences particulières.
Depuis 2012, tous les bois de structure doivent être certifiés CE.
En comparaison avec le bois de menuiserie, le bois de charpente
est surtout évalué sur base de sa résistance mécanique et d’autres
critères de tri sont appliqués. On pense aux caractéristiques
suivantes:
•• durabilité
•• poids propre
•• élasticité
•• résistance à la flexion
27
4. Matériaux
4.3. Essences de bois
Pour la fabrication de fermettes de toit, on utilise uniquement des
essences de bois pour lesquelles il existe une relation entre les
classes de tri nationales et les classes de résistance reprises dans la
NBN EN 338. Cette norme décrit la classe de résistance du bois de
structure. Les essences de bois ou groupes d’essences de bois sont
identifiés par un code de quatre lettres.
Résineux européens
Code
WPNN
WPCA
PSMN
WLAD
Nom commercial
Pin sylvestre
Épicéa
Douglas
Mélèze
Résineux non européens
Code
WPSM
WPCE
WPNE
WABA
WABB
Nom commercial
Douglas fir
Spruce pine fir
Southerm pine
Hem-fir
Western white pine
4.3.1.Classement
Le bois de construction auquel appartient le bois de charpente est
classé selon la publication de 2008 de la STS 04.1 Bois de structure
et la publication de 2009 de la norme NBN B 16 520.
Le bois de structure peut être réparti en 4 classes de tri, à savoir S4,
S6, S8 et S10.
•• S4: qualité minimale à laquelle doit répondre le bois de charpente.
•• S6: qualité standard quand la construction ne doit pas répondre à
des exigences esthétiques.
•• S8: qualité supérieure, pour des sections plus importantes de bois
apparent.
•• S10: qualité optimale mais plus difficile à obtenir. Cette classe de
tri est uniquement appliquée aux charpentes pour lesquelles les
critères esthétiques sont très importants.
Le commerçant doit fournir les informations obligatoires concernant
le bois trié. Cela peut se faire à l’aide d’un marquage sur le bois ou à
l’aide d’un document d’accompagnement. L’ordre des informations
données n’est pas important, mais toutes les informations doivent
être disponibles.
28
4. Matériaux
Jeroen Doom
Identification du fabricant
Code selon la directive
‘Produits de construction’
Classe de résistance
Norme de classement
Le marquage reprend les informations suivantes:
• la norme de classement
NBN B 16-520
STS 04.1
BS 4978
• l’humidité moyenne, en dessous de 20% on considère le bois sec
SEC ou DRY, pas de mention pour le bois humide
Humidité moyenne
Marquage
• le code selon la directive ‘Produits de construction’
1161
• la classe de résistance
C16 C18 C24 C30
La classe de résistance indique la solidité du bois destiné aux
constructions portantes. Du bois avec beaucoup de nœuds
frais aura une faible classe de résistance.
La relation entre les classes de tri et les classes de résistance est
reprise dans la NBN EN 338:
оо S4 = C16
оо S6 = C18
оо S8 = C24
оо S10 = C30
• l’identification du fabricant
0123 (exemple fictif)
4.3.2.Influence de l’humidité sur le bois
Lorsque le taux d’humidité du bois passe en-deçà d’un certain
point - le point de saturation des fibres - le bois se retire. Pour
éviter cela, l’humidité du bois est ramenée de préférence à celle de
l’environnement dans lequel il est placé. En principe, on prend pour
le bois de charpente un taux d’humidité de 20%.
En règle générale, en ce qui concerne l’humidité du bois de
construction pendant la production, on prévoit un pourcentage
d’une moyenne maximale de 22%.
On peut utiliser la méthode empirique suivante: il apparaît 1% de
retrait pour une diminution d’humidité de 4%.
Une poutre avec une section de bois de 50 mm x 100 mm à un taux
d’humidité de 20% n’aura, avec un taux d’humidité de 12%, plus
qu’une section de bois de 49 mm x 98 mm.
Code
WPNN
WPCA
PSMN
WLAD
Nom
commercial
Pin sylvestre
Épicéa
Douglas
Mélèze
Classe de durabilité
III / IV
IV
III / IV
III / IV
Masse
volumique
500 kg/m³
460 kg/m³
523 kg/m³
590 kg/m³
Tableau de la classe de durabilité de la masse volumique avec un taux d’humidité
de 12% pour les résineux européens utilisés comme bois de construction.
29
30
5. Construction
5. Construction
5.1. Composition de la charpente à fermettes
Ce type de charpente est composée de la sablière, d’une part,
et des fermettes, d’autre part. Par ailleurs, on peut encore faire
une distinction entre la construction principale du toit et les
constructions annexes. Ces constructions supplémentaires sont
traitées au chapitre 6.
2
Broux
1
La sablière
La stabilité de la charpente est dans un premier temps déterminée
par l’ancrage de la toiture dans la construction qui la supporte.
L’élément principal à cet effet est la sablière. C’est à cette partie-là
qu’on fixe la toiture. La sablière constitue la base de la toiture et doit
être placée avec précision.
3
4
La sablière a généralement une section de bois de 63 mm x 175
mm. Si les poutres sont trop courtes, on les assemble à l’aide d’un
joint à rabat. On applique cette méthode aussi dans les angles.
Pour former le joint à rabat, il faut veiller à ce que la longueur du
joint soit au moins égale à la largeur de la sablière.
Les sablières sont fixées à l’aide de tiges filetées ancrées dans la
construction porteuse. Les tiges filetées doivent être installées de
manière à ne pas gêner la pose des fermes. Pour un assemblage
robuste, la sablière est fixée à l’aide de tiges filetées en combinaison
avec des boulons et des rondelles.
5
6
L’écartement entre les tiges filetées est égal à un multiple de
l’écartement des fermes.
Une alternative souvent utilisée à la place des tiges filetées sont les
barres d’armature ancrées dans la maçonnerie. On utilise le même
écartement que pour les tiges filetées.
Pose de la sablière
31
5. Construction
La charpente à fermettes
La charpente est composée de fermettes, treillis, assemblages et
fixations.
De nombreuses conditions préalables déterminent la forme d’une
charpente. Ainsi, un porte-à-faux, une corniche ou l’aménagement
des combles requièrent chacun une autre solution architecturale.
Les raccords entre les fermes constituent un élément important
pour la stabilité de la charpente et doivent par conséquent être
réalisés de manière professionnelle.
Pour garantir la stabilité de la toiture, les différentes fermes doivent
répondre à un certain nombre d’exigences. Le bois doit par exemple
être de bonne qualité. Il faut tenir compte des tensions résultant du
retrait et du gonflement du bois.
Un calcul précis et correct des fermes permet avant tout d’éviter les
fléchissements et déformations.
5.2. Les fermettes
5.2.1. Construction des fermettes
Avant de passer à la construction, il est nécessaire de vérifier le taux
d’humidité du bois. Si ce dernier s’élève à 20%, les tensions dues aux
variations du taux d’humidité restent limitées.
Si les arbalétriers sont situés sur le même plan, on utilise des
gabarits pour tracer les extrémités obliques des arbalétriers. Cette
inclinaison est déterminée par la forme et la pente du toit.
La construction doit être conçue de manière à éviter le
fléchissement et les déformations des fermettes.
32
5. Construction
5.2.2. Méthodes de construction des fermettes
Il existe différentes méthodes pour construire une ferme. On peut
faire la distinction entre l’endroit où la ferme est créée (entièrement,
partiellement ou pas du tout sur le chantier) et le mode de
production (manuelle ou industrielle).
Pour la plus grande partie des habitations privées, le charpentier
assemble les fermes manuellement sur place.
•• En ce qui concerne les dimensions, il effectue les mesurages
nécessaires sur chantier.
•• Les fermes créées par le charpentier sont calculées selon les règles
de bonne pratique, ce qui implique souvent que les sections
de bois pour ce type de ferme sont meilleures que celles des
fermettes industrielles.
