Analyse des pièces de charpente partie 4- Les contrefiches, liens, jambes, aisseliers, goussets

Contrefiches, liens, aisseliers jambes, goussets

- Maintenant que nous connaissons la composition du triangle de base de charpente (Entrait arbalétrier poinçon), nous allons découvrir le réseau secondaire, servant à renforcer, soulager, contreventer, ou soutenir un ouvrage de charpente.

- En effet, le triangle d'une ferme ne suffit pas toujours à assurer la stabilité et pérennité de l'ensemble.

- Les charpentiers ont au cours des siècles, ajouter des pièces réfléchies aux endroits stratégiques en toutes logiques!

- Dans le langage d'un atelier à l'autre, ou régionalement, les dénominations de ces pièces peuvent être interprétées différemment, tout en sachant que les charpentiers savent toujours à quoi ils ont à faire !!

- Le nom de base est la contrefiche, mais on mélange souvent bras, jambe, lien, aisselier, gousset, etc.

- Le point commun est que ces pièces placées en obliques relient chaque fois deux pièces d'un réseau primaire et/ou passant ensembles.

- La définition du Larousse de la contrefiche n'est pas plus précise :

Dans une ferme de charpente, lien entre l'arbalétrier et le poinçon, au droit d'une panne.

Lien de contreventement.

Barre diagonale dans un panneau de poutre en treillis.

Étai oblique.

Synonyme de jambe de force.

- Nous allons plus bas essayer de caractériser un peu plus précisément les différences entres ces pièces !

- ci dessous quelques exemples d'illustrations de présentations .

fig 1 Contrefiches et liens de faîtage fig 2 Aisseliers et liens de contreventements fig 3 Jambe ou bras de force dans un blochet fig 4 Aisselier ou bras de force ancien sculpté fig 5 Aisseliers courbes fig 6 Gousset

Situations et fonctions générales des Contrefiches, liens, aisseliers, jambes, goussets de charpente

1/La contrefiche ou fiche :

- La contrefiche est à la base est une pièce de charpente placée obliquement, pour soulager ou renforcer d’autres pièces, soumises à des compressions, flexion, tensions, etc, qui pourraient être déformées ou rompues .

- Actuellement, la contrefiche (ou fiche) nommée reste surtout la pièce placée dans l'assemblage d'une ferme reliant obliquement le poinçon à l'arbalétrier, assurant à la fois la rigidité de ce dernier face au poids de la toiture et la mise en tension du poinçon qui assurera un travail d'équilibre des forces de la ferme en étant placée en miroir avec une autre contrefiche.

- Elle peut être seule dans le cas d'une demi ferme, et assemblée à l'entrait pour produire un travail de tirant sur l'entrait depuis l'arbalétrier.

2/ L aisselier :

- L'aisselier nomme une pièce de charpente oblique autour de 45° ou isocèle, droite ou courbe, qui relie généralement dans une ferme le faux entrait et l'arbalétrier, servant à les soutenir, les consolider ou les soulager.

- Il sert aussi à rigidifier la liaison d'angle, et à empêcher l’écartement de deux pièces assemblées.

- Placé de bout contre un second aisselier lui même placé en jambe de force sur un corbeau, ils forment tout deux un berceau, ce qui préserve l'espace sous les combles tout en apportant une grande solidité à la ferme.

- L'aisselier peut être placé sous un arbalétrier jusqu'au poteau ou un corbeau dans le cas par exemple d'une demi fermes sans entrait.

3/ Bras de force et/ou jambe de force :

- Bras ou jambe représente la même pièce, sauf que certains charpentiers nomment la jambe de force tous bois placé au pied d'une ferme destiné à recevoir l'appuis total complet d'une pièce sur une semelle vers le sol (dans un blochet par exemple, et un bras de force la pièce qui recevra tout l’appui d'une pièce sur une autre pièce placée hors sol (exemple dans un poteau ou un corbeau (ex. console)).

4/ la jambette :

- C'est une petite jambe (appelée aussi potelet parfois) de force placée dans une ferme entre l'arbalétrier et l' entrait destinée à recevoir en soulagement qu une “petite portion” de force à l'emplacement d'une panne au pied de ferme .

