Établissement pratique des bois de charpente

Importance de l'établissement pratique de charpente

- Maintenant que l'on connais les signes, il faut les placer judicieusement sur chaque pièces de bois qui vont être utilisés dans un ouvrage de charpente !

- Ils ne se tracent pas au “au petit bonheur, la chance” mais d'une façon ordonnée et raisonnée en fonction de la place et des contrainte qu'une pièce peut avoir à supporter, ainsi que des qualités et défauts du bois dont elle peut être constituée .

- A l'origine, les bois étaient très bruts et accidentés (bois de brin expliqués plus bas), les charpentiers d'alors pratiquaient la mise en bosse toujours vers le ciel ! c'est à dire la règle était toujours le cintrage bombé au dessus pour chaque pièce (fig 1).

- De nos jours les bois sur liste d'une charpente arrivent de scierie relativement droits et calibrés (fig 2) !

- Ce bois toutefois “calibré” comporte encore des vices, cintres naturels et défauts (fig 3-4) qu'ils faut prendre en compte et les contrebalancer afin qu'il n'endommagent pas un ouvrage de charpente !

- C'est pour cela que l'établissement des bois par rapport à ceux ci est très important à connaître et à maîtriser!

- Par exemple une panne mal établie (flèche à l'envers), continuera de fait à fléchir plus et feras un creux de toiture très inesthétique et assez perturbant pour le visuel (mauvais travail, sentiment d'insécurité, obstacle à la vente du bâtiment, etc ..) !

- Les bons charpentiers ne ferons jamais cette erreur car ils travaillent toujours pour faire une charpente “ventrière” ou “ventrue”, c'est à dire que tous leurs bois seront avec le bombé toujours orienté vers le haut et vers l’extérieur depuis la façade en cas de pièces posées d'aplomb .

- Ce principe fait que dès que la couverture étanche sera posée, la charpente se trouvera mise en tension et auras tendance à restée ventrue ou devenir droite naturellement .

fig charpente à l'ancienne en" bois de brin" fig 2 liste de bois de charpente contemporain fig 3 exemple de vice du bois (vrillage ou gauchem...

fig 4 défaut du bois (nœud majeur ou gros nœud) fig 4 bis / défaut du bois (fentes dues au tirage... fig 4 ter / défaut du bois (Fil tranché)

Étude des vices et défauts du bois de charpente

Les déformations et vices naturels des bois :

- Le bois de charpente est débité en pièces longues et imposantes, de ce fait les qualités purement esthétiques du bois importent peu de prime abord contrairement à la menuiserie par exemple !

- Les charpentiers se concentreront sur les qualités pérennes et mécanique des pièces de bois .

- Il existe plusieurs qualités de bois de charpente de nos jours, ce qui nous permet d'allier esthétique et mécanique des bois en fonction des ouvrages !

- ci dessous un lien très intéressant et complet sur les normes de qualités esthétiques et mécaniques des bois dans le commerce .

- http://www.cndb.org/live/produ...

- Nous n'allons pas ici faire un exposé sur tout les vices et défauts du bois en général, mais nous concentrer sur ce qui est important en charpente .

- Le bois n'est pas une matière naturellement homogène contrairement aux bois recomposés ou reconstitués de type lamellé collé, de ce fait ils accusent des propriétés physiques à évaluer pour tailler dans de bonnes conditions une charpente pérenne.

Les déformations naturelles des pièces :

- Les bois de scierie modernes, sortent des pièces assez régulièrement droites et équarries, mais malgré le savoir faire des scieurs, le sciage libère sur du bois “vert” des tensions opposées au cœur de l'arbre, qui ont presque chaque fois tendances à s'accentuer au séchage et donc les déformer .

- En langage charpentier on appelle cela “le tire à cœur” .

- Il existe quatre sortes de déformations (fig 1)!

A/ Le cintrage de champs:

- Le cintre de champs, fait que la pièce de bois comporte une flèche sur sa largeur, et donne un champs creux opposé à un champs bombé .

- Ce cintrage ne peu que s'accentuer avec le temps d'autant plus si on lui applique une charge ! Donc logiquement un champs cintré se positionnera d'office vers le haut (aux lapins apprentis on dit vers le ciel) (arbalétrier, pannes, entraits, chevrons, etc.).