•• Le bois est souvent livré par le fournisseur à hauteur du toit. Le
charpentier scie les planches sur place et les assemble pour créer
la forme de ferme voulue. Pour l’assemblage, on utilise des voliges
qui sont clouées les unes aux autres. On utilise souvent des voliges
en métal qui sont placées à l’aide d’un marteau.
•• Avantage: cette méthode ne nécessite pas de transport
exceptionnel. En effet, ce ne sont pas les fermes assemblées mais
bien des parties de fermes qui sont amenées sur le chantier.
•• Cette méthode peut également être appliquée pour les
constructions complexes exigeant beaucoup de mesurages.
Une autre possibilité consiste à fabriquer une partie de la ferme
en atelier. Afin d’augmenter la productivité, on opte souvent pour
des fermes qui sont réalisées à l’aide de la précision des machines à
commande numérique.
•• Le mesurage et le calcul du prix se font sur base du plan.
•• Les machines à commande numérique permettent une
préparation précise des différents éléments.
•• Les arbalétriers sont assemblés sur le chantier et les entraits sont
placés sur le chantier.
•• Avantage: des corrections peuvent aisément être apportées sur
place.
33
5. Construction
Les fermettes industrialisées s’adjugent une part importante du
marché. Pour les travaux en série ou lorsqu’il est important de
gagner du temps, les fermettes sont livrées prêtes à être placées par
une entreprise spécialisée.
•• Le processus de fabrication industrielle de la charpente à fermettes
commence par un plan de construction.
•• Sur base de celui-ci, l’entreprise calcule la section et la forme des
fermettes. Elle obtient ainsi un plan de travail représentant les
sections et les assemblages nécessaires.
•• La méthode de calcul constitue la principale différence par rapport
aux fermes fabriquées manuellement. Les fermettes industrielles
sont composées d’arbalétriers caractérisés par une section de bois
minutieusement calculée. Lors de ce calcul, la portée et la charge
sont des facteurs importants.
•• En fonction de la portée, l’entreprise transporte les fermes jusqu’au
chantier, en une, deux ou plusieurs pièces.
•• L’assemblage des arbalétriers se fait à l’aide de voliges. Pour
permettre un transport aisé entre l’atelier et le chantier, on
construit ce type de fermes généralement de manière modulaire.
Les différents modules sont ensuite assemblés sur le chantier.
•• Avantage: pour les fermettes qui sont fabriquées à l’aide de
machines à commande numérique, la productivité est plus
importante, la consommation de matériaux moindre et un
mesurage précis est garanti.
5.2.3. Raccords qui ancrent les fermettes
dans la construction
Contreventements
Les contreventements sont destinés à intercepter la charge
horizontale du vent.
Avec des façades à pignon stables qui offrent une bonne résistance
au vent, le contreventement sert surtout lors de l’assemblage.
On estime qu’un mur creux avec une paroi intérieure de 140
mm n’offre pas une résistance suffisante pour ne pas placer de
contreventements.
Avec des façades à pignon peu stables, on place toujours un
contreventement. On en place également de part et d’autre de la
ligne de faîte. Les contreventements sont des diagonales ayant la
forme d’une croix de Saint André (X). L’angle entre la diagonale et
la ferme varie entre 40 et 50 degrés. Les contreventements peuvent
être en bois ou en acier.
34
5. Construction
Paul Delcour
Contreventements et entretoises
Entretoises
Les entretoises sont des raccords entre des éléments porteurs
situés les uns près des autres parallèlement. Elles sont donc placées
entre les fermettes. Elles augmentent la résistance de ces éléments
contre le risque de rupture et de fléchissement. Elles permettent
également de répartir une charge locale sur l’ensemble de la toiture.
En principe, les entretoises sont placées sur une même ligne mais,
pour des raisons pratiques, un décalage de l’épaisseur de la volige
est admis pour faciliter le clouage.
Pour ne pas gêner la ventilation de la charpente, on ramène la
hauteur des entretoises à 2/3 de la hauteur des fermes.
On les place en bas et en haut du pan de toit, mais leur écartement
ne peut pas être supérieur à 3 mètres. Lorsque les fermettes sont
recouvertes de panneaux, ce sont les dimensions de ceux-ci qui
déterminent l’emplacement des entretoises, afin qu’elles servent de
support ou de fixation pour les panneaux.
Planches continues
Les entretoises peuvent aussi être des planches continues fixées sur
les fermes. Elles sont faciles à placer.
Les planches continues sont placées le plus près possible des
raccords.
35
5. Construction
Paul Delcour
Treillis en triangle
5.3. Formes de treillis
Lors de la création d’un treillis, on tient compte d’un certain nombre
de points importants.
•• Pour la forme du treillis, on opte pour un triangle en raison de sa
déformabilité restreinte en cas de charge externe.
•• En raison du poids de la construction et de la charge due aux
intempéries ou à d’autres constructions sur le toit, la charpente
peut fléchir ou rompre.
•• L’assemblage des arbalétriers ne peut pas compliquer la réalisation
des assemblages.
•• La construction du treillis, avec le nombre de raccords y afférent,
dépend de la couverture de toit choisie.
Paul Delcour
Forme de ferme en triangle
36
5. Construction
Paul Delcour
5.4. Assemblages et fixations
5.4.1. Assemblage par chevauchement
Avec une construction simple, le chevauchement s’avère une
méthode d’assemblage efficace pour créer un arbalétrier. Cette
méthode présente toutefois quelques limites lorsqu’on veut
assembler des éléments diagonaux, horizontaux et verticaux. Dans
ce cas, le point de raccord serait constitué de trop de planches se
chevauchant, rendant la construction difficile.
Assemblage par chevauchement cloué
Broux
5.4.2. Assemblage plan avec connecteurs métalliques
Il s’agit de tôles d’acier galvanisé pourvues de pointes.
Les dimensions des connecteurs sont choisies de manière à
supporter l’ensemble des forces qui se produisent au niveau des
points de raccord.
Les connecteurs sont placés en atelier, de préférence à l’aide
d’une presse, de chaque côté du raccord des planches de bois.
La robustesse des connecteurs est garantie par un agrément
technique.
Connecteurs
37
5. Construction
Jonckheere
Connecteurs
Paul Delcour
5.4.3. Goussets métalliques
Les goussets en acier galvanisé sont disponibles en différentes
dimensions. On distingue les goussets placés à l’extérieur et à
l’intérieur de l’angle. Dans les coins intérieurs, on prévoit un support
supplémentaire de renforcement.
Les goussets comportent des trous pour faciliter le clouage. On
utilisera de préférence des clous torsadés.
Gousset
38
5. Construction
Broux
5.4.4. Sabots de poutre et ancrages métalliques
Les sabots de poutre constituent une manière aisée et rapide de
relier les fermes à la structure porteuse.
Avec les profilés métalliques en I, l’assemblage avec la structure
porteuse se fait à l’aide d’un ancrage comportant des évidements
adaptés.
Sabot de poutre
Broux
5.4.5. Bande métallique
On utilise souvent une bande métallique comme contreventement
lorsqu’on pose les fermes. La bande métallique peut être perforée
ou non. Les deux types s’achètent au poids.
Bande métallique
Broux
Bandes métalliques utilisées comme entretoises
39
5. Construction
Broux
5.4.6. Boulons et tiges filetées
Tant les boulons que les tiges filetées permettent un assemblage
robuste. Si la longueur des boulons est insuffisante, on utilise des
tiges filetées.
Paul Delcour
Boulon et tige filetée
Ancrage à une façade latérale
40
6. Constructions annexes
Pour toute charpente, il convient de réaliser des constructions
annexes. On entend par là toutes les constructions qui demandent
une adaptation des fermes ou un complément aux fermes.