5/ le gousset :

- Le gousset est une pièce générique posée horizontalement destinée à contre-venter une charpente à l'intersections d'entraits multiples (tourelle (enrayure), ferme d'arêtier, etc …).

- Ce sont des bois de même sections que les entraits qui peuvent aussi avoir une double fonction en recevant en plus un entrait d'arêtier appelé “coyer”.

- Un gousset peut être placé aussi dans l'angle entre un entrait et une panne sablière sur poteau pour libérer la place qu'un lien pourrais gêner (ex. porte de garage dans auvent).

- Tous ces éléments ont une utilité mécanique véritable et peuvent produire des effet décoratif (cintrés, sculptés, tournés, multipliés, sur-dimensionnés etc…) ) dans une charpente apparente, en aucun cas ils ne doivent être diminués ou détournés de leurs fonctions première. - Nous pouvons aisément mettre des liens postiches dans le cadre de décoration intérieure, mais ne jamais en supprimer pour les même raisons !.

Les contraintes et dimensionnements des éléments secondaires

- Tous les éléments énumérés ci dessus, sont installés pour reprendre et redistribuer diverses forces, et pour cela ils se taillent chacun d'une façon réfléchie pour apporter le maximum d'efficacité tout en restant simple à installer en situation !

- Leurs assemblages doivent être facilement démontables et remontables sur le chantier, solides et pérennes !

- Nous allons détailler les principes de bases pour les imaginer dans la réalité.

Contraintes et dimensionnement des fiches ou contrefiches :

- Les contrefiches travaillent en pression depuis les arbalétriers sur le poinçon, c'est ce qui fait l'équilibre parfait des forces dans une ferme.

Les règles a respecter sont :

- 1/ Les contrefiches doivent être assemblées toujours de façon à produire un travail de compression depuis les arbalétriers sur le poinçon, demi-poinçon, ou sur l'entrait pour que ces derniers “annulent” les forces en produisant un travail de traction ! (fig 1).

- 2/ Les assemblages de contrefiches doivent être en embrèvements des que l'arasement est en dessous d'un angle de 60° (fig 2).

- 3/ Les assemblages de contrefiches, doivent être par tenons et mortaises et chevillés à tire traditionnellement, mais peuvent être liés par tires-fonds ou boulonnés pourvus que leurs appuis soient taillé en embrèvements !(fig 3-4-5-6).

- 4/ La section d'une contrefiche doit être de la même épaisseur que son arbalétrier, et ne doit pas être inférieure en largeur à la moitié de celui ci !.

- Exemple : un arbalétrier de 22 x 10 cm = 11 x 10 cm minimum de section pour la contrefiche.

fig 1 placement des contrefiches fig 2 assemblages de contrefiches et embrèvements

fig 3 assemblage de contrefiche tenon mortaise cla... fig 4 assemblage de contrefiche tenon mortaise ave... fig 5 assemblage de contrefiche embrèvement couver... fig 6 assemblage de contrefiche moisé (demi-ferme)

Contraintes et dimensionnements des aisseliers :

- les aisseliers sont placés dans l'alignement de la ferme, ils travaillent tantôt en compressions (ex dans un berceau), tantôt à l'arrachement (ex. seul entre un faux entrait et l'arbalétrier), ou encore comme lien de contreventement (ex. entre un arbalétrier sans entrait et un poteau) (fig 1) !

Les règles à respecter sont :

- 1/ Les aisseliers, sont assemblés majoritairement par tenons et mortaises chevillés, il faut toujours ajouter des embrèvements, sauf en cas d'aisseliers travaillant à l'arrachement (ex. entre un faux entrait et un arbalétrier traditionnel ) ou la liaison classique suffit à faire le travail.

- 2/ Un aisselier doive toujours être placé à 45° ou de façon isocèle avec les deux pièces qu il relie, lui représentant la base du triangle.

- 3/ En cas de chantournement ou de dédoublement, sa section doit toujours être au minimum de la moitié de la sections des bois reliés.

- Exemple : pour un arbalétrier et entrait de 22 x 10 cm de section, l'aisselier doit être de minimum 11 x 10 cm quand il est droit, et on doit pouvoir tracer cette largeur dans la courbe d'un aisselier cintré depuis les arasements (fig 2).