B/ le cintrage de face ou plat :

- Le cintre de face ou de plat, fait que la pièce de bois comporte une flèche sur son épaisseur, et donne une face creuse opposé à une face bombée .

- Ce cintrage lui aussi ne peut que s'accentuer s'il est chargé .

- Son placement logique sera ici en fonction de la destination de la pièce de bois (surtout pour les pannes) .

C/ le vrillage (ou gauchement) :

- Le vrillage ou gauchement, crée une torsion plus ou moins sévère par séchage des fibres de bois gras autour des fibres de bois plus denses placées vers le cœur si celles ci ne sont pas tout à fait parallèles au sciage ou si l'arbre a eu un vrillage naturel des fibres en grandissant (souvent arbres exposés au vent).

- Il faudra estimer ce vrillage qui peut être assez spectaculaire, voir écarter et échanger la pièce dans les cas extrêmes (poteaux, poinçons, pannes) ! De plus il faudra contre jauger (voir plus bas) pour y tracer et tailler des assemblages corrects.

D/ le tuilage :

- Le tuilage, crée en séchant une déformation linéaire en creux d'une face par rapport à l'autre qui sera bombée, par la particularité du bois que l'on appelle “le tire à cœur” .

- Cette déformation naturelle est due au séchage du bois parfait se rétractant plus par rapport du bois de cœur !

- Cette déformation en creux sera toujours opposée au coté cœur .

- En charpente, on fait de cette particularité un renforcement des assemblages par pression naturelle, particulièrement dans la technique du “moisage” .

- Nota : Les bois de charpente comportent assez souvent plusieurs des caractéristiques ci dessus dans une même pièce, d’où l'importance de les connaître parfaitement pour évaluer et établir correctement et judicieusement !

Déformation des sections de bois :

- Une pièce de bois vue par bout, nous donne depuis sa section des informations sur sa position originelle dans l'arbre !

- De ce fait à l'étude des cernes et du cœur suivant ou ils sont placés on peut aisément estimer comment se comporteront les pièces de bois en séchant .

- En effet, les charpentiers travaillent souvent du bois non sec du fait de l'approvisionnement sur liste en temps réel, de fait l'étude du bois de section permet de placer une pièce judicieusement pour que le séchage ultérieur n'affecte pas dans le temps la charpente ! (Ex le coté cœur pour le désabout d'une contrefiche).

- Ci dessous les illustrations 2-3-4 nous montrent les différentes déformations de sections des pièces au séchage, suivant leurs emplacements d'origines dans un arbre.

- En résumé cela parait compliqué, mais quand on raisonne avec logique tout devient évident et les charpentiers confirmés savent au premier coup d'œil placer et établir une une pièce presque instinctivement !

Les défauts du bois en charpente :

- Le bois de charpente étant de grandes dimensions, ils comportent toujours des défauts naturels des bois !

- Les charpentiers choisissent généralement leurs pièces en fonction de la place quelles occuperont, mais ne cherchent pas nécessairement à cacher les défauts du bois (nœuds, poche de résine, petites fentes, etc ..), par contre ils rejetteront d'office les défauts majeurs qui pourraient endommager ou affaiblir voir fracturer un élément de charpente (fig 5) . (ex. Le fil tranché, le bois fendu traversant, et les gros nœuds, Des fissures visibles, des coups de scies accidentels etc .)

- Enfin on peut retailler des pièces courtes dans les pièces longues comportant un défaut majeur en l'éliminant, et un charpentier essayera au maximum de placer les bois apparents en fonctions de la qualité esthétique visuelle et des défauts à dissimuler par le placement judicieux des pièces par rapport aux autres sans toutefois changer l’orientation utiles d’établissement (voir le chapitre suivant) .

fig 1 déformations naturelles des pièces fig 2 déformations de sections fig 3 déformations de sections fig 4 déformations de sections fig5 Défauts majeurs

Établissement pratique des pièces en fonction des déformations et défauts

- Une liste de bois arrive généralement par camion, empilée et liée, le déchargement est fait par une grue .

