charpente (suite)

Le transport des éléments fabriqués, de l’usine au chantier d’utilisation, parfois sur plusieurs centaines de kilomètres, pose évidemment des problèmes importants. Les moyens de transport (semi-remorques, engins spéciaux), les itinéraires à suivre, étant donné qu’il s’agit d’éléments le plus souvent courbes, de fort volume, de grandes dimensions, doivent être spécialement étudiés et augmentent le prix de revient de la construction. Malgré cela, et surtout pour les grandes portées, la charpente lamellée-collée reste compétitive par rapport à l’acier ou au béton.

En France, cette technique est de plus en plus appréciée, d’une part en raison des possibilités qu’elle présente pour la couverture de grands espaces sans appuis intermédiaires, d’autre part en raison de ses qualités décoratives, très appréciées des architectes et maîtres d’œuvre. Elle s’applique aussi bien aux grands bâtiments industriels (usines, entrepôts) qu’aux bâtiments agricoles (hangars) ou horticoles (serres). Elle convient très bien, par ses formes et son aspect, aux installations sportives (gymnases, piscines), aux halls d’exposition, aux salles de fêtes et également aux édifices religieux (églises, etc.). Elle paraît appelée, à l’avenir, à se substituer aux autres systèmes de charpentes en bois.

Considérations générales

L’emploi du bois dans la charpente présente un certain nombre d’avantages et d’inconvénients. Tout d’abord, ce matériau résiste, sans grand entretien, à l’action des agents physiques et chimiques. Il est souvent conseillé en milieu corrosif : usines et entrepôts de produits chimiques, bâtiments soumis à l’action de fumées ou d’émanations délétères acides ou basiques. La charpente n’a pas à être protégée, et les frais d’entretien sont minimes. D’autre part, la faible densité du bois, en regard de résistances à la compression du même ordre que celles du béton, amène à une simplification des problèmes de fondations et, par suite, à une diminution du prix de revient de l’ensemble de la construction : le poids d’un arc en bois lamellé représente environ le quart de celui de son homologue en béton pour les mêmes charges et portées. La rapidité de fabrication et celle du montage — puisqu’il s’agit toujours d’éléments préfabriqués mis en place sur le chantier — sont aussi à l’avantage de la charpente en bois lorsque des délais impératifs sont à observer. Enfin, l’élément esthétique apporté par le bois est un argument de valeur dans certaines réalisations de charpente décorative. En revanche, l’inconvénient majeur du bois est son manque de durée et ses risques de destruction par le feu. Mais on peut le traiter soit au moyen de produits de protection contre les champignons et les insectes, soit par ignifugation, et ses possibilités de destruction sont alors très fortement diminuées. D’autre part, au cours d’un incendie, une charpente en bois résiste, sans s’abattre et sans pousser sur les murs ou les appuis, beaucoup plus longtemps qu’une charpente métallique. La charpente lamellée-collée, de fort équarrissage, est intéressante à ce point de vue.

J. C.

Charpente métallique

Le matériau utilisé est l’acier laminé ou, dans certains cas, un alliage léger à base d’aluminium.

Charpente de toiture

Elle est essentiellement composée d’assemblages triangulés, verticaux, en général régulièrement espacés et désignés sous le nom de fermes, constituant, par leur ensemble, un système rigide supportant les éléments de surface inclinée de la toiture. Les fermes sont reliées entre elles par des pannes, auxquelles elles servent d’appui aux nœuds supérieurs de la triangulation et qui supportent directement la couverture, dont elles reportent la charge sur les fermes. Les pannes sont soit à âme pleine, soit à treillis, ces dernières étant réservées pour les grands écartements entre fermes (écarts supérieurs à 6 m). Les fermes sont entretoisées dès leur pose pour assurer la rigidité de l’ensemble. En particulier pour les grandes charpentes de halles, de hangars, il faut s’assurer contre les effets du vent par un contreventement soigneusement étudié. D’une manière générale, les bâtiments dont les façades ne s’appuient pas sur des murs de refend leur permettant de résister à l’action des vents violents doivent être pourvus de contreventements se rattachant aux pignons. Le dispositif de contreventement doit assurer la stabilité uniquement dans le sens horizontal, quelle que soit la direction du vent. Pour les vents parallèles à la direction des fermes, c’est la raideur de ces dernières et celle de leur support qui remplit cet office ; cela est valable pour le sens transversal de la construction ; mais, dans le sens longitudinal, normalement aux plans des fermes, il faut contreventer au moyen de dispositifs de liaison généralement placés dans le plan vertical du faîtage et complétés, si nécessaire, de part et d’autre, par des dispositifs de liaison dans des plans parallèles au plan vertical du faîtage.

Les formes attribuées aux fermes sont variées, notamment suivant la forme du toit ; pour les halles et les grands hangars, les fermes sont souvent soit à deux, soit à trois articulations.

La charpente la plus courante est celle pour toit simple à double pente ; sa hauteur varie de 1/8 à 1/12 de la portée (en moyenne 1/10).

Pour les toits en appentis, la forme usuelle de ferme se fait avec appui vertical et horizontal de la ceinture inférieure, qui travaille à la compression, et ancrage horizontal de la ceinture supérieure. Les toits avec prolongements en appentis sont surtout utilisés pour les quais de chargement.

Pour les fermes de grande portée, la rigidité de l’ensemble est renforcée par des triangulations en croix de Saint-André, disposées d’une ferme à l’autre et placées soit dans le plan des pannes, soit dans le plan des entraits, ou « tirants », pièces horizontales qui relient les extrémités du bas des arbalétriers.

Les charpentes pour toits en coupole constituent un ensemble d’ossature complexe exigeant une étude soignée.

Dans les constructions métalliques solidaires, on dispose des joints de dilatation tous les 30 m environ.