- Pour les bois en cintre naturel, leur largeur ne doit pas être en dessous de la moitié de la section de l'arbalétrier et de l'entrait.

fig 1 Placement des aisseliers fig 2 le dimensionnement des aisseliers

Aisselier à l arrachement Aisselier de contreventements (Mansart) Aisseliers en compression charpente type Cabourg Aisseliers en compression ancien en cintre naturel

Contraintes et dimensionnements des jambe ou bras de force :

- Les jambes ou bras de force , travaillent exclusivement en compression, considérant que ceux ci reprennent majoritairement toute une part de descente de charge ,qu ils déchargent à leurs tours sur/dans les murs ou au sol !!

Les règles à respecter sont :

- 1/ Elles/Ils sont stratégiquement placés et toujours à plus de 45° pour avoir le maximum d efficacité, avec un minimum d encombrement.

- Quand ils sont courbes, il est préférable de les débiter dans des pièces d'origines au fil cintré naturel.

- On peu leur placer une jambette pour retenir leurs flexions éventuelles.

- 2/ Leurs sections doivent être +/- égale au bois qu ils soutiennent, y compris dans le cas de jambes courbes, ou leur largeur de fil non tranché doit être aussi +/- égale.

- 3/ Les jambe de forces doivent être obligatoirement faite d'assemblages ou de liaison associées à de l'embrèvement (fortes charges) !.

- Quant il s'agit de jambes de forces “postiches” pour de la décoration, elles doivent être au moins solidement fixées dans le cas ou elles pourraient servir d'accroches pour des suspensions domestiques !

- Dans le doute toujours vérifier leur utilité de base.

- 4/ Elles/ils doivent être toujours débitées dans du bois de qualité sans défauts ou vices majeurs !

- 5/ Ces éléments doivent toujours porter sur une semelle ou un corbeau, car sur sol ou dans un mur, ils peuvent être dégradés par l'humidité, il vaut mieux avoir à changer la semelle ou le corbeau que changer la jambe !

- Une semelle ou un corbeau ont aussi pour but d'agrandir la surface d'appuis !

Exemples de situations de jambes ou bras de force Jambe de force sur blochet Arbalétrier simple, renforcé par jambe et bras de... Jambes de forces courbes anciennes Jambe de forces en consoles Jambe de force de colombage (décharge)

Contraintes et dimensionnements des lien de contreventement :

- Les liens de contreventements ont pour fonction de tenir la cohésion des angles aux intersections de pièces d'une charpente, il est rare qu'un lien ait à supporter du poids mais il peut y aider dans certains cas ou il faut les dimensionner.

- Les liens travaillent principalement à l'arrachement, et en compression sur les assemblages.

- Les règles à respecter sont :

- 1/ Les liens se posent de préférence dans une logique de 45° ou isocèle à la réunion de deux éléments pour maintenir leur équerrage !(fig 1).

- 2/ Les liens peuvent être fixés en simple coupe vissée pour de petits ouvrages non porteurs (pergola, cabane ou appentis à toiture légère, etc ).

- 3/ Dans les ouvrages de charpente traditionnels, les assemblages doivent être à tenon/mortaise chevillés à tire, voire renforcés par embrèvements ou encore entaillés à l'ancienne avec une logique de queue d'aronde !

- 4/ Les conditions de dimensionnement des bois droits ou cintrés est similaire aux aisseliers.

- 5/ Les liens de contreventement ne sont jamais postiches, ils doivent être remplacés par un gousset ou tout autres moyens de contreventer si on doit les supprimer.

- Les liens de contreventements sont souvent apparents, il faut les tailler avec soins pour avoir une belle esthétique finale d'un ensemble, des liens mal taillés, mal placés, mal assemblés expriment toujours un sentiment d’insécurité par le visuel !

fig 1 Situations générale des liens de contrevente... Liens sur charpente ancienne Liens sur charpente ancienne Lien de faîtage courbe Lien lambda Lien en miroir avec un bras de force

Contraintes et dimensionnements des goussets :

- Hors métier de charpentiers à part entière, cette pièce est assez mal connue des gens !! Par contre, bien conçues, elles contreventent parfaitement un ouvrage, sans gêner outres mesures le passage au droit des pièces réunies.

