La charpente, élément structurel essentiel d’une construction, assure à la fois la stabilité et la durabilité d’une toiture. Que vous envisagiez de construire une nouvelle maison, de rénover un bâtiment existant, ou simplement d’en apprendre davantage sur les différentes options disponibles, il est important d’explorer les nombreux types de charpente qui existent. Retrouvez un guide exhaustif sur les diverses charpentes afin de vous éclairer sur ce sujet technique et complexe.
Les charpentes en bois
Il existe, dans le domaine de la construction, une multitude de modèles de charpentes en bois. De la traditionnelle à la charpente lamellé-collé, voici une présentation de l’ensemble de ces ouvrages.
Les charpentes traditionnelles
La charpente traditionnelle en bois, également appelée ferme en bois, se distingue par l’utilisation de pièces de bois massives, offrant une esthétique classique et une très grande robustesse. Contrairement à la charpente industrielle, ses sections sont plus importantes, conférant à la structure une allure imposante et authentique.
La charpente traditionnelle est constituée de plusieurs éléments, tels que les fermes, les pannes, les chevrons et les liteaux. Un charpentier professionnel, compétent dans la répartition des charges du toit, conçoit et réalise cette charpente sans recourir à des jonctions métalliques, clous ou vis. Cela confère à la charpente une intégrité structurelle sans compromis sur l’aspect visuel. L’assemblage complexe des pièces est réalisé avec précision, souvent en atelier, avant d’être installé sur le chantier.
Ce type de charpente offre des avantages significatifs, notamment la possibilité de dégager un espace sous toiture propice à l’aménagement de combles. Cette caractéristique en fait un choix idéal pour ceux qui cherchent à optimiser l’utilisation de l’espace intérieur.
Néanmoins, la complexité de l’assemblage des éléments de charpente traditionnelle, combinée à la nécessité de façonner chaque pièce avec soin, conduit à un processus de fabrication exigeant. Le charpentier consacre plusieurs jours en atelier pour la préparation des pièces avant de les assembler et de les installer sur le chantier. Cette méthode de fabrication artisanale a donc un impact sur le coût de l’œuvre.
Les charpentes à fermettes
La charpente à fermettes, également connue sous le nom de charpente en bois industrielle ou charpente américaine, représente une alternative économique à la charpente traditionnelle. Son assemblage, réalisé en série en usine, en fait une option rentable tout en conservant une robustesse notable.
Elle représente jusqu’à 70 % des charpentes dans les nouvelles constructions, qu’il s’agisse de maisons, d’immeubles collectifs ou de bâtiments agricoles.
Contrairement à la charpente traditionnelle, la charpente à fermettes est composée de sections de bois de faible épaisseur, appelées fermettes. Ces éléments remplacent les chevrons plus volumineux de la charpente traditionnelle. L’assemblage des fermettes se fait à l’aide de connecteurs métalliques, et leur disposition rapprochée est une caractéristique essentielle pour maintenir la stabilité structurelle.
En raison de la faible épaisseur des sections de bois utilisées dans les fermettes, un contreventement à la base de l’ossature est nécessaire pour compenser la pression exercée sur le bois, évitant ainsi tout risque de détérioration de la structure. Elle n’en reste pas moins solide. Pour les aménagements de combles, la fermette classique ne sera pas adaptée car ces dernières en forme de W obstruent l’espace sous toit. Pour des combles aménageables il faudra opter pour un modèle de charpente à fermettes en A, laissant ainsi un passage.
La charpente à croupe
La charpente à croupe, définie comme la partie triangulaire qui forme le petit égout d’un toit composé de plusieurs pentes, offre une esthétique distinctive. En d’autres termes, la charpente à croupe crée un pan supplémentaire au niveau des pignons. Elle se retrouve par exemple sur les toits à 4 pans.
Si ce toit présente des avantages considérables comme une meilleure résistance au vent ou une meilleure évacuation de la pluie et de la neige, la surface sous toit est nettement amoindrie, rendant l’aménagement plus compliqué.
Ce type de charpente est constitué de différents éléments :
- L’empannon : élément diagonal assurant la liaison entre la panne sablière et le faîtage.
- La panne sablière : pièce horizontale située à la base du toit, supportant les chevrons.
- Le chevron d’arêtier : situé à l’intersection de la croupe, contribuant à la stabilité structurelle.
- La ferme : élément structurel essentiel assurant la solidité de la charpente.