Ces constructions annexes peuvent répondre à un besoin de
confort et de fonctionnalité ou à un souhait esthétique. Le plus
important dans ce domaine est de préserver en tout temps la
stabilité de la charpente.
Exemples de constructions annexes, sur base de leur objectif:
•• fonctionnalité: gouttières, passages de cheminée, ouvertures
d’escalier, ventilation, tabatières pour garantir un éclairage naturel,
•• confort: augmentation de l’espace habitable (ex.: lucarnes),
•• esthétique: aspect du bâtiment.
6.1. Débords de toit
L’une des principales constructions annexes sont les gouttières pour
l’évacuation des eaux pluviales. La pose de gouttières peut se faire
sur une charpente avec ou sans débord.
Le système d’évacuation des eaux pluviales détermine le type de
construction.
6.1.1. Toiture avec débord
Paul Delcour
Toiture avec débord
41
Paul Delcour
Toiture avec débord
Si la limite de la toiture dépasse de la façade, on parle de toiture
avec débord. Un débord de toit influence la construction de la
charpente et détermine le type de gouttière. Un débord plus
important offre une protection supplémentaire à la façade et à la
menuiserie extérieure. On parle alors de conservation constructive.
Un débord est parfois formé en combinaison avec un brisis.
Les constructions possibles sont:
•• une toiture avec corniche, le débord étant formé par la corniche
qui est une partie de la ferme ou une construction distincte
Paul Delcour
Corniche en saillie
42
•• une toiture avec gouttière pendante dont la saillie est constituée
par le prolongement de l’arbalétrier, avec support ou non.
Paul Delcour
Gouttière pendante en saillie
Paul Delcour
Éléments de gouttière
pendante en saillie
43
6.1.2. Toiture sans débord
Avec un toit sans saillie, la toiture ne dépasse pas de la façade et son
dessous est entièrement masqué par la façade.
Les constructions possibles sont:
•• une toiture avec cheneau invisible: lorsque la façade est
mitoyenne, un cheneau intérieure est obligatoire. Ce mode
constructif peut aussi faire l’objet d’un choix esthétique.
•• une toiture avec gouttière pendante: à appliquer uniquement
lorsque la façade n’est pas mitoyenne.
Paul Delcour
Éléments de corniche sans saillie
44
Paul Delcour
Gouttière pendante
Gouttière pendante sans saillie
Paul Delcour
Gouttière pendante
Gouttière pendante sans saillie
Paul Delcour
Éléments de gouttière pendante sans saillie
45
6.2.Gouttières
6.2.1. Directives générales
Pente d’écoulement des eaux
Pour assurer l’écoulement des eaux de la toiture, la sous-toiture doit
déboucher dans la gouttière. La surface de la toiture détermine la
taille de la gouttière et le nombre de tuyaux de descente des eaux
de pluie.
La construction d’une corniche est horizontale. Avec une gouttière
pendante, l’emplacement des crochets détermine l’inclinaison
éventuelle. Les normes européennes ne prévoient pas de pente
pour les corniches et les gouttières pendantes, mais dans la
pratique, on note une préférence pour une pente moyenne
de 0,5 % (5 mm par mètre).
Matériaux
Une corniche a le plus souvent une finition intérieure en zinc, cuivre,
plastique ou polymère bitumé.
Pour le revêtement de la gouttière, il faut tenir compte de certaines
propriétés et combinaisons de matériaux.
Exemples:
•• il faut toujours réaliser le fond d’une gouttière en zinc ou en cuivre
avec un joint ouvert pour la ventilation,
•• le fond d’une gouttière en plastique ou en polymère bitumé est
réalisé en panneaux de bois, sans joints ouverts,
•• il faut éviter de recouvrir de cuivre le fond d’une corniche en bois
traité, afin de ne pas causer d’altération.
46
6.2.2. Gouttière pendante
La gouttière pendante est soutenue par des crochets.
Formes et dimensions
Les gouttières pendantes existent dans différents profilés. La largeur
de la gouttière est déterminée en fonction du débit des eaux
pluviales escompté. Celui-ci dépend de l’inclinaison et de la surface
du toit.
Fixation à la toiture
La gouttière pendante est fixée aux arbalétriers ou aux blochets à
l’aide de crochets de fixation, les crochets de gouttière.
La hauteur de la planche de rive (ou du débord de toit) dépend de
la finition sous l’arbalétrier et de l’épaisseur du blochet. La planche
de rive dépasse de maximum 30 mm sous la gouttière pendante. Le
dessous d’une planche de rive est généralement profilé. La planche
de rive est fixée au blochet et à l’arbalétrier.
Crochets de gouttière
47
6.2.3.Corniche
La corniche forme un ensemble homogène avec la toiture.
La corniche a une profondeur d’au moins 50 mm à son point le plus
haut et d’au moins 100 mm à son point le plus bas. Le bord arrière
du revêtement de la corniche dépasse d’au moins 30 mm de la
planche de rive (ou du débord de toit). Le bardeau au pied du toit
arrive au moins à même hauteur ou dépasse le bord arrière.
Le revêtement de la corniche est plié sur mesure et se fixe à l’avant
sur la planche avec un ourlet de Ø 18/22/25 mm. Cet ourlet fait
également office de larmier.
Paul Delcour
Éléments de corniche
48
Corniche en saillie
Si les prescriptions urbanistiques l’autorisent, on peut utiliser une
corniche en saillie. Ce type de corniche est le plus volumineux et il
faut par conséquent solidement l’ancrer à la structure porteuse. On
peut le faire à l’aide de tiges filetées ou de boulons expansibles ou
en noyant les consoles dans la maçonnerie portante.
La forme et la pente du toit déterminent la construction de la
corniche.
Paul Delcour
Éléments de corniche en saillie
Paul Delcour
Éléments de corniche en saillie
49
Support horizontal de corniche
Les consoles de corniche forment un support horizontal pour la
corniche. Elles sont ancrées dans les évidements de la façade ou
appliquées contre la façade à l’aide d’une échelle de corniche.
Les consoles ne sont pas visibles et ne doivent donc pas être
rabotées. Elles sont fabriquées en bois résineux (section 70 x 50
mm). L’écartement correspond à l’entre-axe des chevrons.
Support vertical de corniche (rehausses)
La charpente est le support vertical de la corniche. La charpente est
recouverte par un bac en tôle étanche ou par des planches.
Aux extrémités des consoles, on fixe une planche de contreplaqué
verticale d’une épaisseur de 18 mm et dont la hauteur correspond
aux dimensions de la corniche. Pour renforcer la rehausse, dans la
partie supérieure et sur toute la longueur, on placera en diagonale
sur chaque console une bande de contreplaqué supplémentaire
de 50 x 18 mm. Il faut parfaitement délimiter l’élévation qui sert de
support au revêtement de la corniche.
Finition intérieure de la corniche
La construction est en bois et l’intérieur est revêtu d’une couche de
zinc ou de matière synthétique.
Une technique de plus en plus prisée consiste à utiliser des EPDM,
un caoutchouc synthétique. Ce matériau présente une grande
élasticité et une bonne résistance aux rayons UV et convient donc
bien pour recueillir les eaux de pluie.
Corniche alignée sur la façade
Dans les zones urbaines, la corniche ne peut généralement pas
dépasser de la façade. On opte alors pour une corniche alignée sur
la façade. En raison de sa taille réduite, cette construction est plus
simple et se limite à une partie fixée à la sablière. L’ensemble est
partiellement fixé au mur porteur. La paroi extérieure du mur creux
apporte un soutien supplémentaire.
Col-de-cygne
Lorsque la gouttière est éloignée de la façade, on utilise un col-de-
50
Broux
cygne pour assurer la transition vers le tuyau de descente d’eaux
pluviales.
Le côté extérieur a une finition en bois ou en matière synthétique.
