Bonjour à tous,
Je suis activement en recherche de contributions pour alimenter ma reflexion autour du problème général de la réparation d'une charpente, qui inclue la réparation de l'entrait d'une ferme latine intermédiaire et de plusieurs pannes.
Dans un premier temps, je vais me concentrer sur la présentation du problème. Dans un second temps, j'aborderai quelques pistes de solutions (le titre) afin d'attirer les critiques de la communauté.
Présentation du problème
Cette présentation est un peu longue car j'essaie d'y être holistique. En effet, il y a plusieurs problèmes qui selon moi se combinent pour générer des problèmes structuraux, et donc résoudre un problème en particulier peut potentiellement est détrimental à l'ensemble, ou se révéler une grosse perte de temps et d'énergie quand ce temps et cette énergie seraient mieux utilisées ailleurs.
La ferme intermédiaire.
Cette ferme latine intermédiaire est la seule ferme intermédiaire d'une charpente d'une portée de 5 m entre pignon et ferme externe, et dont l'espacement entre les murs gouteraux est d'environ 10 m (c'est une charpente biaise).
Son entrait a été digéré sur une longueur de 3 m au dessus du poteau Sud par une fuite de toiture qui a duré environ 40 ans (avant que nous devenions propriétaires). La liaison avec l'arbalétrier est inexistante.
J'ai décrit la propriété de manière plus étendue dans ma page.
Ce qui a sauvé cette toiture c'est le bon dimensionnement des pannes (sauf une, j'y reviendrai). C'est ma conclusion après avoir fait les calculs d'équarrissage des pannes sur la portée de 5 m (sans support de la ferme intermédiaire donc) en utilisant le "Traité de charpente en bois" de Marcel Contet. (J'ai choisi ce traité plutôt qu'un livre plus récent car ses descriptions et ses approches sont techniquement en phase avec les techniques utilisées dans cette charpente. Cela me semble une précaution essentielle pour bien comprendre l'existant.)
En d'autres termes, la toiture a tenu jusque là et la ferme intermédiaire n'a pas gité, car cette ferme n'offre guère de support à la toiture principale.
Comme je le mentionnais auparavant, une seule panne (côté Sud) était d'une section trop faible pour tenir la charge sur 5 m, et elle s'est cintrée fortement.
Dans les bonnes nouvelles : nous venons de démonter la couverture d'un appenti et identifié 3 pièces de bois dont l'ensemble {essence, longueur, section, qualité} est correct pour remplacer cette panne. En fait, nous avons récupéré un bon lot de pièces détachées (pannes, chevrons, voliges!) en châtaignier qui sont en très bon état.
Après ces calculs, cette ferme intermédiaire me semble être là pour le seul bénéfice de la demi-croupe (champenoise Pas à pas) orientée ouest (vent dominant jusqu'à présent).
La demi-croupe
Ah... cette demi-croupe nous pose un problème aussi. Elle me semble pousser sur le mur Ouest, ce qui expliquerait en partie les deux fissures sur les murs Nord et Sud, au droit de ce mur Ouest.
Je n'ai pas encore finalisé le calcul des forces sur la charpente. Le traité est bon, mais il y a quelques raccourcis et quelques erreurs d'impression qui m'obligent à prendre du recul entre chaque session de travail que j'y consacre. Donc cette demi-croupe "me semble" pousser sur le mur Ouest de manière malsaine. J'ai fait un plan de la charpente, et un découpage de la couverture supportée par chaque noeud. Je les ajouterai un peu plus loin.
Les fissures ont selon moi une autre cause : un conduit de cheminée a été ajouté à l'intérieur de la grange originale, bien plus tard que la date de construction du bâtiment original. Les matériaux utilisés sont un premier indice : de la briquette et du plâtre, plutôt que de la pierre de rivière et de la terre comme liant. Le second indice est aussi la potentielle cause des fissures : deux pannes liant le pignon à la ferme Est ont été coupées pour laisser la place au conduit de cheminée. L'une de ces pannes est celle au droit de l'arêtier de croupe, l'autre est la panne juste en dessous, avant la sablière.
Donc ces deux pannes ne font plus leur travail de transfert du poids de la couverture verticalement sur le pignon ; il y a maintenant une composante latérale (Est->Ouest) de poussée. Bien que je n'ai pas encore évalué ces forces, la présence de fissures permet de la classer comme malsaines. (Des mouvements du sol sont à exclure raisonnablement.)
Nous avons prévu de démolir ce conduit de cheminée (par le haut) très prochainement afin de bâcher cette partie du toit et d'arrêter la dégradation du liant entre les pierres des murs du coin Nord-Ouest.
Quelques plans
(Toutes mes excuses pour les cotes mal orientées.)
Tous les angles des pièces de ferme et des pannes sont représentatifs de la réalité (j'ai fait plusieurs sessions de mesures sur site au cours de l'élaboration de ces plans).
