Charpente bois : Allie savoir-faire traditionnel et modernité

Grâce à des techniques éprouvées qui se transmettent et évoluent au fil des innovations, les différents types de charpentes bois apportent des solutions à tous vos projets. Le bois allie savoir-faire traditionnel et modernité, faisant de la charpente un ouvrage majeur et intemporel pour tout type de bâtiment. Les nombreux avantages d’une charpente bois expliquent son application régulière, de la maison individuelle jusqu’aux structures de très grande portée.

Charpente bois : De nombreux avantages

Parce que le bois allie savoir-faire traditionnel et modernité, il offre depuis longtemps des charpentes reconnues pour ses nombreux atouts. Avant de distinguer les différents types de charpentes bois, découvrez les avantages du matériau bois pour ces ouvrages.

La notion de « charpente » est large mais se rapporte généralement aux ouvrages de franchissement, en particulier la toiture. Dans un bâtiment, la charpente a pour fonction d’en soutenir le toit. Elle est donc essentielle pour assurer la pérennité d’un bâtiment, d’où l’importance de maîtriser durablement les caractéristiques mécaniques de la charpente, ses matériaux ou encore ses assemblages. Parmi les nombreux avantages d’une charpente bois, on peut évoquer :

• La pérennité : Les structures en bois sont utilisées de manière ancestrale pour constituer un abri. Dès lors qu’on en maîtrise la conception, les charpentes bois peuvent durer plusieurs siècles, sans perdre en résistance ni en robustesse. De très nombreuses églises ou cathédrales, érigées dès le Moyen- ge, disposent de charpentes bois qui supportent toujours ces ouvrages multi-séculaires. Des maisons de la même époque, et jusqu’aux immeubles haussmanniens du xixe siècle, résistent à l’épreuve du temps !
• La liberté architecturale : La multitude de solutions existantes permet de s’adapter à tout type de bâtiments. La charpente bois ne génère aucun frein à la création, et permet aussi de suivre les modes. D’où le caractère intemporel du matériau, qui offre encore aujourd’hui et demain des ouvrages majestueux.
• L’esthétisme : Une charpente bois est chaleureuse et offre un cachet incomparable, dès lors qu’elle est laissée apparente. La présence du bois est d’ailleurs reconnue comme une source de bien-être par les usagers.
• La rapidité d’exécution : Le bois est léger et facile à travailler. La conception d’une charpente bois fait aussi appel à des outils numériques modernes qui permettent de concevoir et d’exécuter la fabrication avec la plus grande précision. Le temps de travail sur chantier en est fortement réduit.
• Un choix économique : Les techniques éprouvées permettent de limiter les coûts, l’usage du bois étant aussi répandu. Les charpentes fermettes (ou « industrialisées) s’avèrent notamment particulièrement économiques.
• Une solution performante : La présence du bois influence positivement les performances thermiques du bâtiment. Couplé à des isolants et membranes d’étanchéité adaptés, il est le matériau idéal pour assurer la sobriété énergétique d’un projet.
• Le respect de l’environnement : Le bois est un atout écologique à plusieurs titres. Tout au long de sa vie, un arbre séquestre durablement le carbone biogénique présent dans l’atmosphère, grâce à la photosynthèse. Une fois arrivé à maturité, l’arbre est scié et son bois continue à stocker le carbone, la replantation systématique permettant de lancer un nouveau cycle de séquestration. Ainsi, le bois étant le seul matériau à stocker du carbone, son usage grandissant permet de limiter l’utilisation de matériaux comme le béton ou l’acier dont la production est fortement émettrice de gaz à effet de serre. Sa présence dans nos forêts limite aussi le besoin de transports. Enfin, sa transformation nécessite peu d’énergie. En usinant les pièces de bois, les co-produits générés (sciure, plaquettes, etc.) sont valorisés directement par les scieries pour la cogénération, et plus largement dans le secteur industriel (panneau, papier) ou pour en faire des combustibles (granulés, plaquettes).

Pour en savoir plus : Découvrez l'article 7 excellentes raisons de choisir la charpente traditionnelle

Les différents types de charpentes bois

S’adaptant parfaitement de la maison individuelle jusqu’aux structures de très grande portée, en projets neufs ou en rénovation, la charpente bois prend vie selon des techniques éprouvées qui se transmettent et évoluent. De nouveaux systèmes constructifs apparaissent pour que le bois soit aussi une solution adaptée à tous types de bâtiments. On peut notamment distinguer les types de charpentes suivants.

 

La charpente traditionnelle

La charpente traditionnelle utilise principalement des pièces de bois massif qui sont assemblées, selon une configuration étudiée en amont. On parle de fermes qui supportent ensuite la structure secondaire, c’est-à-dire des pannes et des chevrons.

On la trouve généralement dans des constructions disposant de grands volumes sous le toit, en rénovation ou dans certains bâtiments agricoles.

De nos jours, on utilise principalement des bois résineux pour de telles charpentes : sapin, épicéa, pin, douglas, etc. Ces bois poussent plus vite, sont plus légers et plus homogènes et possèdent de bonnes propriétés mécaniques. Depuis de nombreux siècles, on trouve aussi des charpentes en chêne, ou encore en châtaignier.

La charpente industrialisée (ou fermette)

Les charpentes industrielles requièrent des bois de plus petites sections, assemblés par des éléments métalliques appelés connecteurs. Source d’un gain de temps et d’économie, les fermettes s’utilisent beaucoup pour des constructions neuves. Ces structures sont particulièrement légères et proposent des portées jusqu’à 20 mètres environ. Grâce à ces qualités, elles permettent de concevoir des espaces intérieurs en toute liberté tout en restant invisibles. On les trouve sur près de 70 % des maisons françaises.

Pour en savoir plus : découvrez le book sur la charpente industrielle.

La charpente à chevrons

Ici, des chevrons particulièrement longs et élancés sont assemblés. On obtient une structure assez légère, d’une portée de l’ordre de 8 à 10 mètres. Elles sont particulièrement adaptées lorsqu’il faut appliquer une isolation thermique de forte épaisseur.

D’autres charpentes utilisent des produits techniques en bois, plus innovants.

La charpente en lamellé-collé

Le lamellé-collé consiste à assembler des lamelles de bois de l’ordre de 4 cm d’épaisseur par de la colle, afin d’atteindre des portées très longues et de s’adapter à toutes les configurations possibles. De telles poutres sont plus stables au niveau dimensionnel.

On les trouve en éléments de charpente dans certaines habitations individuelles (Exemple : La maison du lac - Glulam.org), mais plus généralement dans les bâtiments de logements, les immeubles de bureaux, les équipements sportifs, etc.

Les poutres en I

Cette poutre innovante, en forme de « i » majuscule, combine plusieurs produits bois. Elle dispose de fortes résistances mécaniques. Très légère, c’est l’élément le plus économe en matière. Exemplaire en termes de sobriété, c’est un système constructif complet qui peut être mis en œuvre en charpente, mais aussi en ossature ou en planchers. Le marché de la poutre en I est encore récent ; il croît de l’ordre de + 10 % chaque année.

L’ensemble des techniques liées aux charpentes bois permettent aussi d’envisager des créations d’espaces de vie (ex. : aménagement de combles, extension, etc.).

Avec la diversité de ces structures, on peut envisager des techniques très différentes, pour générer des volumes plus ou moins ouverts, des espaces plus ou moins modernes et des formes variées. On distingue ainsi les techniques suivantes :

• Ferme ;
• Ferme ciseaux ;
• Ferme retroussée ;
• Chevron porteur ;
• Arc ;
• Portique ;
• Poteau poutre.

Notons aussi que les assemblages varient entre boulons, connecteurs métalliques (pour la charpente industrielle) ou encore tenons-mortaises.

Enfin, au niveau même du matériau bois, les possibilités sont multiples. Si on a vu que les produits techniques peuvent inclure des bois massifs ou encore des bois lamellés-collés, on recourt aussi potentiellement à :

des bois aboutés pour augmenter la longueur des éléments ; des bois contrecollés, pour augmenter les sectionspour éviter les déformations du matériau ; des panneaux de bois massif lamellé-croisé (CLT), notamment dans les structures des bâtiments de grande hauteur.

L’état de surface du bois peut être laissé brut, ou être raboté, voire brossé, tandis que les finitions possibles sont les suivantes :

• Bois naturel, sans finition ;
• Bois lasuré incolore ;
• Bois lasuré avec coloration ;
• Bois peint.

Des techniques éprouvées qui se transmettent et évoluent

Les différents types de charpentes bois sont réalisés par des professionnels qui transmettent leurs savoir-faire et les font évoluer. Au vu de l’importance de maîtriser cet élément dans un bâtiment, de la maison individuelle jusqu’aux structures de très grande portée, la conception et le montage d’une charpente ne s’improvisent pas.

D’où la nécessité de faire appel à des professionnels compétents pour que la charpente offre durablement tous les avantages évoqués. Ce besoin de maîtrise est aussi vrai pour des chantiers de rénovation. La charpente requiert une formation spécifique, et utilise aussi bien des outils qu’un vocabulaire spécifique : il faut être familier avec les notions de pannes, de faîtière ou encore d’arbalétrier, etc.

De nombreux exemples de charpente dans des bâtiments emblématiques sont recensés dans un book, qui illustre aussi bien des projets de charpentes traditionnelles que des opérations mettant en œuvre des charpentes industrielles.

Actuellement en cours, on peut évoquer la charpente de la cathédrale Notre-Dame de Paris, qui a souffert d’un incendie en 2019. Elle fait depuis l’objet de beaucoup d’attention, en vue de sa reconstruction. Cet ouvrage, surnommé « la forêt », est aujourd’hui reconstruit à l’identique, grâce aux compétences des professionnels. Aussi, toute la filière s’est mobilisée pour participer à ce travail : les forestiers, les transporteurs, les charpentiers et compagnons, etc. Tous ont travaillé main dans la main pour faire revivre ce monument du patrimoine, et restaurer une charpente qui date initialement du xiiie siècle. Depuis, une fondation a été mise en place pour contribuer à la restauration de bâtiments du patrimoine national.

Dans un ouvrage complètement différent, le lamellé-collé a permis de réaliser le Grand Palais Éphémère de Paris. Ce bâtiment conçu par l’architecte Jean-Michel Wilmotte s’étend sur près de 10 000 m². Sa fonction est de remplacer temporairement le Grand Palais, en travaux de 2021 à 2024, pour accueillir les grands évènements (notamment les épreuves d’escrime et de taekwondo des Jeux Olympiques 2024). Sa structure est intégralement en bois lamellé-collé, qui démontre encore sa capacité à répondre à tous les besoins.

Les charpentes bois ont aussi l’avantage de pouvoir être réemployées et répondent à l’enjeu majeur du besoin de sobriété. Dès lors que les propriétés mécaniques sont maintenues et le bois intègre, il est possible d’envisager une deuxième vie pour ces ouvrages.

Les charpentes bois sont donc des ouvrages maîtrisés, évolutifs, réemployables qui s’adaptent à toutes les typologies de projets possibles. Elles ont démontré leurs performances et, lorsque la mise en œuvre est assurée par des professionnels expérimentés, ont une durée de vie sans égale.