Col-de-cygne
6.3. Constructions en fonction des raccords
de toiture
6.3.1. Construction avec un arêtier
Broux
Si le raccord des différents pans de toiture forme un angle sortant,
on utilise une construction avec arêtier. L’arêtier est nécessaire pour
soutenir les arbalétriers et forme ainsi le prolongement du faîte.
L’arêtier a une section d’au moins 65/180 mm pour empêcher le
fléchissement.
Les arbalétriers de l’arêtier sont sciés dans la partie supérieure:
•• dans la largeur selon une ligne verticale, comme pour le faîte;
•• dans l’épaisseur selon la moitié de l’angle extérieur, généralement
la moitié de 90°.
Arêtier
Paul Delcour
Arêtier
51
Paul Delcour
Arêtier
Paul Delcour
Vue supérieure de l’arêtier
52
Paul Delcour
Déterminer la longueur d’un arêtier par projection
Pour déterminer la longueur de l’arêtier, on a besoin de la vue
supérieure du plan et de la hauteur de toit (hauteur du faîte).
La projection de l’arêtier est la ligne noire partant du coin du
bâtiment jusqu’au faîte. Cette ligne ne représente pas la longueur
de l’arêtier étant donné qu’elle monte en diagonale jusqu’au faîte.
Pour déterminer la longueur, on place un angle de 90° à l’extrémité
de l’arêtier et on tire une ligne verte. Cette ligne verte définit la
hauteur du toit (hauteur du faîte).
La ligne noire et la ligne verte forment les côtés de l’angle droit d’un
triangle rectangle. L’hypoténuse est la ligne bleue. Cette ligne est
égale à la longueur de l’arêtier.
Arêtier – vue supérieure avec les degrés
Déterminer la longueur d’un arêtier par calcul
Paul Delcour
On peut également calculer la longueur sur le plan, en appliquant le
théorème de Pythagore. La ligne noire (la longueur de l’arêtier sur le
plan) et la ligne verte (hauteur du toit) forment les côtés de l’angle
droit d’un triangle rectangle. Cela veut donc dire que la longueur de
l’hypoténuse (ligne bleue) est égale à la racine carrée de la somme
des carrés des deux autres côtés.
longueur arêtier =
hauteur du toit² + longueur de l’arêtier sur plan²
Arêtier – vue en perspective projection de la longueur de l’arêtier
53
Broux
6.3.2. Construction avec une noue
Si le raccord des différents pans de toit forme un angle rentrant, on
utilise une noue. La construction de la noue dépend du revêtement
de toit et de la surface des deux pans de toit. Le support de la
noue peut se faire à l’aide d’un chevron de noue. Ce support est
nécessaire sur des grands pans de toit ou lorsque les combles sont
aménagés.
Le chevron de noue a une section d’au moins 65/180 mm pour
empêcher le fléchissement.
Les arbalétriers de la noue sont sciés dans le bas:
•• dans la largeur selon une ligne verticale, comme pour le faîte;
•• dans l’épaisseur selon la moitié de l’angle intérieur, le plus souvent
la moitié de 90°.
Chevron de noue
Paul Delcour
Chevron de noueNoue
Broux
Vue supérieure d’un(e) noue / chevron de noue
Paul Delcour
Noue
Broux
54
Noue
Vue supérieure d’un(e) noue / chevron de noue
Broux
6.4. Passages de cheminée
La manière la plus simple de réaliser une ouverture dans la
charpente pour une cheminée se présente quand la cheminée se
trouve entre deux fermes. Dans la pratique, c’est rarement le cas. Il
faut le plus souvent opter pour une autre méthode de construction
garantissant la stabilité de la toiture.
Le principe consiste à répartir les forces externes exercées sur la
ferme sciée sur les fermes adjacentes.
Toiture à hauteur d’une cheminée
Broux
Pour ce faire, les directives suivantes sont importantes:
•• les arbalétriers doivent avoir une section suffisante pour empêcher
un fléchissement.
•• les fermes portantes doivent être renforcées. Dans la pratique, on
procède généralement à un dédoublement de la ferme.
•• les arbalétriers sont renforcés par des contrefiches pour empêcher
un fléchissement.
•• placer des voliges supplémentaires pour prévenir un
gauchissement des fermes portantes.
•• la distance entre le côté intérieur du conduit de cheminée et les
fermes doit être de 150 mm au moins pour garantir la sécurité
incendie.
Paul Delcour
Toiture à hauteur d’une cheminée
Paul Delcour
Toiture à hauteur d’un passage de cheminée
55
6.5. Trappe d’escalier
La trappe d’escalier permet l’accès au grenier. L’emplacement de
la trappe par rapport à la charpente doit être de sorte à devoir
modifier le moins possible les fermes. Si ce n’est pas possible, les
contrefiches à hauteur de la trappe d’escalier sont déplacées et
sciées. Cela permet de préserver la solidité de la charpente.
Paul Delcour
Broux
Trappe d’escalier
Trappe d’escalier
On veillera de préférence à placer la trappe d’escalier de sorte à ne
pas devoir modifier les fermettes et en renforçant uniquement les
poutraisons avec des chevêtres.
Paul Delcour
Trappe d’escalier
56
6.6.Tabatières
Les fenêtres dans le pan du toit offrent les mêmes avantages que
les fenêtres classiques. Elles contribuent au confort en laissant
entrer la lumière et en offrant une vue sur l’extérieur. Un système de
ventilation est prévu lors de la fabrication de ce type de fenêtres.
Facro
Système de ventilation
À hauteur de l’ouverture de la fenêtre de toit, les fermes portantes
sont renforcées. Des planches supplémentaires perpendiculaires au
sens des arbalétriers augmentent la robustesse de la construction et
répartissent les forces externes sur les fermettes adjacentes.
Paul Delcour
Charpente à hauteur d’une tabatière
57
Paul Delcour
Broux
Raccord d’une tabatière
raccord partie supérieure
raccord partie inférieure
58
Paul Delcour
Tabatière
Paul Delcour
6.7.Lucarnes
En présence de lucarnes, le côté avant est dans le prolongement de
la façade ou parallèle à celle-ci. Généralement, le faîte de la lucarne
est perpendiculaire au faîte du toit.
À la jonction des pans de toit de la lucarne avec la toiture, on
prévoit des noues.
Les fermes porteuses sont renforcées à hauteur de la lucarne.
La construction de la lucarne crée la jonction entre les fermes et est
renforcée par une planche perpendiculaire qui répartit les charges
sur les fermes adjacentes.
Paul Delcour
Charpente à hauteur d’une lucarne
Broux
59
6.8.Demi-croupe
Avec un toit en bâtière, le bout de la façade en pointe constitue
le point le plus faible. On peut y remédier en arrêtant la façade en
pointe à une certaine hauteur. On crée alors un toit en demi-croupe.
La pente est en général similaire à celle du toit principal.
Le faîte est raccourci par la demi-croupe. Au-dessus de la partie
raccourcie, on fixe une sablière sur le mur intérieur. Les deux arêtiers
constituent le prolongement du faîte. La partie inférieure des
arbalétriers repose sur la sablière et la partie supérieure contre les
arêtiers.
Paul Delcour
Broux
Demi-croupe
Demi-croupe
60
7. Pose
7. Pose
7.1.Livraison
Le charpentier peut choisir de fabriquer les fermes sur le chantier ou
en atelier.
S’il fabrique les fermettes sur le chantier, il se fait livrer les matériaux
nécessaires. Les fermes préfabriquées sont généralement
transportées déjà assemblées.
Avec les fermettes préfabriquées, il faut toutefois respecter certaines
prescriptions de livraison:
•• Que le chargement et le déchargement se fassent avec une grue
ou manuellement, il faut toujours veiller à ne pas endommager les
assemblages.
