La ferme est le principal constituant de la charpente dans le cas d’une toiture à pente. Pivot de tout type de charpente, qu’elle soit traditionnelle ou moderne, elle sert de soutien et de base à tous les éléments du toit. La ferme de charpente se décline sous une multitude de configurations et de styles issus de plusieurs siècles de développement. Cette diversité va permettre de répondre de façon judicieuse aux contraintes architecturales. L’article suivant fait un tour d’horizon sur les fermes en général et les différentes versions qui existent.
Les caractéristiques d’une ferme de charpente
La charpente-donc les fermes- est conçue pour pouvoir supporter le poids de la toiture (charge permanente, verticale) auxquelles s’ajoutent des charges temporaires, venant de la pluie, de la neige, etc. En soutenant en plus le plafond, la charpente assure en grande partie la stabilité du bâti. Dans la conception de la ferme, plusieurs éléments techniques sont pris en compte, même si la nature de ceux-ci diffère d’un modèle de fermes à l’autre. Ces éléments sont entre autres, le matériau choisi pour la fabrication, les divers éléments constitutifs, et les modes d’assemblages.
Le matériau
La principale matière utilisée dans la conception des fermes de charpente, c’est le bois. De manière générale, grâce à sa durabilité, sa grande résistance, sa facilité à prendre diverses formes, le bois s’est longtemps trouvé être le matériau idéal pour la réalisation d’éléments structurels inamovibles comme les fermes. Plus rarement, ou pour certains bâtiments précis (bâtiments industriels, de stockage, etc.), on peut retrouver des fermes métalliques.
Les éléments constitutifs
Les fermes sont des formes triangulaires composées de 3 éléments principaux et de quelques pièces accessoires pouvant exister ou non au sein de la structure, souvent selon la technique de conception et la dimension de la charpente. Elle est composée de:
L’entrait
C’est la poutre principale qui se place d’un bout à l’autre des murs porteurs. Il peut être retroussé, ou disposé plus bas et donner ainsi de la place pour les combles. Dans certains modèles, il peut également être doublé. En général, il sert de base d’appui (base de triangle) pour les arbalétriers (et les contrefiches).
Les arbalétriers
Ils constituent en quelque sorte les côtés du triangle et forment ainsi la pente.
Le poinçon
C’est une poutre placée perpendiculairement sur l’entrait et relie celui-ci à la jointure des arbalétriers, représentant ainsi la hauteur du triangle.
Les fiches et contrefiches
Ce sont des pièces de bois fixées à l’entrait ou au niveau de la base du poinçon, puis alignées de manière perpendiculaire aux arbalétriers.
Les jambes de force et les blochets
Ce sont des pièces servant à soutenir les parties inférieures des arbalétriers quand l’entrait est retroussé (relevé).
Pour relier les 2 fermes et stabiliser la charpente de toiture, d’autres éléments sont placés perpendiculairement sur les arbalétriers. Il s’agit des pannes (faîtière, intermédiaires, sablière), des pièces de contreventement, etc.
Les assemblages et les fixations
Au montage des fermes, les modes d’assemblage et les fixations sont d’une importance capitale pour assurer la stabilité des fermes, donc de la charpente. Ces éléments devront respecter certaines normes de conception pour constituer des jointures hermétiques et qui résistent aux mêmes pressions que celles supportées par les fermes.
Les différentes déclinaisons de ferme de charpente disponibles
En dehors des modèles traditionnellement reconnus et auxquels l’on a donné des noms, les architectes modernes ne manquent pas d’imaginations pour en créer des variantes parfois personnalisées. Cependant, on peut classer les fermes de charpente en 2 grandes catégories qui sont :
Les fermes latines
Il s’agit probablement de la première forme de fermes puisqu’elles datent des époques romaines. L’entrait supporte les pieds des arbalétriers, ce qui élimine l’espace inférieur et rend impossible la création de combles aménageables. Ce type de fermes est formé de nombreux triangles, et a sans doute inspiré à la création des charpentes industrielles.
Les fermes à entrait retroussé
L’entrait est rehaussé pour ne supporter que la partie haute des arbalétriers. Ceux-ci s’appuient au niveau de leur partie basse sur d’autres pièces de bois, les blochets pour les pieds (parfois soutenus par des contrefiches) et des jambes de force pour les parties intermédiaires. Il en existe un bon nombre de styles : à la Polonceau, à la Mansart, boiteuse, etc.
Les critères de choix de formes de ferme de charpente
Pour distinguer ce qui convient pour sa maison, il faut se poser plusieurs questions :
- A-t-on besoin de créer des combles aménageables ? Quelle en est la dimension recherchée ? Dans ces cas, mieux vaut se tourner vers des fermes à entrait retroussé offrant plus de portée et de volume.
- Sinon, quelles sont la taille et la hauteur de la maison ? Quel est le niveau de la pente de la toiture ? Souvent, si ces données sont importantes, on opte pour des fermes plus solides comme les modèles latins.
Quoi qu’il en soit, c’est le suivi des normes de tolérances qui détermine le caractère solide et sécuritaire des fermes. Dans la plupart des cas, c’est au DTU 31.1 et à la NF EN P 21-203 que l’on se réfère.