On distingue deux types de croupes :
- Le toit en croupe droit, commun dans les maisons rectangulaires, présente un pignon perpendiculaire au côté. Les empannons sont disposés perpendiculairement à la panne sablière du pignon, créant une structure équilibrée et classique.
- La croupe biaise se distingue par le placement parallèle des fermes aux pannes sablières du pignon. Les empannons et les demi-croupes suivent la même direction que les pannes faîtières et les pannes sablières du pignon. Cette disposition s’adapte particulièrement bien aux maisons où le pignon n’est pas perpendiculaire au côté long.
La charpente à la Mansart
La charpente de toit « à la Mansart » du nom de son architecte originel François Mansart offre une allure distinctive. La charpente de toiture Mansart se distingue par ses 8 pans, dont 4 avec 2 pentes différentes, créant une silhouette spécifique. La partie haute, appelée terrasson, est caractérisée par une pente plus douce, inspirée des terrasses italiennes, tandis que la partie basse, appelée brisis, a une pente plus prononcée.
Les éléments porteurs de la charpente comprennent des poteaux de panne alignés sur la ligne de bris, et le brisis est constitué de chevrons et de jambes de force inclinées en croupes. Cette conception permet de créer des combles spacieux, parfois appelés « combles à la Mansart », offrant un espace habitable confortable.
La construction d’une charpente Mansart est complexe et nécessite des études préalables approfondies. Avant de lancer le projet, il est impératif de s’assurer que le Plan Local d’Urbanisme (PLU) le permet. Une charpente traditionnelle déjà en place peut être modifiée pour se transformer en charpente Mansart moyennant des changements assez importants.
Ces études doivent être confiées à un architecte ou à un bureau d’études pour garantir la stabilité structurelle, la capacité de charge des murs porteurs, et la conformité aux normes. Un permis de construire est généralement nécessaire pour de telles modifications architecturales.
La charpente Mansart offre divers avantages tant sur le plan esthétique que fonctionnel. On note par exemple :
- La maximisation de l’espace sous le toit.
- La surélévation des combles pour gagner de l’espace habitable sans construire un étage supplémentaire.
- L’amélioration de l’isolation lors de rénovations.
- La possibilité d’utiliser différents matériaux de couverture.
Les charpentes en lamellé-collé
Les charpentes en lamellé-collé ou BLC, conçues à partir de lamelles de bois assemblées et parfois renforcées par des pièces métalliques ou en bois massif, incarnent une solution structurelle robuste et polyvalente, bien que moins répandue que d’autres types de charpentes dans le domaine de la construction résidentielle.
Ce type de charpente, moins courant mais très efficace, est constitué de planches de bois, souvent résineux, assemblées de manière à répartir les nœuds sur toute la surface, ce qui accroît significativement sa résistance, notamment face au feu et au froid. La construction en poutres lamellé-collés peut être complexe, nécessitant une expertise professionnelle pour éviter des malfaçons pouvant entraîner des infiltrations ou des décollements.
Les charpentes en lamellé-collé sont souvent privilégiées dans des projets nécessitant de grandes portées. Elles trouvent leur place dans la construction de bâtiments agricoles, de manèges pour chevaux, de stades, ainsi que dans la rénovation d’ouvrages patrimoniaux tels que les châteaux. Leur grande portée permet d’ériger des structures imposantes, justifiant leur utilisation dans ces contextes spécifiques.
L’avantage majeur de la charpente en bois lamellé-collé réside dans sa capacité à fabriquer des éléments de charpente de très grande taille pouvant aller jusqu’à 50 mètres, tout en résistant efficacement à la compression, à la torsion et à la traction. La possibilité de cintrer et courber ces poutres offre une polyvalence architecturale. Malgré ces avantages considérables, le recours à ce type de charpente est moins courant à cause de son esthétique qui est bien moins raffinée que la charpente traditionnelle.
Il est également important de noter que la qualité peut varier en fonction des fabricants. Le choix d’un bois conforme à la norme NFP21-400 est essentiel pour garantir la fiabilité du matériau. Cependant, la qualité a un coût, et les charpentes en lamellé-collé peuvent être plus onéreuses. Ce coût élevé limite leur recommandation pour les habitations individuelles.
Les charpentes en kit
La charpente bois en kit, souvent associée aux charpentes industrielles, représente une solution préfabriquée qui simplifie significativement le processus de construction.
Ce type de charpente est généralement conçu en usine, découpé avec précision et livré sur le chantier sous forme de kit prêt à être assemblé. Les éléments de la charpente, tels que les fermes, pannes, chevrons, et autres composants, sont fabriqués selon des spécifications précises, assurant une grande uniformité et une facilité d’assemblage.