•• Si les dimensions des fermes dépassent celles du moyen de
transport, les fermes seront séparées en deux parties ou plus. Ces
parties seront assemblées sur le chantier de manière à maintenir la
stabilité de la charpente.
Paul Delcour
Livraison sur le chantier
61
7. Pose
7.2. Entreposage sur le chantier
Les fermes industrialisées ou préfabriquées en atelier peuvent être
entreposées sur le chantier. L’entreposage peut être vertical ou
horizontal. Ce faisant, il est primordial d’éviter toute déformation
du plan. Si l’on opte pour un entreposage horizontal, les fermes
entreposées doivent être suffisamment soutenues. Si l’on opte pour
un entreposage vertical, des trémies de distribution seront posées
sur le sol avant d’y poser les fermes. Les trémies de distribution
seront disposées de manière à correspondre aux futurs points
d’appui des fermes.
Paul Delcour
Stockage horizontal
Paul Delcour
Stockage vertical
62
7. Pose
7.3. Pose des fermes d’un toit en bâtière simple
Préparation de la pose
Pour la pose, il faut suivre les directives conformes aux spécifications
techniques de la STS 31 “Charpenterie”.
La mise en œuvre se fait selon les indications du plan de
construction.
Lors de la pose, il y a un certain nombre de règles de base à toujours
prendre en compte:
•• les consignes de sécurité doivent être respectées,
•• les sablières planes et bien ancrées sont indispensables pour la
poursuite de la construction de la charpente. Les sablières qui
sont placées sur une poutre de ceinture offrent dans la pratique
la meilleure garantie pour être bien horizontales.
•• le bois de construction et la façade extérieure ne peuvent entrer
en contact,
•• le bois de construction doit être éloigné d’au moins 150 mm du
côté intérieur du conduit de cheminée,
•• le poids de la charpente est uniquement supporté par les
éléments porteurs de la construction,
•• les sablières sont ancrées horizontalement et parallèlement à la
façade extérieure,
•• le côté convexe des arbalétriers doit toujours être tourné vers
l’extérieur,
•• les entretoises sont d’une section inférieure à celle des
arbalétriers et sont alignées sur la partie extérieure ou supérieure
des arbalétriers,
•• il est conseillé d’utiliser des entretoises sciées à bonne largeur.
7.3.1.Étape 1 - Pose de la sablière
La pose se fait dans un ordre bien précis. Lors de la pose de
fermettes, la première opération consiste toujours à placer la
sablière.
Une sablière plane et bien ancrée est indispensable pour la
poursuite de la construction de la charpente. Les sablières qui
sont placées sur une poutre de ceinture offrent dans la pratique la
meilleure garantie pour être bien horizontales.
63
7. Pose
Soudage
Lorsqu’une longueur commerciale n’est pas suffisante, il est
nécessaire de raccorder deux poutres à l’aide d’un assemblage.
L’assemblage est un raccord qui est de préférence renforcé à l’aide
de clous torsadés.
Paul Delcour
Assemblage d’angle à mi-bois
Broux
Ancrage
L’ancrage de la sablière peut se faire à l’aide de tiges filetées,
d’écrous et de grandes rondelles, barres de protection (barre
d’armature à frapper), boulons à cheville, ancrages pour mur creux
ou des clous (sur poutre ou sur ossature en bois). L’espacement des
ancrages est déterminé par la pose de l’entrepreneur, décrit dans le
cahier des charges ou choisi en concertation avec l’entrepreneur et
le menuisier. Si le menuisier estime que ce n’est pas suffisant, il doit
placer des ancrages supplémentaires.
Ancrage de la sablière avec boulons et écrous
64
7. Pose
7.3.2.Étape 2 - Pose des chevrons d’assemblage
Les chevrons d’assemblage sont les fermettes situées aux droits
des pignons et passages de cheminée qui servent de gabarits
pour monter les façades et les murs intérieurs. Leurs écarts sont
indiquées sur le plan de construction, mais la distance entre les
sablières détermine la dimension. Contrôlez toujours s’il y a des
différences par rapport au plan de construction.
•• Avec les fermes préfabriquées en atelier, on réalise les chevrons
d’assemblage sur base d’un plan de conception assistée par
ordinateur (CAO).
•• Avec les fermes fabriquées sur le chantier, on les réalise à l’aide
d’un gabarit pour étendre les arbalétriers. Ce gabarit est posé
horizontalement et sert à déterminer la forme du toit en grandeur
réelle, au niveau du sol ou sur le plancher de l’étage. Ce gabarit sert
de modèle pour réaliser toutes les longueurs et les angles de la
ferme.
On installe les chevrons d’assemblage en les fixant à la sablière à
l’aide de clous et en les maintenant à la verticale par des étançons
adaptés. Pour garder l’espace de travail accessible, on ne placera pas
encore les autres fermes, à l’instar des chevrons d’assemblage.
7.3.3.Étape 3 - Pose de la panne faîtière
La panne faîtière (la panne horizontale la plus haute) est ancrée de
manière totalement portante dans les évidements du mur intérieur.
Elle est placée dans les chevrons d’assemblage.
Si sa longueur est supérieure à une longueur standard, il faudra
la prolonger par un assemblage à mi-bois. Cet assemblage à mibois dépendra toujours de la portée en fonction de la largeur du
bâtiment.
La section la plus courante pour la panne faîtière est 180/35 et
180/65 mm.
65
7. Pose
Paul Delcour
7.3.4. Étape 4 - Pose du cordeau de maçon
Un cordeau est un fil, généralement fluorescent, qui peut être
tendu. Il est utilisé pour aligner les arbalétriers d’un même pan de
toit à hauteur de la panne sablière et faîtière.
Ces trois cordeaux ne peuvent jamais toucher l’arbalétrier ou le faîte.
Il faut toujours avoir un même écartement, égal p.ex. à l’épaisseur
d’un clou, d’une contre-latte ou d’une lamelle de mètre.
Paul Delcour
7.3.5.Étape 5 - Pose des autres fermes
Entre les chevrons d’assemblage, on peut maintenant poser les
autres fermes en respectant l’espacement qui est généralement de
480 mm. Le clouage se fait à la panne faîtière et à la panne sablière.
Dans le même temps, on cloue le support de panne faîtière.
Pose du cordeau de maçon
7.3.6.Étape 6 - Dresser les arbalétriers avec une
planche à l’extérieur
Comme aide temporaire, on cloue, environ au milieu de l’arbalétrier,
à hauteur de l’entrait, une volige placée du côté extérieur. Il faut
tenir compte de l’espacement entre les arbalétriers.
7.3.7.Étape 7 - Contrôler l’alignement des arbalétriers
dans le pan du toit
Une planche de même section que les arbalétriers est fixée à
l’aide de boulons d’ancrage sur la partie extérieure, l’épaisseur se
retrouvant perpendiculairement aux arbalétriers.
66
7. Pose
7.3.8. Étape 8 - Placer les entraits et les entretoises, le
hourdis avec les jambes de force et tirants, les lattis et
entretoises
Leur emplacement est indiqué sur le plan de charpente.
On dresse le bas des entraits avec un cordeau ou une planche
droite. Si un poinçon est nécessaire, on le pose à ce moment,
en alignant le bas à l’aide du cordeau. Les entretoises se placent
préalablement au-dessus des entraits, sinon il ne serait plus
possible de les placer par la suite. Il est important que l’angle entre
l’arbalétrier et l’entrait rejoigne l’entretoise.
Le hourdis est ancré horizontalement sur le plancher de l’étage.
Les jambes de force forment la liaison verticale entre les arbalétriers
et le hourdis, et sont alignés dans le haut avec un cordeau. Les
tirants forment la liaison entre la sablière et le hourdis et sont
ancrés dans les arbalétriers et les montants boiteux, parfois avec un
espaceur intermédiaire.
Les entretoises sont placées entre les arbalétriers avec un
écartement maximum de 1500 mm. La délimitation se fait à l’aide
d’un cordeau à tracer sur la partie inférieure des arbalétriers. On les
place en porte-à-faux par rapport au traçage.
7.3.9. Étape 9 - Pose des contreventements
Un contreventement est un raccord cloué en diagonale sur les
arbalétriers. À cette fin, on cloue sur le côté extérieur une bande
croisée d’acier galvanisé perforée ou on place sur le côté intérieur
des planches en diagonale au-dessus des entraits.
67
68
8. Couverture de toit
La couverture du toit fait partie de l’enveloppe du bâtiment et sert
à rendre le bâtiment étanche à l’eau et au vent et à lui conférer une
certaine finition.
On distingue deux parties importantes: la sous-toiture qui reposera
sur les arbalétriers et la finition de toit.
Le choix de cette finition de toit influence également les charpentes
à fermettes, par ex.: raccord avec le pan de toit du voisin, inclinaison
minimale, poids de la couverture de toit, forme du toit, etc.
Paul Delcour
Coupe détaillée
69
8.1.Sous-toiture
Une sous-toiture est indispensable et présente toujours un passage
fluide vers la gouttière afin de:
•• protéger l’isolation de l’humidité,
•• évacuer les eaux de pluie de manière efficace;
•• évacuer la neige poudreuse.
8.1.1.Description
La sous-toiture rend la toiture étanche au vent et à l’eau.
La sous-toiture est perméable à la vapeur pour empêcher la
formation de condensation sous sa face inférieure.
Une sous-toiture portante est un support nécessaire en fonction du
matériau de recouvrement de toiture.
La sous-toiture supporte donc des couvertures de toit en cuivre,
zinc, bardeau bitumé, ardoises naturelle, ...
Dans le cadre des constructions durables et en vue d’atteindre un
faible indice E, on opte souvent pour une sous-toiture isolante.
8.1.2. Types de sous-toiture
Plusieurs matériaux peuvent être utilisés pour la sous-toiture:
•• Films en PVC avec une structure de renforcement et des
microperforations.
•• Panneaux en fibrociment sans amiante, d’une épaisseur de 3 mm à
5 mm.
•• Voliges comme support pour une couverture de toit bitumineuse,
ardoises, en zinc ou en cuivre.
•• Panneaux hydrofuges tels que panneaux agglomérés, MDF, OSB, ou
panneaux sandwich.
70
Broux
8.1.3. Pose de la sous-toiture
En fonction du type de couverture, on utilise une cale de toit ou un
bardeau. On les place tous deux avant les crochets de gouttière, la
gouttière et la sous-toiture. Elles servent de support pour la fixation
des crochets de gouttière, de support pour le noquet et la soustoiture.
• Ordre de pose:
1. pose de la cale de toit ou du bardeau,
2. pose des crochets de gouttière et de la gouttière,
Pose de la cale de toit ou du bardeau
Broux
3. pose de la sous-toiture et des contre-lattes.
Pour les matériaux plus épais, comme les panneaux de fibres
de bois résistants à l’humidité, le bardeau est inséré dans les
arbalétriers pour maintenir la sous-toiture dans le pan de toiture.
Le bardeau sert de support pour la fixation des crochets de
gouttière et pour le noquet.
• Ordre de pose:
1. bardeau intégré,
2. crochets de gouttière et gouttière,
Pose des crochets de gouttière et de la gouttière
3. sous-toiture et contre-lattes.
Broux
Pour des raisons de sécurité, la pose se fait par le bas, où la sous-toiture
se déverse dans la gouttière. Cette méthode est appliquée lorsque les
lattis sont placés en même temps que la sous-toiture et les contrelattes. Si ce n’est pas le cas, la pose commence à la panne faîtière.
8.1.4. Raccord entre la sous-toiture et les fermettes
La sous-toiture est fixée sur les arbalétriers. Au pied du toit, la soustoiture doit déborder dans la gouttière ou dépasser de la façade.
L’eau éventuelle peut ainsi être évacuée efficacement.
Pose de la sous-toiture et des contre-lattes
Si on utilise des films, on les fixe en créant des joints d’environ
100 mm se chevauchant horizontalement. Avantage du film: il ne
surcharge pas la ferme.
Si on utilise des panneaux rigides, comme des panneaux en
fibrociment exempts d’amiante, le chevauchement horizontal doit
être d’environ 100 mm et le chevauchement vertical d’environ
200 mm. On obtient ainsi une sous-toiture étanche au vent et à
l’eau. Les panneaux de faible épaisseur offrent l’avantage de ne pas
surcharger les fermes.
Si on utilise des panneaux rigides plus épais, comme des panneaux
agglomérés hydrofuges, il n’y a pas de chevauchement. Les
panneaux sont munis de languettes et de rainures sur le pourtour
et assurent ainsi une parfaite étanchéité au vent et à l’eau. Ces
panneaux plus épais exercent une charge sur la ferme.
71
8.2. Finition de la toiture
Il existe différent matériaux de couverture de toit qui peuvent être
utilisées par le couvreur. Nous distinguons:
•• des tuiles en:
оо terre cuite,
оо béton,
оо acier ou aluminium,
оо ...,
•• des ardoises en:
оо pierre naturelle,
оо bois massif; on en rencontre deux sortes: les bardeaux de bois
et les bardeaux d’asphalte. Les bardeaux de bois sont fendus à la
main tandis que les bardeaux d’asphalte sont sciés à la machine.
оо fibrociment,
оо ...,
•• Roseau ou paille,
•• Zinc ou cuivre,
•• Bardeaux bitumés
•• …
Le choix de la finition de toit influence les charpentes à fermettes;
par exemple, le raccord avec le pan de toit du voisin, une inclinaison
minimale, le poids de la couverture de toit, la forme du toit, etc.
Philip Deltour
Inclinaison du toit en fonction du toit, de la sous-toiture et de la couverture du toit:
par ordre croissant
72
9. Isolation du toit
9.1.Introduction
Les toits sont responsables d’une importante déperdition de chaleur
dans un bâtiment. On estime que 20 à 30 % des déperditions de
chaleur se font par le toit. On peut limiter ces déperditions en
appliquant une isolation thermique.
Depuis 2008, les nouveaux bâtiments en Wallonie (et Bruxelles)
doivent répondre à des exigences minimales d’isolation thermique.
Elles sont imposées par la législation relative à la performance
énergétique et au climat intérieur des bâtiments (PEB).
Déperditions de chaleur
Quand les performances énergétiques sont bonnes, le bâtiment
consomme peu d’énergie pour générer et maintenir une
température agréable. En période froide, la chaleur est maintenue à
l’intérieur et en période chaude, la chaleur reste à l’extérieur.
Le confort thermique est assuré par une température stable dans
l’habitation et une ventilation contrôlée sans courant d’air gênant.
Pour les bâtiments existants, le certificat de performance
énergétique (CPE) indique le niveau de consommation énergétique,
par exemple 416 kWh/m²/an.
Certificat de performance énergétique
73
9.2.Isolation et composition de la toiture
9.2.1. Quels endroits faut-il isoler?
Une question qui est importante à se poser avant de commencer:
quelles pièces allons-nous isoler ?
On isole les pièces que l’on veut protéger contre les déperditions de
chaleur ou une température trop élevée. Il s’agit des espaces de vie,
de sommeil et de travail. C’est ce qu’on appelle le ‘volume protégé’.
On isole les sols, les murs et les plafonds délimitant ce volume.
En principe, il ne faut pas isoler les locaux inhabités ou non utilisés.
Dans une toiture, il vaut mieux poser l’isolation sur:
•• le plancher du grenier quand le grenier est inhabité
•• les arbalétriers quand les combles sont aménagés
•• les autres parties des fermes adjacentes aux locaux habités
Toiture avec plancher de grenier
isolé – 200 m² d’isolation pour un
volume de 250m³ à chauffer
74
toiture avec combles isolés.
