Charpente industrialisée : définition, composition et mise en œuvre des fermettes

Les charpentes industrialisées en bois, également appelées fermettes, constituent une alternative économique et légère aux structures de toiture traditionnelles. Ces systèmes triangulés assemblent des pièces de bois de faibles sections au moyen de connecteurs à plaque métallique emboutie. Contrairement à la charpente dite traditionnelle, les fermettes se caractérisent par des entraxes réduits entre éléments, des assemblages connectés et l'utilisation de sections de bois nettement plus faibles. Les outils de conception permettent en outre d'anticiper les contraintes de chantier, en facilitant le transport, la manutention et la pose des charpentes.

Composition et matériaux des fermettes

Une charpente industrialisée forme un ensemble complet comprenant plusieurs types d'éléments. Les fermes elles-mêmes, à faible espacement généralement inférieur à 1,10 m, se composent d'éléments en bois de structure classés C24 et d'éléments d'assemblage. Ces fermes supportent le plafond et l'isolation tout en recevant directement la couverture, permettant ainsi l'économie de solives, pannes et chevrons.

Pour la fabrication des charpentes industrialisées, les bois utilisés présentent généralement une épaisseur standard de 36 mm, avec des largeurs comprises entre 60 mm et 247 mm. Les connecteurs métalliques se composent d'une plaque dont les dents sont embouties sur une seule face puis pliées perpendiculairement à la surface de la plaque. Ils servent d'élément de jonction entre deux ou plusieurs pièces de bois de même épaisseur.

L'ensemble de la charpente comprend également :

Normes de conception et domaines d'application

La conception et le dimensionnement des fermes assemblées par connecteurs métalliques se font conformément au NF DTU 31.3 et aux Eurocodes. La fabrication des fermettes est quant à elle cadrée par la norme NF EN 14250:2010. Dès qu'une justification en situation d'incendie ou de séisme s'impose, l'utilisation des Eurocodes devient obligatoire. Dans le cas contraire, les règles CB71 peuvent être appliquées sous réserve de l'accord du client.

Le domaine d'application du NF DTU 31.3 couvre les charpentes préfabriquées à partir d'éléments en bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties ou, plus rarement, par goussets en bois. Les assemblages mécaniques doivent être symétriques, avec une plaque sur chaque face de la ferme. Les fermettes sont réalisées en bois massif ou en bois massif abouté, leur épaisseur devant être supérieure ou égale à 35 mm à 12 % d'humidité. Les assemblages par collage sont expressément exclus du domaine d'application, tout comme les cloisons maçonnées portées par la charpente.

Spécifications techniques et recommandations

Les principales spécifications pour les charpentes industrielles imposent une humidité des bois inférieure ou égale à 22 % et une épaisseur minimale de 35 mm à 12 % d'humidité. Les caractéristiques mécaniques du bois doivent atteindre la classe C24 pour les pièces constituant la fermette. Les connecteurs en acier sont de type A33, avec une protection Z 275. La classe d'emploi exigée est de 2 ou 3.

Parmi les recommandations pratiques figurent un entraxe généralement compris entre 0,60 et 0,90 m, des ancrages étudiés au droit des nœuds d'assemblage, et la mise en œuvre obligatoire de dispositifs d'antiflambement. Les liteaux seuls ne peuvent assurer ce rôle. La livraison doit s'accompagner d'un plan de pose, et le stockage doit éviter tout contact avec le sol.

Dispositifs de stabilisation : antiflambement et contreventement

Pour permettre aux charpentes industrialisées de reprendre les efforts dus aux charges de toiture, aux charges climatiques et aux éventuels séismes, deux types de dispositifs s'avèrent indispensables. Le dispositif d'antiflambement, comprimé par le poids de la couverture et du plafond, évite la déformation des éléments composant les fermettes. Les arbalétriers, soumis à de gros efforts axiaux de compression en raison de leur faible épaisseur, tendraient à se déformer latéralement sans ce dispositif. Des pièces de bois sont donc disposées perpendiculairement aux entraits et aux arbalétriers.

Le dispositif de contreventement stabilise quant à lui la charpente contre les effets du vent appliqués sur les pignons, qui s'exercent parallèlement au faîtage. Les éléments de contreventement sont réalisés avec des lisses en bois clouées sur les différents éléments de charpente. Elles constituent ainsi des assemblages triangulés avec les fermettes industrialisées, garantissant l'indéformabilité de l'ensemble.

Contexte normatif et ressources techniques

Le CODIFAB et l'UICB (Union des Industriels et Constructeurs Bois) ont publié en 2024 une troisième édition du guide technique La charpente industrialisée en bois. Un ensemble à bien concevoir et bien mettre en œuvre. Ce guide pratique s'appuie sur les exigences de la norme NF DTU 31.3 et attire l'attention sur les points sensibles, de la conception à la livraison. Destiné aux bureaux d'études, poseurs, fabricants et maîtres d'œuvre, cet ouvrage vise l'amélioration des compétences collectives pour garantir la progression des métiers.

Les charpentes industrialisées s'appliquent à tout type de toiture et toute configuration de construction, qu'il s'agisse de combles perdus, aménageables ou sur dalle. L'économie de matériaux et la simplicité de mise en œuvre ont permis à cette technique de s'imposer comme une solution fiable pour les constructions contemporaines.