- Dans ce paquet il y aura plusieurs bois de même dimensions dévolus à la construction d'une charpente (Fermes, pannes, chevrons, etc..).

- Il faut à mesure que l'on manutentionne ces bois depuis le conditionnement, les choisir et les établir en fonction de chaque pièces à mesure.

Étape 1 : Dès que l'on prend une pièce, à l'œil on détermine le champs bombé et on lui appose la croix d'établissement !

- De cette façon il n'y auras plus de risque d'erreur de placer la flèche de cintre à l'envers .

Étape 2 : Directement sur le tas, ou en la plaçant sur des tréteaux, on l'établit avec le signe en fonction de la place que l'on lui attribue.

Étape 3 : Si c'est un bois de ferme, on vas le placer près ou sur l'épure à mesure .

- Si c'est une panne autre qu'un faîtage ou une sablière on la taille directement et on coche notre plan de panne puis on la rempile bien à plat et lattée de suite en essayant de préserver l'ordre des travées .

Établissement d'une panne faîtière :

- La ou les pannes faîtières doivent être choisies les plus droites possibles et le champs bombé vers le haut, Elles comporteront des délardements sur les arêtes supérieures qui recalibreront le bombé en droit .(fig 1)

- Si une faîtière est muraillère dans le cas d'un auvent, il est évident quelle doit être de préférence bien droite .

Établissement d'une panne intermédiaire en devers :

- Une ou des pannes intermédiaires en devers peuvent être cintrées dans les deux sens cela n'a pas d importance, par contre il faut placer ces cintres judicieusement ! (fig 2).

- Le bombé de champs vers le haut, et le signe d''établissement impérativement sur le face creuse !

- En effet, cette panne sera posée dans le sens de la pente de toiture et auras tendance à fléchir en descente, donc le fait de lui mettre le creux vers l'extérieur contrebalancera de fait sa tendance à son fléchissement naturel dans le temps .

Établissement d'une panne intermédiaire en aplomb :

- Ici on fait exactement le contraire ! On place le bombé de champs toujours vers le haut, mais on place le signe d établissement sur le coté (ventru) bombé du plat vers l'extérieur . (fig 3)

- En effet une panne d'aplomb reçoit le poussée de toiture vers l'intérieur, donc il faut l'empêcher de creuser.

Établissement d'une panne sablière :

- Les pannes sablières (portées) s'établissent toujours sur la face bombée vers l'extérieur et le champs bombé vers le haut, puis elle sera délardée sur l'arête ce qui redressera le repos des chevrons . (fig 4)

- Dans le cas d'une sablière placée à plat sur l'arase, on procède de la même manière (bombé en haut et extérieur) .

- Nota : Il est rare d'établir les pannes sablières à plat sur les arases, leurs délardement faisant foi !

Établissement de moises :

- Les éléments moisés s'établissent toujours en mettant le coté cœur dans les extérieurs en oppositions et les champs bombés vers le haut !

- En effet les déformations du bois qui se font naturellement opposées au cœur et qui seront boulonnées ne feront que resserrer en permanence les moises sur les bois enserrés (Arbalétriers, poinçon, et jambes). (fig 5)

Établissements des poteaux et poinçons :

- Les éléments carrés doivent êtres établis en essayant de les placer dans le sens de poussée de l'arbre vers le haut ( sens des nœuds, des flammes de sciage, du flache), et le coté cœur face aux intempéries pour des poteaux (le bois de cœur étant plus dense résistera mieux à la pluie) .

- Pour un poinçon, le bois coté cœur sur la face de la ferme de préférence pour équilibrer la pression sur un même bois les assemblages de contrefiches et des arbalétriers, et surtout si le bois fend linéairement coté cœur il sera maintenu par la même pression (idem pour des poinçons de sections rectangulaires). (fig 6)

Établissements des autres pièces de charpente :

- Les arbalétriers toujours avec le champs bombé vers le haut .

- Les entraits simples toujours avec le champs bombé vers le haut .

- Les jambes de forces, liens, et contrefiches, il faut essayer de mettre le champs des bois le plus dense coté cœur aux pressions de désabout des pièces .