250 m² d’isolation pour un volume
de 300 m³ à chauffer
9.2.2. Composition de la toiture
Isolation au-dessus des arbalétriers
Les principaux avantages de cette méthode d’isolation sont:
•• une meilleure étanchéité à l’air
•• pas de ponts thermiques
•• la charpente est moins soumise à des variations de température
•• on peut conserver la finition intérieure lors d’une rénovation de toit
existant
Conseil
Pour la rénovation d’une toiture
à chevrons, on peut aussi placer
l’isolation du côté intérieur, sous les
chevrons, en plus de l’isolation entre
les chevrons.
Isolation entre les arbalétriers
Les principaux avantages de cette méthode d’isolation sont:
•• une méthode de pose simple
•• la possibilité d’isoler uniquement où nécessaire
Combinaison
La combinaison d’une sous-toiture plus épaisse avec une isolation
entre les arbalétriers est également possible.
9.3. Matériaux d’isolation
Lors du choix des matériaux d’isolation, les facteurs suivants sont
importants:
•• la valeur d’isolation,
•• la provenance,
•• la forme commerciale,
•• la sécurité incendie,
•• la résistance à l’humidité.
75
9.3.1. La valeur d’isolation
La valeur d’isolation d’un matériau indique son efficacité isolante.
Elle est exprimée à l’aide du coefficient de conduction thermique
lambda (symbole λ). Elle indique la quantité de chaleur qui passe
au travers d’un matériau d’1 m d’épaisseur et d’une surface de 1 m²
avec une différence de température de 1 °C entre les deux côtés.
Plus la valeur est petite, meilleure est l’isolation.
Pour évaluer une construction complète (sol, mur ou toiture)
constituée de plusieurs couches de matériaux, on parle du/de:
•• coefficient de transmission thermique U: il exprime la quantité de
chaleur qui passe au travers d’une paroi pour une différence de
température de 1 °C entre l’intérieur et l’extérieur. Plus la valeur est
petite, mieux c’est.
•• la résistance thermique R: il s’agit de l’inverse du coefficient de
transmission thermique, elle indique l’efficacité avec laquelle la
transmission de la chaleur est empêchée. Plus la valeur est grande,
mieux c’est.
9.3.2. Le type de matériau - origine du matériau
Nous distinguons trois groupes de matériaux:
• Les matériaux d’origine naturelle:
Rockwool
оо cellulose (flocons de papier)
оо panneaux de laine de bois
оо lin
оо paille
оо chanvre
оо liège expansé
оо ...
• Les matériaux d’origine minérale:
Matériaux d’origine minérale
оо laine de verre
оо laine de roche
оо ...
• Les matériaux en matière synthétique:
оо polystyrène extrudé (XPS)
оо polystyrène expansé (EPS)
оо polyuréthan(n)e (PUR)
оо polyisocyanurate (PIR)
оо ...
76
9.3.3. La forme commerciale
Matelas d’isolation
Vielfalt
Les matelas sont disponibles en rouleaux et ont soit un côté
recouvert de papier kraft ou d’un film aluminium réfléchissant, soit
les deux côtés recouverts.
La largeur des matelas dépend de l’entre-axe (écartement) des
arbalétriers. Il est généralement de 350, 450 ou 600 mm. L’épaisseur
varie entre 600 et 2200 mm.
Panneaux
Les panneaux existent sous forme rectangulaire ou triangulaire.
Isolation en matelas et panneaux
Vous pouvez aussi en faire des triangles, ce qui permet de les placer
entre des fermes dont l’écartement est irrégulier. La gravité presse
les panneaux les uns contre les autres et élimine naturellement les
écartements.
Isoproc
Le matériau sous forme de panneaux présente une plus grande
rigidité que sous forme de matelas.
En vrac
Cette isolation est livrée sous forme de flocons. Elle est insufflée
dans les parties en pente ou verticales, et on peut aussi la déverser
dans les parties horizontales.
Cellulose
77
9.3.4. Sécurité incendie
L’inflammabilité du matériau d’isolation est importante pour
la sécurité incendie d’un bâtiment. Les isolants inflammables
propagent l’incendie, tandis que les matériaux ininflammables
ralentissent la progression du feu. Il est important de consulter les
caractéristiques d’inflammabilité sur la fiche technique du matériau
d’isolation.
9.3.5. Caractère hydrofuge
Les matériaux d’isolation humides isolent beaucoup moins bien,
voire pas du tout. C’est pourquoi ils ne peuvent absolument pas
devenir humides. Il est important de consulter les caractéristiques
hydrofuges sur la fiche technique du matériau d’isolation.
78
Arch. F. Dobbels
9.4. Pose de l’isolation
9.4.1.Isolation au-dessus des arbalétriers
On place un panneau d’isolation sur le côté extérieur de la soustoiture. En plaçant une couche d’isolation d’un seul tenant sur le
toit, on obtient une grande étanchéité à l’air et on évite les ponts
thermiques.
Panneaux d’isolation autoportants
Isolatie Verhoeven
9.4.2.Isolation entre les arbalétriers
Le matériau d’isolation est coincé du côté intérieur du toit, entre les
arbalétriers. Une bande d’isolation légèrement plus large (env.
15 mm) que la distance entre les arbalétriers est utilisée.
Après la pose de l’écran pare-vapeur, il est primordial de veiller à sa
bonne étanchéité.
Broux
Kuborn WTCB
À gauche: pose bâclée - À droite: pose correcte
Colmatage du pare-vapeur
79
80
10. Glossaire
10. Glossaire
Terme
Description
Arbalétrier
Arêtier
Bardage de la gouttière
Partie ("jambe") d'une ferme qui monte en oblique, souvent suivant l’inclinaison du toit.
Endroit où deux pans de toit se rejoignent, formant un angle saillant (>180°) sur un axe incliné.
Planche qui empêche la pluie et le vent de s'infiltrer sous la couverture de toiture. Se trouve entre
les tuiles latérales et la façade latérale ou entre la gouttière et la façade.
Par bardeau, on entend souvent les voliges ou la sous-toiture. Un autre synonyme est le voligeage.
Bardeau
Matériau de couverture de toit composé de petites planches fendues et imbriquées. On l'appelle
Bardeau bitumé
aussi schiste. Ce matériau peut également être destiné à d'autres usages, comme le revêtement
de façade.
Raccord entre la gouttière et la sous-toiture à l'aide d'une bavette. La bavette fait généralement
Bavette de gouttière
partie de la gouttière.
Bitumes polymères (PMB) Combinaison de bitumes (composant de l'asphalte), polymères et adjuvants. Ils sont notamment
utilisés dans les colmatages de toit.
Pièce de bois horizontale (petite poutre) qui soutient l’extrémité inférieure d’un arbalétrier. Petite
Blochet
poutre qui relie la jambette au mur.
Boulon permettant de fixer des objets lourds au mur. En vissant le boulon, des tiges en métal
Boulon expansible
sortent ce qui permet au boulon de s'ancrer solidement dans le support.
Les lettres CE renseignées sur un produit indiquent qu'il répond à la législation européenne et
Certification CE
peut donc être vendu librement sur le marché européen.
Traverse dans une poutraison. Le chevêtre est placé pour soutenir une ou plusieurs poutre(s) qui
Chevêtre
courent jusqu'au mur ou qui sont coupées par une ouverture. Il peut s'agir d'une ouverture de
cheminée ou d'une trappe d'escalier.
Partie d'une toiture composée d'une poutre qui court du pied du toit à la panne faîtière. Le
Chevron
chevron repose sur une panne et y est cloué.
Arbalétrier avec des entraits qui sert à former la façade en pointe et le passage de cheminée, et
Chevron d'assemblage
éventuellement à remonter les murs intérieurs.