La charpente bois en kit offre plusieurs avantages, notamment des coûts de main-d’œuvre réduits et des délais de construction plus rapides. Elle convient particulièrement aux projets de construction nécessitant une mise en œuvre rapide et efficace, tels que les constructions résidentielles, les garages, ou les bâtiments agricoles. Cependant, il est essentiel de confier la conception et l’installation de la charpente en kit à des professionnels qualifiés afin d’assurer la stabilité structurelle et la conformité aux normes de construction.
Les charpentes métalliques
Si les charpentes métalliques sont le plus souvent associées aux bâtiments industriels, elles peuvent aussi prendre place dans le résidentiel. Les maisons en kit emploient régulièrement ce type de charpente.
On retrouve des avantages considérables concernant le métal comme sa résistance au feu mais aussi aux insectes qui peuvent nuire fortement lorsqu’une charpente est en bois.
Généralement en acier, la charpente métallique est assemblée sur le même principe que la charpente en bois conférant ainsi une résistance et une stabilité optimale. Elle est compatible avec la plupart des matériaux de couverture standards.
Le métal a également un autre avantage puisqu’il peut être travaillé selon les besoins. Ainsi, il est possible de lui donner des formes atypiques, idéal pour les maisons d’architectes nécessitant parfois des courbes difficiles à obtenir avec le bois.
Il existe des charpentes métalliques en kit mais aussi sur mesure selon les besoins. Dans tous les cas, elle doit être étudiée afin de supporter le poids de la couverture. Un architecte ou un bureau d’étude se chargera de cette étape clé.
Pour finir, la charpente métallique est un ouvrage relativement léger par rapport au bois. Elle s’adapte donc sur des structures dont les fondations sont moins importantes. Le prix de cette charpente est également moins coûteux d’environ 10 % par rapport au bois traditionnel. Sa pose doit en revanche se faire par un artisan qualifié capable de manipuler le métal.
Les charpentes mixtes
Les charpentes mixtes tirent parti des caractéristiques du bois, telles que sa capacité à résister à la compression, ainsi que des propriétés du métal, offrant une résistance accrue à la traction. Ces systèmes hybrides intègrent généralement des poutres et des éléments porteurs en bois associés à des renforts métalliques stratégiquement positionnés pour garantir une stabilité optimale.
Cette combinaison de matériaux confère à la charpente une flexibilité architecturale et une adaptabilité structurelle, permettant de relever des défis spécifiques liés à la portée, à la charge et à la complexité architecturale.
Les charpentes mixtes trouvent leur utilité dans une variété d’applications, allant des projets résidentiels aux structures commerciales et industrielles. Elles sont particulièrement appréciées dans les bâtiments nécessitant à la fois une esthétique chaleureuse et une performance structurelle élevée.
Ces charpentes bénéficient de plusieurs avantages, notamment :
- une réduction du poids global de la structure
- la possibilité de créer des designs architecturaux distinctifs
- une durabilité accrue grâce à la résistance à la corrosion du métal.
Cependant, la conception et la mise en œuvre de charpentes mixtes nécessitent une expertise approfondie pour assurer une intégration réussie des matériaux, garantissant ainsi la sécurité, la solidité et la durabilité de la structure.
Les charpentes en béton
| Les charpentes en béton, souvent associées aux toits plats, représentent une solution structurelle moderne et polyvalente, alliant élégance architecturale et durabilité. Ce type de charpente offre des avantages, tant en termes de résistance que de possibilités de design, s’imposant comme une option prisée dans la construction contemporaine. |
La structure de ces charpentes repose sur des poutres, des colonnes et des dalles en béton armé, créant une base solide et durable. On distingue plusieurs types de charpentes en béton, notamment les charpentes précontraintes, les charpentes en béton préfabriqué, et les charpentes alvéolaires, chacune offrant des avantages spécifiques en fonction des besoins du projet.
La surface plane des toits plats offre la possibilité d’aménager des espaces extérieurs, tels que des terrasses, jardins ou installations solaires. La modularité du béton préfabriqué permet une personnalisation étendue, offrant aux concepteurs une flexibilité dans la création de formes architecturales uniques.
De plus, la durabilité constitue l’un des principaux atouts des charpentes en béton. Résistantes aux intempéries, aux incendies et aux insectes, ces charpentes nécessitent peu d’entretien au fil du temps. La masse thermique du béton contribue également à réguler la température intérieure des bâtiments, améliorant l’efficacité énergétique et le confort.
