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Charpente bois maison : types, dimensionnement et entretien
La charpente est la structure porteuse qui soutient la couverture et transmet les charges vers les murs. Son dimensionnement conditionne la durabilité de toute la toiture : une charpente sous-dimensionnee flèche sous le poids de la neige, une charpente mal protégée s’attaque par les insectes xylophages ou les champignons. Comprendre les fondamentaux de la charpente permet d’identifier les signes de vieillissement et de planifier les interventions avant que les dégâts ne soient irreversibles.
Charpente traditionnelle ou charpente industrielle
La grande majorite des maisons construites avant les années 1970 ont une charpente traditionnelle : des pieces de bois massif de forte section, assemblees par tenons-mortaises, boulons ou sabots métalliques. Ce type de charpente est robuste, reparable et généralement accessible pour les amenagements de combles. Les fermes traditionnelles (fermé à entrait, fermé à la Mansart, fermé à poinçon) laissent des volumes utilisables sous les rampants.
Depuis les années 1970, la charpente industrielle (ou charpente en fermettes) s’est imposée dans la construction neuve. Elle est composée de fermettes prefabriquees en bois de petite section, assemblees par des connecteurs métalliques (goussets). Elle est moins onereuse et plus rapide à poser, mais elle laisse peu d’espace dans les combles (combles perdus en général) et est difficile à modifier ou à renforcer sans expertise.
| critère | Charpente traditionnelle | Charpente industrielle |
|---|---|---|
| Section des bois | 100-250 mm | 35-60 mm |
| Assemblages | Tenon-mortaise, boulons | Goussets métalliques |
| Combles | Amenageables | Perdus en général |
| durabilité | 100-200 ans si entretenu | 50-80 ans |
| Coût posé | élevé | Faible |
| Reparabilite | Excellente | Limitée |
Les essences de bois et leur traitement
En charpente, les essences les plus utilisées en France sont :
- Sapin et epicea : les plus courants, bon rapport résistance/prix. Traitement classé 2 (protégé de l’humidité et des insectes xylophages superficiels) obligatoire pour les zones non ventilees
- Pin maritime et pin sylvestre : plus resevants naturellement, souvent utilisés dans le sud-ouest. Classé 3 possible en extérieur
- Douglas : bonne résistance naturelle, duramen rouge caracteristique. Utilisé en charpente et bardage
- Chene : très dur, très durable, mais lourd et difficile à travailler. Rare en charpente moderne, fréquent dans les bâtiments anciens
Le traitement autoclave (trempage sous pression) est le plus efficace pour les pieces en contact avec l’humidité. Les produits à base de sel de cuivre (classé 3) protegent contre les champignons et les insectes dans les zones exposees. Pour une maison saine, privilégier les traitements à base de sel de bore (moins toxiques) pour les pieces intérieures.
Dimensionnement : les règles de base
Le dimensionnement d’une charpente doit être calculé par un charpentier ou un bureau d’études selon les charges :
- Charges permanentes : poids propre de la charpente + poids de la couverture (tuiles : 40-50 kg/m2, ardoises : 30-40 kg/m2, bac acier : 8-15 kg/m2)
- Charges climatiques : neige (de 25 kg/m2 en zone A1 à plus de 100 kg/m2 en zone montagne) et vent (pression et succion selon l’exposition)
- Charges d’exploitation : si les combles sont amenages, la charge d’exploitation est de 150 kg/m2 minimum
Les sections standards pour une fermé traditionnelle en sapin : arbaletriers 80×200 mm, entrait 80×160 mm, panne faitiere 80×200 mm. Ces sections varient selon la portee et la charge.
Signes de dégradation à surveiller
Lors d’une inspection visuelle de la charpente, les signes d’alerte sont :
- déformations visibles : flèche des arbaletriers, ondulation de la couverture vue de l’extérieur, devers des pannes
- Attaques biologiques : galleries de capricornes (petits trous ronds de 3-5 mm, sciure fine), vrillettes (trous de 1-2 mm), traces de champignons (bois ramolli, fibreux ou pulverulent)
- humidité chronique : noircissement des bois, eclatement des fibres en surface, présence de salpetre sur les murs de pignons
- Assemblages desolidarises : tenons sortis des mortaises, goussets decoles ou rouilles sur les fermettes industrielles
Une charpente inspectee tous les 10 ans par un charpentier permet de detecter les problèmes avant qu’ils ne menacent la structure. Les moisissures dans les combles sont souvent le premier signe d’une humidité excessive qui attaque progressivement les bois de charpente.
Entretien et traitement curatif
Le traitement curatif d’une charpente attaquee par les insectes xylophages comprend :
- Diagnostic : identifier les espèces présentes et l’etendue des dégâts. Un rapport de diagnostic d’état parasitaire est obligatoire en cas de vente
- Traitement par injection ou badigeonnage : pour les attaques localisees, injection de produits insecticides dans les galleries, badigeonnage sur les surfaces accessibles
- Traitement par fumigation ou par chaleur : pour les attaques etendues, la fumigation (dichlorvos) ou le traitement par chaleur (50 degrés pendant plusieurs heures) traité l’ensemble du volume sans produits chimiques
- Remplacement des pieces trop attaquees : les pieces dont la section utile est réduite de plus de 30 % doivent être remplacees ou renforcées par des platines métalliques
Pour les zones de maçonnerie qui supportent la charpente, l’article sur les rampants de toiture détaillé comment l’isolation s’articule avec la structure de la charpente dans les combles amenages.
Rénovation et renforcement de charpente
Le renforcement d’une charpente ancienne peut s’imposer lors d’un changement de couverture (passage de tuiles plates en tuiles canal, plus lourdes) ou lors de l’amenagement des combles (ajout de charge).
Les techniques courantes de renforcement :
- Doublage des arbaletriers : addition d’une piece de même section clouee ou boulonnee contre la piece existante
- Adjonction d’une contre-fiche : triangle de renfort entre un arbaletrier affaibli et une panne
- Cerclage métallique : autour des assemblages fissures pour eviter l’eclatement
- Protheses en resine époxy : pour les extremites de pieces endommagees (notamment les pieds d’arbaletriers en contact avec la sabliere)
Toute modification structurelle de charpente doit être validee par un charpentier. Sur les maisons de plus de 20 ans, un rapport de diagnostic établi avant travaux est conseille pour connaitre l’état exact de la structure.
La question de la ventilation des bois de charpente est également liee au type de toiture : une toiture froide (avec lame d’air ventilée entre l’isolant et la sous-toiture) maintient les bois secs et proteges de la condensation. Une toiture chaude (isolation en sarking, sans lame d’air) exige une continuité d’étanchéité parfaite pour eviter toute infiltration qui degraderait les bois sur le long terme. Dans les deux cas, un taux d’humidité des bois inférieur à 18 % est le garant de leur durabilité. Surveiller l’hygrometre dans les combles chaque automne permet d’anticiper les problèmes avant qu’ils ne deviennent structurels.