Type de chevron: intersection entre deux pans de toit adjacents qui se coupent dans un angle
Chevron de noue
rentrant. Dans un chevron de noue, il s'agit d'un angle rentrant.
Synonyme de préfabrication. Méthode de construction dans laquelle la majorité des éléments de
Construction
construction sont fabriqués et montés au préalable en atelier ou dans l'usine.
industrialisée
Contre-latte
Corniche
Croix de Saint-André
Débord de pignon
Entrait
Entretoise
EPDM
Étrésillon
Ferme
Ferme en A
Latte étroite en bois qui est placée entre le bardeau et les voliges. Elle va de la panne faîtière au
pied du toit et permet une ventilation et éventuellement un écoulement des eaux sous les tuiles.
Gouttière rectangulaire en zinc ou en bois sur la partie supérieure d'une façade, composée d'un
fond plat et de deux rebords verticaux. La corniche est soutenue par des modillons en bois ou des
consoles en métal insérés dans la maçonnerie.
La croix de Saint-André est une construction en forme de croix oblique composée des deux
diagonales d'un angle droit.
Synonyme de planche de rive, de débord de toit. Partie relevée d'une gouttière. Désigne souvent
la planche extérieure ou la planche de la moulure en bois d'une gouttière.
Poutre horizontale qui relie les arbalétriers. Il est utilisé dans des grandes portées de toit, pour
empêcher le fléchissement des arbalétriers.
Synonyme d'étrésillon. Intercalaires reliant et solidarissant les éléments d’une structure en bois.
Abréviation de "éthylène-propylène-diène monomère", qui est une famille de caoutchoucs.
L'EPDM est souvent utilisé dans le monde de la construction (colmatage du toit).
Synonyme d'entretoise. Intercalaires reliant et solidarissant les éléments d’une structure en bois.
Structure triangulaire, adaptée à la forme de toit et supportant la couverture. Terme générique
utilisé en charpente traditionelle et industrielle.
Ferme en forme de A, composée d’éléments distincts. Les deux parties diagonales sont reliées à
mi-chemin par une moise horizontale qui permet une meilleure répartition des forces.
* Signification du terme dans le contexte du présent module.
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10. Glossaire
Terme
Fermette
Galvanisé
Jambette
Larmier
Ligne de faîte
Modillon
Noue
Oriented Strand Board
(OSB)
Ourlet
Panne
Panne faîtière
Paroi intérieure du mur
creux
Patin
Pied de toit
Planche de rive
Poinçon
Polyisocyanurate (PIR)
Polystyrène expansé
Polystyrène extrudé
Polyuréthane (PU)
Pont thermique
Poutre de ceinture*
Raclette
Sablière
Semelle
Volige
Valeur lambda
Description
Structure triangulaire, adaptée à la forme de toit et supportant la couverture. Terme spécifique à la
charpente industrielle (sans panne, sans chevron).
Couvert d'une fine couche de métal à l'aide d'électricité (ex.: une couche de zinc, de nickel ou de
chrome) pour augmenter la résistance à la corrosion ou la brillance du matériau.
Poutre verticale en bois qui transfère une grande partie de la charge de la ferme sur le hourdis
plutôt que sur la sablière.
Élément de construction qui permet d'évacuer l'eau de pluie en dehors de la surface de la fenêtre/
du mur/de la gouttière.
Synonyme de faîte. Ligne d'intersection supérieure de deux pans de toit, bord supérieur du toit.
Support en bois d'une gouttière. Plus solide qu'un accroche-gouttière, il est souvent fabriqué en bois.
Gouttière placée au-dessus du chevron de noue. Ces gouttières sont généralement diagonale et
se trouvent à la jonction de deux pans de toiture formant un angle rentrant (en <180°).
Un certain type de panneau. La panneau est composé de différentes couches de copeaux d'une
forme et d'une épaisseur prédéterminées qui sont liés par un liant.
Bord de finition arrondi, par exemple sur un toit plat, une gouttière en zinc ou un rebord de
fenêtre.
Poutre en bois placée dans le sens de la longueur du pan de toit, dont deux côtés sont placés
parallèlement au pan de toit. Les pannes sont posées sur des murs porteurs ou sont un élément
de charpente.
Gîte posée sur le faîte et forme ainsi la panne la plus élevée du toit. La panne faîtière se situe dans
ou juste en-dessous du faîte d’un bâtiment.
La paroi intérieure du mur creux, ou simplement la feuille intérieure, est la partie intérieure d'un
mur double.
Synonyme de semelle. Planche de bois horizontale qui mène la charge de la jambette au sol. Est
également appliqué lorsque le chevron est placé perpendiculairement ou fortement en oblique
par rapport aux poutres.
Partie inférieure d'un toit en pente qui se déverse dans la gouttière (ou passe d'un toit en pente à
un toit plat).
Synonyme de débord de toit, débord de pignon. Partie relevée d'une gouttière. Désigne souvent
la planche extérieure ou la planche de la moulure en bois d'une gouttière.
Poutre verticale qui relie l'entrait au sommet de la charpente. Il est placé pour empêcher le
fléchissement de l'entrait.
Matière synthétique créé spécifiquement pour l'isolation. Développement prolongé du
polyuréthane (PUR).
Matière synthétique caractéristique et presque toujours blanche, souvent appelée frigolite.
L'abréviation anglaise est EPS qui fait référence à 'expanded polystyrene'.
Matière synthétique d'origine pétrochimique. Hydrofuge, il peut, en quantité restreinte, supporter
une certaine charge. Le polystyrène extrudé ou XPS est appliqué en tant qu'isolant.
Matière synthétique qui connaît beaucoup d'applications. Il est notamment utilisé en tant
qu'isolant dans les peintures et enduits.
Raccord dans l'enveloppe (façade, toiture ou plancher) d'un bâtiment où un transfert de chaleur
plus grand que la norme est possible en raison d'une mauvaise isolation thermique.
Poutre le long de la partie extérieure supérieure de la maçonnerie.
Solive formant la liaison entre la sablière et le hourdis et ancrée dans les arbalétriers et les
jambettes, parfois avec un espaceur intermédiaire.
Poutre en bois posée sur le mur et sur laquelle les fermes ou crochets de gouttière sont fixés.
Synonyme de patin. Planche de bois horizontale qui mène la charge de la jambette au sol. Est
également appliqué lorsque le chevron est placé perpendiculairement ou fortement en oblique
par rapport aux poutres.
Planche mince qui sert principalement à recouvrir entièrement une charpente afin d'obtenir une
surface continue pour y fixer la couverture de toiture.
Constante (symbolisée λ) qui indique l'efficacité avec laquelle un matériau conduit la chaleur.
Synonyme de "conductivité thermique" ou de "coefficient de conduction thermique".
* Signification du terme dans le contexte du présent module.
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BOIS
1 Travail du bois
1.1 Lecture de plans
1.2 Travail manuel du bois
1.3A Travail mécanique du bois - 1re partie
1.3B Travail mécanique du bois - 2e partie
1.3C Travail mécanique du bois - 3e partie
1.4 Les assemblages bois
2Meubles
2.1 Meubles massifs
2.2 Meubles en panneaux
3 Agencement d’intérieur
À paraître prochainement
4 Menuiserie intérieure
4.1
4.2
4.3
4.4
Menuiseries intérieures
Cloisons et plafonds
Revêtements de sol en bois
Les escaliers droits et à palier
5 Menuiserie extérieure
5.1 Portes et fenêtres - 1re partie
5.2 Pose des portes et fenêtres
5.3Bardage
6 Structures bois
Fonds de Formation professionnelle de la construction
en collaboration avec Centre de Formation Bois
BOIS
6.1
building your learning
la bibliothèque numérique
Fonds de Formation professionnelle de la Construction
F245BO
MANUEL MODULAIRE BOIS
MODULE Charpente à fermettes
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