Néanmoins, la charpente béton demande une étude précise puisqu’elle doit être conçue en pensant aux évacuations d’eaux de pluie. Il est impératif de bien concevoir ce type de charpente pour éviter les dégâts sur la structure et ainsi conserver son intégrité.
Les facteurs de choix pour une charpente
Bien choisir sa charpente est une étape importante. Plusieurs facteurs doivent être pris en considération pour garantir une charpente adaptée aux besoins spécifiques du projet.
- Charge et portée
La première considération majeure réside dans la charge que la charpente doit supporter et dans la portée, c’est-à-dire la distance entre les points d’appui. La résistance structurelle de la charpente doit être dimensionnée en fonction des charges verticales (poids de la toiture, de la neige, etc.) et des charges horizontales (vent, séisme, etc.). Cette évaluation précise est essentielle pour garantir la sécurité et la stabilité de la structure. - Type d’architecture et design
Le type d’architecture envisagé influe considérablement sur le choix de la charpente. Les préférences esthétiques, telles que l’inclinaison du toit, la présence de combles aménageables ou la recherche d’un design spécifique comme les fermes bois apparentes, guident la sélection du type de charpente adapté. Les charpentes traditionnelles offrent une esthétique chaleureuse, tandis que les charpentes métalliques permettent des designs plus contemporains. - Budget et coûts
Le budget alloué au projet impacte directement le type de charpente envisageable. Les charpentes en bois traditionnelles peuvent parfois être plus onéreuses que les charpentes métalliques ou en béton, et des coûts supplémentaires peuvent découler de la complexité du design ou des finitions choisies. - Contraintes réglementaires
Le respect des normes et réglementations en vigueur dans la région du projet est impératif. Les normes techniques (DTU) définissent les règles de l’art pour la conception et la mise en œuvre des charpentes. Les contraintes urbanistiques peuvent également influencer le choix du type de charpente, en imposant par exemple des formes spécifiques de toiture (Mansart, double pans, quatre pans, etc.). - Durabilité et entretien
La durabilité de la charpente, liée aux propriétés des matériaux utilisés, est un critère essentiel. Certains matériaux, tels que le béton et l’acier, présentent une excellente durabilité et nécessitent peu d’entretien. En revanche, les charpentes en bois peuvent demander un traitement spécifique pour résister aux insectes et à l’humidité.
Quelle charpente pour ma maison ?
Voici une vue d’ensemble des différentes charpentes pour vous aider à faire un choix. Notez qu’il est toujours opportun de se faire conseiller par un professionnel selon les spécificités de votre logement.
| Charpente | Explication |
| Charpente traditionnelle |
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| Charpente industrielle |
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| Charpente en kit |
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| Charpente en lamellé-collé |
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| Charpente métallique |
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| Charpente béton |
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Comparatif des coûts d’une charpente
Le coût d’une charpente varie en fonction du type de charpente choisi, des matériaux utilisés, de la complexité du design et d’autres facteurs.
Dans le cas des charpentes en bois, le choix de l’essence de bois a un impact significatif sur les coûts.
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Critères d’influence sur le prix
Outre l’essence du bois, plusieurs critères influent sur le coût global d’une charpente :
- la complexité du design,
- le nombre de fermes, de pannes, de chevrons et de liteaux nécessaires,
- la préfabrication ou le sur-mesure,
- la forme du toit.
Tableau des tarifs
| Charpente | Prix hors pose |
| Charpente traditionnelle | 60 à 90 € / m² |
| Charpente industrielle | 50 à 70 € / m² |
| Charpente en bois en kit | environ 50 € / m² |
| Charpente métallique en kit | 35 à 50 € / m² |
| Charpente métallique | 40 à 130 € / m² |
| Charpente béton | à partir de 80 € / m² |
| Charpente lamellé-collé | 50 à 160 € / m² |
| Charpente Mansart | 1 500 à 2 500 € / m² pose, isolation et couverture comprises |
| Charpente traditionnelle bois selon essence | Prix hors pose |
| Sapin | 40 à 50 € / m² |
| Douglas | 50 à 60 € / m² |
| Chêne | 80 à 90 € / m² |
| Pièces de charpente | Prix |
| Chevron | 6 € / ml (mètre linéaire) |
| Lambourde | 3 € / ml |
| Liteau | 1,5 € / ml |
| Volige | 3 € / ml |
| Poutre lamellé collé portée | 40 à 100 € / ml |
La main d’œuvre varie selon l’artisan mais aussi la complexité de la structure et le matériau retenu. On compte généralement une fourchette comprise entre 60 et 90 € par mètre carré pour la main d’œuvre seule.