- Les chevrons s'établissent avec la croix sur le champs bombé pour ne pas avoir à rechercher leurs sens perché sur le chantier !.

fig 1 Établissement de panne faîtière fig 2 Établissement d'une panne intermédiaire en d... fig 3 Établissement d'une panne intermédiaire en a... fig 4 Établissement d'une panne sablière fig 5 Établissement des moises fig 6 Établissement de poteaux ou poinçons

La plumée de dévers, le contre-jaugeage et le lignage

- Cette étape était chaque fois pratiquée jadis par les charpentiers, elle consiste à tracer des lignes de références sur les quatre faces principales de toutes les pièces de charpente.

- En effet avant d'avoir des bois équarris de scierie moderne, les bois étaient prélevés directement ““bois de brin”” ce qui signifie que l'on équarrissait à la hache, doloire ou scie de long un tronc ou une branche entière brute et cœur, contenant inscrite dans la masse la pièce désirée .

- Ces bois étaient rarement droits, plats, ou dégauchis, ou encore être arrondis aux angles à cause du flache restant au sciage ou équarrissage !

- Donc avant de les utiliser il faut pouvoir les positionner dans un ouvrage de façon la plus équilibrée possible pour optimiser leurs résistances et aligner leurs assemblages !

- Enfin, les pièces tracées sur l'épure ne correspondent pas toujours avec la section des bois choisis, donc on passera par les lignes d'axes, l'ensemble est appelé la fibre neutre (axe des pièces de bois) pour positionner la pièce sur la 'ligne“ et pouvoir la “piquer” et toujours avoir une référence alignée et d équerre pour les différentes opérations de taille et vérifications d'ajustages !

- c'est ce que l'on appelle La plumée de dévers, le contre-jaugeage et le lignage ! (fig 3)

- Cette méthode ancestrale est encore utilisée de nos jours par les charpentiers dans des ouvrages comprenant du bois de réemplois (ex colombages traditionnels) .

- Ci dessous, l'illustration d'exemple nous montre une pièce de bois gauche et cintrée à ligner, le principe s'appliquera à toutes pièces cintrées, rondes, tordues, etc… ,petites ou grandes !

- Il est important dans la réalité de débiter la pièce en longueur + la réservation d'assemblages et d'avoir fait deux coupes franches de propreté aux abouts de la pièce à ligner pour pouvoir faire des tracés soignés .

- On procède en trois étapes, à l'aide d'un niveau, d'une jauge de charpentier (Voir illustration), d'un crayon et d'une lignette ou cordex ou un cordeau traditionnel (à la poudre de craie ou noir de suie (préférable car moins sale que le bleu car ils s'effaceront avec le temps ).

Étape 1/ La plumée de dévers :

- a/ En premier lieu, il faut placer la pièce désirée sur des tréteaux ou des chantiers, sa face choisie vers le haut, puis installer au centre en travers et perpendiculairement le niveau à un endroit ou il est stable .

- b/ Par rapport au niveau on cale notre pièce avec des coins bien placés pour partager le gauche, et dès que tout est stable on trace le signe de plumée qui servira identifier et placer la face choisie vers le haut sur l'épure et à replacer le niveau si besoin pile à l'endroit ou il doit servir de référence en cas d'utilité.

- Le signe de la plumée se trace par un trait de chaque cotés de la semelle du niveau, puis des ondulations en miroir. (fig 2).

- Nota : Si la pièce est légère ou très en balourd il ne faut pas hésiter à recourir à des serres joint ou des quilles pour la maintenir en place une fois calée de niveau sur la plume, car il est important que rien ne bouge pour les étapes suivantes !

Étape 2/ Le contre-jaugeage :

- a/ A l'aide de la jauge de charpentier et du crayon il faut tracer les axes de la fibre neutre de notre pièce sur les deux abouts par diagonales depuis les arêtes .

- Quand il y a du flache à la place d'un angle, on prend le milieu du plat de celui ci comme référence .

- b/ Ensuite à l aide du niveau, nous traçons depuis les points d'axes une horizontale et une verticale sur chacun des abouts .

- Nous découvrons alors que les lignes horizontales de niveau et verticales d'aplomb ne sont pas parallèles aux faces, mais elles donnent une moyenne parfaitement équilibrée sur une pièce gauche d'un bout à l'autre.