Mes pistes de solutions
Réparation de l'entrait
Une première idée est de réparer l'entrait.
Mon approche serait d'ajouter un morceau d'entrait pour remplacer la partie absente (3 m), et de moiser latéralement avec des plaques en métal et des boulons.
Cela est basé sur l'hypothèse vérifiée par le calcul que la ferme supporte bien peu de poids en ce moment. Il y a un corollaire : pour le moment le tirant est nul sur la partie Sud, et donc marginal sur la partie Nord.
Une fois l'entrait réparé, une prothèse serait ajoutée pour re-associer l'arbalétrier à l'entrait. A partir de ce moment le tirant sera rétabli, même si c'est faiblement par rapport à une ferme qui sera effectivement en support de toiture.
Je ne trouve nulle part de description du moisage d'en entrait à fin de réparation. En revanche les entraits moisés existent bien, sous la forme de demi-sections latérales, dans les constructions modernes. Donc ma question est surtout sur la "continuité" de la force de traction quand elle sera restaurée au moment où l'arbalétrier sera re-associé à l'entrait.
Réparation des pannes
Il me semble que la meilleure approche est de remplacer les pannes coupées et la panne sous-dimensionnée par des pannes de ~5 m (que nous avons en stock).
Sur ce sujet je cherche confirmation sur plusieurs points :
- Est-il raisonnable de travailler sur un pan du toit, puis sur l'autre, c'est à dire Sud d'abord, puis Nord (ou l'inverse) ? Ou bien faut-il tout découvrir avant de procéder ?
- Pratiquement il me semble que découvrir la toiture est la bonne chose à faire pour remplacer une panne. Cela veut aussi dire enlever les chevrons, ou les couper. J'ai vu plein d'exemples de vieilles toitures ou les chevrons ont été moisés. Bonne idée ou mauvaise idée ?
- Encore plus pratiquement... Est-ce que louer une petite grue est une bonne idée pour convoyer les tuiles, le voligeage, les chevrons et les pannes (châtaignier) de haut en bas, et de bas en haut ? Ou bien est-ce over-kill ?
Suppression de la demi-croupe et de la ferme intermédiaire
Dans la mesure où 3 pannes sur 6 vont être remplacées, et qu'une sablière mérite d'être remplacée aussi, le tout par des pièces d'une portée de 5 m, ce qui est une distance standard entre fermes, ou entre pignon et ferme, il me semble opportun de questionner si le maintient de la ferme intermédiaire est une bonne idée.
Et dans la mesure où cette demi-croupe est probablement la raison pour laquelle cette ferme intermédiaire existe, la suppression de la ferme intermédiaire impliquerait de supprimer la demi croupe, et incidemment de récupérer le grenier.
Et les vents dominants d'Ouest ne pourront que faire du bien à ce mur qui est pour le moment poussé vers l'Ouest.
Cette solution nécessite les mêmes moyens que les moyens nécessaires pour les réparations proposées ci-dessus, ni plus, ni moins.
En revanche, cette charpente redeviendrait un cas d'école standard, à 2 pans, sans complexité inutile, ni pour la charpente, ni pour la couverture.
Donc il y aurait un gain en simplicité de mise en oeuvre pour la charpente et pour la couverture.
Côté charpente, il me semble qu'il manque des bouts à la charpente de la demi-croupe pour que ses charges soient correctement transférées dans le plan vertical du pignon.
Côté couverture, l'absence d'arêtiers simplifie grandement les choses, et produit une économie de matériaux.
Au total, la couverture et la charpente se retrouvent allégées, donc les charges sur les murs. Est-ce une bonne chose en soi ?
Conclusion
Nous avons contacté des professionnels. Certains sont venus. De ceux qui sont venus, certains ont dit des bêtises (factuelles), et tous ont promis des devis. Pour le moment, la boîte aux lettres n'a pas vu de devis.
Ceci explique pourquoi j'ai décidé de manger des traités de charpente, afin d'apprendre l'art de concevoir et de calculer les charpentes anciennes.
Dans la mesure où une erreur pourrait être fatale, je souhaite confronter mes conclusions avec des analyses menées de manière indépendante par d'autres personnes, professionels et amateurs éclairés, avec expérience.
Et puis, je n'ai pas la prétention de tout comprendre et de pouvoir tout envisager. Alors, je suis ouvert à lire les questions et les remarques émanants d'yeux et de cerveaux motivés, et à co-construire.
Bien à vous.
Hervé
2 réponses
bonjour
vous voulez des avis pertinent pour la reprise de votre charpente avec les éléments fournis l' expert a du mal a tout comprendre avec aussi peu de renseignements et malgré les quelque photos sans visite ce n est pas possible
par exemple ce n est pas la lecture de quelques ouvrages sur la charpente qui vous donnera la solution , ce n est pas parce que j ai lu le code civil que je suis un bon juge ni même si j ai les dtu sur le bout du doigt que je suis un bon expert capable de garantir les travaux
au sujet de l' entrait qui a disparu pour que je vous donne la solution il faudrait que je connaisse sa fonction exacte tenue du plancher, tenue de la poussée des arbalétriers sur les murs, etc. etc.
pour la panne cassée il est possible de la renforcer et de la changer ou d augmenter son moment fléchissant sans découvrir
mais je ne connais pas les bois de votre charpente ni comment les arbalétriers sont fixés en pied
la restauration en charpente n est pas une besogne simple et nécessite de la réflexion qui est longue a acquérir et que peu de charpentier font sauf a vous conseiller de tout refaire ce qui est plus simple en monument historique ce n est pas autorisé il faut donc être plus imaginatif
moralité donnez nous beaucoup plus de renseignements
etienne desthuilliers le charpentier de service
Bonjour Etienne,
Tout d'abord je vous remercie de votre intérêt dans le problème posé.
En premier lieu c'est bien sur le sujet du maintien de la demi-croupe que j'aimerais un apport d'expertise.
Sans demi-croupe il n'y a plus besoin de ferme intermédiaire, donc pas de réparation d'entrait, moins de risques de fuites sur la couverture, moins de poids sur les murs donc moins de risques pour les ouvertures à faire, tous les calculs sont simplifiés car nous reviendrions à un problème isostatique (niveau seconde).
Les bénéfices sont conséquents, donc je ne tiens pas à me lancer dans une réparation préemptive, et contreproductive.
Je ne considère pas que le scénario "supprimer la demi-croupe" équivaut à "tout refaire" qui dans le langage courant signifie souvent "remplacement de l'ancien par du neuf".
Nous avons des matériaux à disposition, de bonne qualité, éprouvés par le temps, qui garderont son cachet à l'habitation. Pour le moment, il est hors de question de "remplacer".
L'ordre du jour serait plutôt à "remanier".
Pour répondre à vos questions :
Je réitère que le châtaignier est l'essence principale de cette charpente. C'était l'essence locale. Les charpentes d'époque et nos voisins en gardent la mémoire. L'inspection des quelques petits trous d'insectes, rares et superficiels, corrobore l'hypothèse d'une essence très tanique. L'époque de construction corrobore l'hypothèse d'une essence locale. Châtaignier.
Les liaisons entre entraits et arbalétriers sont standards pour la construction d'un bâtiment rural entre 1820 et 1900 : tenon, mortaise, embrèvement pour éviter le glissement.
Le plancher / plafond entre le 1er étage et les combles est aussi en châtaignier, évidemment. 30 mm d'épaisseur au jugé, comme tous les planchers de cette habitation.
Toutes les observations sont cohérentes avec une construction réalisée entre 1820 et 1900, et non altérée depuis, hormis pour le conduit de cheminée et les pannes coupées.
Puisque les combles sont formés par des fermes latines très rapprochées, ce plancher n'a pas eu vocation de plancher d'habitation (pas de charges de meubles etc).Comme je l'indiquais précédemment, je n'ai pas encore fait les calculs de charges, car j'en suis à apprendre les bases isostatiques tout en corrigeant les erreurs d'impression.
Ce qui est certain c'est qu'il n'y a aucun arbalétrier, d'aucune des deux fermes, qui pousse sur un mur ou un poteau. Ce serait contraire au principe des fermes latines non ?
Tout indique que nous ne sommes pas dans un système isostatique, donc il va me falloir un peu de temps avant de vous fournir des réponses aux questions restantes dans ce domaine.
Je veux bien fournir "beaucoup plus de renseignements".
Pour cela, j'ai besoin que vous m'indiquiez précisément les renseignements absolument nécessaires à la question centrale du moment, laquelle est : Quelles sont les raisons pour lesquelles nous devrions considérer de garder cette demi-croupe ?
Un peu plus de lecture m'a apporté la réponse relative à la réparation de l'entrait.
Dans les fermes à très longue portée (> 12 mètres), les entraits pouvaient être en plusieurs morceaux. Les jonctions étaient effectuées par un moisage de type platebandes + boulons, et supportées par une platebande sous le moisage dans laquelle était boulonnée une barre en acier accrochée à l'arbalétrier.
C'est une solution qui est évidemment avantageuse par rapport à un poteau de soutien.
Je posterai des photos du traité de charpente que j'utilise pour compléter la description en images.
Il ne reste plus qu'à trouver la quincaillerie et à organiser les travaux.
Licence
hello
Malgré ta description très complète, rien ne vaut un aperçu visuel in situ!
Si tu pouvais svp nous faire des photos pour illustrer , ce serait plus simple pour nous !
Hello!
Merci pour ton intérêt.
J'ai ajouté les photos qui me paraissent pertinentes.
N'hésites pas à préciser ce qui pourrait aider, et j'essaierai de fournir.