Le lexique de la charpente
La charpenterie est un domaine complexe qui emploie des termes qu’il faut connaître pour s’y retrouver.
Voici un lexique de la charpenterie :
- Madrier : poutre robuste, utilisée dans la charpente, les planchers, les structures porteuses et comme poutre de ceinture pour la toiture.
- Bastaing : poutre utilisée dans la charpente, les planchers et comme élément porteur de sol.
- Panne : poutre couramment utilisée en charpenterie et dans les planchers lourds.
- Chevron : poutre essentielle en charpenterie, utilisée dans l’ossature, le doublage, et la construction de planchers bois.
- Liteau : pièce fine utilisée pour le calage dans la charpenterie.
- Lambourde : poutre utilisée dans les structures légères, le doublage et l’ossature.
- Tasseau : pièce utilisée pour le calage et l’encadrement dans diverses applications.
- Volige : utilisée en couverture toiture, habillage et paroi légère.
- Poinçon : poutre spécifique à la charpenterie, utilisée pour renforcer la structure.
- Solive : poutre fréquemment utilisée sur les planchers, jouant un rôle structurel porteur.
- Solivette : poutre légère utilisée dans la construction de planchers légers et de structures verticales.
- Poutre UPN (U) : poutre métallique en forme de U, utilisée dans la charpenterie pour sa configuration spécifique, offrant stabilité et résistance.
- Poutre IPE et Poutre IPN (I) : poutres métalliques en forme de I, couramment utilisées comme éléments d’ossature et de charpente métallique pour toiture.
- Poutre HEA (H) : poutre métallique en forme de H, spécialement conçue pour supporter des charges lourdes et servir aux fixations dans les structures de charpente.
Les normes qui concernent les charpentes
| La qualité et la sécurité des charpentes sont régies par des normes strictes pour assurer une construction conforme aux standards de l’industrie. Parmi ces normes, les Documents Techniques Unifiés (DTU) occupent une place principale dans le domaine de la charpente. |
Les DTU sont des documents établis par le centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) qui précisent les règles techniques à respecter lors de la conception et de la réalisation des ouvrages de construction.
Dans le cas des charpentes, les DTU fournissent des recommandations détaillées pour garantir la sécurité, la durabilité et la performance des structures.
Les principaux DTU applicables aux charpentes
- DTU 31.2 : Ce document technique spécifie les règles de mise en œuvre des charpentes en bois, qu’elles soient traditionnelles ou industrielles. Il aborde les points essentiels tels que les sections de bois à utiliser, les fixations, et les assemblages.
- DTU 40.11 : Bien que centré sur la couverture, ce DTU inclut des informations cruciales sur la fixation des liteaux sur la charpente, assurant ainsi une liaison adéquate entre la toiture et la structure sous-jacente.
- DTU 43.1 : Ce document aborde les spécificités liées aux toitures terrasses, incluant les éléments de charpente qui supportent ces installations.
Les professionnels du secteur, tels que les charpentiers et les architectes, se réfèrent aux DTU pour s’assurer que les charpentes répondent aux normes en vigueur, assurant ainsi la sécurité des occupants et la durabilité des structures.
Questions fréquentes sur les charpentes
- Quelle charpente pour combles aménageables ?
La charpente traditionnelle sera la plus adaptée pour aménager une maison avec un étage et profiter des combles comme surface habitable. - Quels sont les principaux types de charpentes utilisés dans la construction ?
Les principaux types de charpentes sont les charpentes traditionnelles et les charpentes à fermettes. - Quelle est la différence entre une charpente en kit et une charpente sur mesure ?
Une charpente en kit est plus économique, disponible en bois ou en métal et adaptée à la plupart des constructions standardisées. Une charpente sur mesure est personnalisée, plus complexe, et généralement plus coûteuse, adaptée aux projets spécifiques. - Quels sont les types d’essences de bois utilisés pour les charpentes en bois ?
Les essences couramment utilisées sont le sapin, l’épicéa, le douglas, le chêne, le pin, le mélèze, et d’autres bois résineux. Le choix dépend des besoins structurels et esthétiques, ainsi que des conditions environnementales. - Quel est l’entretien d’une charpente ?
Il est nécessaire de contrôler visuellement la charpente pour détecter toute trace de champignons ou d’insectes. L’entretien peut se traduire par l’application décennale de traitements préventifs.
Notez qu’une charpente peut nécessiter une rénovation tous les 30 ans environ.