Étape 3/ Le lignage :

- Il ne reste plus qu'à tracer les lignes de références sur les quatre faces à l'aide du cordeau ou de la lignette, et répéter l'opération pour les autres pièce de la charpente .

- En langage charpentier ”“Battre du cordeau !”“(fig 4).

- En résumé, cette opération nous permettra de pouvoir tracer des assemblages équilibrés sur un bois équilibré placé dans une charpente, ce qui lui permettra de faire son travail de façon optimum grâce à des assemblements dans une logique parfaitement géométrique depuis des bois tordus ou accidentés sans références à la base .

- Par exemple imaginons cette pièce gauche avec des tenons non parallèles sur les abouts, elle serait assemblée en force, gauche, et risquerait casser ses assemblages ou même faire gauchir la ferme ou elle serait placée .

- Enfin une pièce de charpente comme un poinçon par exemple reçoit des assemblages sur ses 4 faces, dans une logique perpendiculaire vu en plan! Donc il faut bien avoir une référence (la fibre neutre (axe des pièces de bois)) pour que cet ordre soit respecté pour réussir des assemblages cohérents sur des pièces de bois accidentées (fig 3).

fig 1/ La plumée de dévers, le contre-jaugeage et... fig 2/ Sigle de La plumée de dévers tracé sur le... Fig 3/ Le but logique de la plumée de devers, tra... fig 4 battre du cordeau http://www.benevoleguede... Jauge de charpentier Lignette ou cordex

Les marquages de taillages

- Quand on tracent les assemblages sur les pièces de bois, un marquage spécifique permet de ne pas faire d'erreurs d'usinages et d'identifier au premier coup d'œil les opérations à exécuter.

- Ces marquages sont parfois différents d'un atelier à l'autre, je vous transmet ceux que nous utilisions (on les retrouves en menuiserie).

Le trait à couper :

- Il sera toujours matérialisé par une croix centrée sur le trait de tracé ! Il représentera toujours une chute qui tombera qui elle sera hachurée coté épaisseur de lame.

Le trait "à suivre :

- Il est matérialisé par une série de trois croix, ce qui signifiera qu'il sera pointé en profondeur et qu il restera du bois dessous (ex. tracés d’entailles, de moisages ou d’embrèvements ).

Le bois chute :

- Il est matérialisé par des hachures, ce qui signifie que cette partie tombera (ex .about ou champs d'entailles traversantes.

Le bois à entailler et arasements :

- On le matérialise par des formes rondes (entailles, arasements) ou avec des larges ondulations (entailles de moisage), ce qui signifie que ces parties doivent être enlevées mais qu'il reste du bois dessous.

- C'est la méthode que je préconise, car elle permet de chaque fois d'être vigilant par rapport aux différentes profondeurs de pointage qui se trouveraient dans un même ouvrage .

La mortaise :

- Le marquage de mortaise se fait avec une série de ronds, à l'image que jadis on faisait une série de perçage à la tarière pour dégrossir une mortaise .

- Si une mortaise est accompagnée d'un embrèvement, on oublie pas les trois petites croix du coté désabout .

- Un signe de mortaise récurant est aussi fait d'une flèche tracée entre les traits de joues avec deux demi-pointes montrant les about de celle ci

Le trou à percer :

- Généralement une croix mesurée tracée aux instruments qui marque l'emplacement axé du perçage, on peut aussi lui ajouter un rond pour le repérer plus facilement.

La croix d’occupation :

- Déjà cité plus haut elle sert sur l'épure, et sur les bois ce sont des croix assez grandes placées de part et d'autre d'un trait pour pouvoir situer une superposition de bois (ex. trait de panne sur un arbalétrier, le coté panne par une petite croix et le coté échantignole par une croix plus allongée ).

La prise en scellement :

- Les bois encastrés et sellés dans un mur, se matérialisent par le marquage rez de mur , mais on ne trace pas de croix de trait à couper sur le trait de tracé !

Différents marquages utiles à la taille des bois...

Notions de base de charpente pour L'Air du Bois

— Michaud Jacky 2019/03/17 12:18