- Ils travaillent à l'arrachement aux niveaux des assemblages, mais doivent aussi travailler au cisaillement par pression quand ils soutiennent une ferme d arêtier !

- On trouve un/des goussets principalement dans les charpentes qui comportent des arêtiers, en effet ils servent de liens, et en plus souvent de liaison pour les “coyers” (entrait dans une demi ferme d'arêtier) afin de préserver l'intégrité du poinçon !

- Quand il y en a plusieurs réunis autour d un poinçon, ils assemblent l'enrayure (arêtiers multiples, tourelle).

- Ils se placent aussi aux angles de auvents pour remplacer le lien dans le cas d un passage de porte ou de baie vitrée par exemples.

- Les règles à respecter sont :

- 1/ Le gousset doit être de même section de préférence à l'entrait quand il reçoit un coyer, on peut aussi les faire double en jumelant deux pièces !

- 2/ Les goussets sont assemblés traditionnellement par tenons et mortaise chevillés à tire ou avec une clef.

- Ils peuvent être vissés quand ils ne font que contreventer un ouvrage de seconde zone !

- On peut aussi les assembler par entailles en queues d'aronde pour faire obstacle à l'arrachement si les sections de bois le permettent.

- 3/ Les assemblages doivent être pensés suivant la destination d'un gousset et facilement assemblages sur le chantier !

- 4/ Des que possible, on peut renforcer les assemblages par boulonnage.

Situations générale des goussets (vue en plan). Gousset de contreventement avec coyer de repos au... Goussets de contreventement et de repos de coyers... Goussets placés en enrayure Goussets anciens traditionnels en enrayure ,coyer... Goussets anciens de contreventement

Contraintes et dimensionnements des jambettes ou potelet :

- Ici les contraintes sont seulement de reprendre une “toute petite” quantité de compression, destinées surtout à rigidifier ou soulager un ensemble !

- Les règles à respecter sont :

- 1/ les jambettes n'ont pas nécessité d'être avec embrèvements, par contre si elles sont taillées dans le cadre de rénovation avec impossibilité d'assemblage traditionnel, il est préférable de les embrever avant de les visser ou boulonner !

- 2/ Il faut les dimensionner en fonction de leur utilité.

- 3/ Si une grande compression leurs arrivent (au pied d'une ferme par exemple) il est préférable de leurs adjoindre une jambe sous l'appuis de celle ci (ex avec blochet) !

Exemples de situations de jambettes ou potelets Jambette destinée a soulager une jambe de force Jambette destinée a soulager le pied de ferme Jambette destinée a soulager l appuis de panne sur...

Autres systèmes de contreventements et de renforcement

Bracon ou écharpe :

- Pièce de bois oblique qui relie le poteau ou l'arbalétrier à une panne pour en diminuer la portée et apporter du contreventement de l'ouvrage.

- Il peut aussi être placé entre les pannes pour contreventer et servir d anti déversement de celles ci (fig 1).

- Chaînage :

- Pièce de bois longue fixée sur une série d'éléments alignés (ex. fermettes, panneau ossatures, coyaux etc …) afin de les réunir linéairement (fig 2).

- Colombage :

- Les constructions à colombage sont bien connues, leurs pans de murs étant un treillage réfléchis de toutes les pièces de force et de contreventements réunies dans un seul plan, puis comblées (fig 3).

- Croix de St.André :

- Croix de bois reliant deux éléments verticaux ou horizontaux destinés à contreventer (ex. double faîtage) (fig 4).

- Contreventement plein ou “voile travaillant” :

- Volige ou panneaux servant à assurer la stabilité d'un ouvrage par fixation de surface (ne doit en aucun cas constituer le contreventement principal !!) (fig 5).

- Diaphragme ou plancher travaillant :

- C'est le concept que le solivage soit contre-venté car il sert lui même de contreventement horizontal dans son ensemble ( étage de maison a ossature bois ou tenues de murs maçonnés ) (fig 6).

fig 1 Bracon ou écharpe fig 2 Chaînage fig 3 Colombage fig 4 Croix de St.André fig 5 Contreventement plein fig 6 Diaphragme ou plancher travaillant

Notions de base de charpente pour L'Air du Bois

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— Michaud Jacky 2019/03/16 11:06