1. Introduction
La charpente industrielle est un type de charpente constituée d’éléments triangulés (fermettes) placés les uns à côté des autres avec un écart de 60 à 90 cm. Cette technique très efficace provient des USA et connaît maintenant depuis plus de 40 ans un franc succès en Europe et partout ailleurs dans le monde. A l’heure actuelle, ce type de charpente est aussi bien utilisé pour la construction de maisons que de bâtiments industriels, commerciaux et administratifs.
2. Les fermettes
Les fermettes sont des structures composées de chevrons ou de bois reconstitués placés de manière à former des treillis. La structure en treillis est composée de triangles et permet ainsi une bonne raideur car les efforts sont principalement axiaux.
Les fermettes sont placées avec un espace de 60 à 90 cm ce qui permet d’épouser de nombreuses formes, comme des cercles. De plus ces dernières peuvent avoir une portée de 1 à 25 mètres, ce qui permet de limiter le nombre de parois intérieures porteuses et favorise donc les espaces intérieurs de grandes dimensions. Les fermettes étant placées à une distance relativement faible, elles remplacent les chevrons et les pannes traditionnelles et peuvent recevoir directement les liteaux de couverture et le contre-lattage des plafonds. La couverture pose sur les arbalétriers ainsi que le plafond dans le cas de combles habitables. Lorsque ceux-ci ne sont pas habitables, le plafond se fixe aux entraits. Il existe des fermettes sans entrait (figure 10.7) pour lesquelles les efforts horizontaux ne sont pas repris. Les encrages dans les murs porteurs auront donc une grande importance.
Fermes pour combles aménageables:
Fermes pour combles non aménageables:
Les éléments constituant les fermettes sont généralement en épicéa ou en sapin avec une humidité inférieure à 18%, ils sont ensuite assemblés en usine par presse, à l’aide de connecteurs métalliques. Puis les fermes sont amenées sur le chantier pour être placées, sur les murs ou directement sur le plancher à l’aide d’une grue. Certaines fermettes à forte pente et grande portée peuvent être construites en deux parties pour faciliter le transport.
Antiflambement
Les arbalétriers et certaines diagonales, de faible section, travaillent en compression et ont tendance à flamber. On utilise alors des dispositifs antiflambement qui sont réalisés par des pièces de bois filant sur plusieurs travées et inclinées de 45°. Ces pièces sont clouées sous les arbalétriers ou le long des fiches. Elles partent du faitage pour arriver le plus près possible des appuis des fermettes. Sur un versant, chaque ferme doit être traversée par au moins une pièce d’antiflambement. Remarquons que le dispositif antiflambement peut aussi être assuré par feuillards métalliques, par panneaux de support de couverture, mais pas par les liteaux car ceux-ci sont simplement cloués à leur extrémité et ne pourraient dès lors pas transmettre d’effort.
Contreventement
Le dispositif de contreventement permet de reprendre des efforts horizontaux comme ceux engendrés par le vent. Ils sont le plus souvent assurés par des pièces de bois clouées à plat sur les rives des pièces composant la ferme. Ce treillis de diagonales de contreventement est complété par des lisses filantes disposées sur les entraits près des nœuds d’assemblage.
Appuis
Il existe de la flexion dans les arbalétriers puisque ceux-ci sont soumis à l’action de charges réparties. Cette flexion reste acceptable. Par contre, il faut éviter celle qui proviendrait des appuis de la ferme, ailleurs qu’à un des nœuds. Les appuis seront dès lors toujours en un nœud. Ainsi l’emplacement des appuis aura une grande influence dans le choix du type de fermettes. Lorsqu’un appui se fait ailleurs qu’en un nœud, il est nécessaire d’introduire des pièces de renfort. Le renfort peut être soit une diagonale supplémentaire, un écoinçon (triangle en panneaux dérivés du bois) ou une jambette verticale suivant l’effort que doit reprendre l’appui. Si on utilise deux types de ferme pour une même toiture avec des appuis différents, deux fermettes voisines peuvent avoir des flèches très différentes, ce qui peut se marquer visuellement dans la toiture ou par des fissures dans le plafond. Le même effet peut se produire si les fermettes sont toutes semblables et appuyées à leurs extrémités mais que certaines possèdent des appuis supplémentaires. Les appuis doivent être fixés, car les fermes industrielles sont très légères et elles risquent donc de se soulever sous l’action du vent. On utilise des équerres clouées par des pointes torsadées ou boulonnées sur la ferme, et vissées ou tirefonnées sur une sablière (mur en bois). Si l’appui doit laisser un léger glissement, comme c’est le cas des fermettes Polonceau ou en ciseau, on utilise une équerre à trous oblongs ou une ferrure tors à 90°.
Remarque : Les fermettes Polonceau et en ciseau sont un peu particulières car elles peuvent fonctionner comme des arcs si les déplacements horizontaux sont bloqués. Pour faire disparaître cet effort de poussée, un des deux appuis doit permettre le glissement.
Ferme polonceau:
