Surrélévation charpente 45° à 60°

Question

Bonjour à tous,

Je me présente Maël, 28 ans, de Lorient dans le doux pays du Morbihan, reconverti en couvreur l'année dernière (formateur en maths-sciences en lycées pro de base). J'ai besoin conseil sur le dimensionnement et la faisabilité de la charpente que je souhaiterais refaire, sur la longère que je cherche à acheter : une maison du siècle dernier, une grande longère de 20 mètres sur 6.75 environ, pour le bâtiment principal, orienté sud, avec un appenti sur les 2 tiers de la longueur au nord, comme c'est à peu près visible sur le plan du cadastre que je mets ci-dessous, et un petit garage au pignon Est.

Dommage je n'ai pas pris de photos de la charpente pendant la visite, on peut voir sur la photo que le faîtage est creusé sur la partie gauche, la partie droite a sans doute été construite dans un deuxième temps à l'époque, son faîtage est plus rectiligne mais les fermes sont vraiment de sections très fines, la volige est en bois d'époque assez grossier. La charpente de la partie gauche n'était pas visible pendant la visite car aménagée avec placo.

En deux mots le projet serait d'isoler généreusement la toiture en sarking, refaire une couverture ardoise propre, et y mettre des panneaux solaire thermique pour réaliser un SSC, système solaire combiné pour alimenter en ECS et chauffer le sol en plancher chauffant.

Pour optimiser l'apport solaire en hiver le mieux est d'avoir un angle de captage de 60°, le soleil montant pas bien haut dans le ciel à nos latitudes, quand il ne pleut pas..

Une charpente tradi évidemment, que je ferais avec un ami charpentier. J'ai cherché en vain des formules de calculs de dimensionnement des pièces composant les fermes, mon ami me conseille évidemment de faire appel à un bureau d'étude, mais la maison n'est pas encore achetée et je me demande quand même si ce serait réalisable, c'est pourquoi je viens écrire ce pavé sur ce site qui m'a l'air de regorger de passionnés plus au courant que moi ! =) Mon ami est charpentier sur belle-île mais il est seul à son compte et n'a pas l'expérience encore de travaux de cette ampleur..

Je ne sais même pas si légalement ça se fait bien vis-à-vis des autorisations, mais en campagne je suppose que les mairies doivent être conciliantes, cela dit il y a une chapelle inscrite aux MH à 250 mètres... Est-ce que toute modification serait rejetée ? Même pour les panneaux ?

Voilà sinon comme infos supplémentaire il y a un pignon de refend comme on peut le voir sur les photos, des murs en pierre de minimum 60 cm voire 80 d'épaisseur, donc déjà on peut partir je pense sur deux fermes entre pignons des deux côtés. En supposant que la surélévation soit réalisable les pignons pourraient donc porter leur par de charge

Dans tout ça la question des descentes de charge... Voici mes calculs :

Avec une pente à 60° je multiplie par deux les charges surfaciques pour avoir le poids pesant :

- J'ai 37 kg d'ardoises au m2, donc 74 kg de descente par m2 ;

- 25 kg de panneaux sarking sandwich donc 50kg ;

- voligeage 10 kg/m2 donc 20kg/m2 ;

- Placo 10 kg/m2 > 20 kg/m2 ;

- Charges climatiques je suis à 75 DaN/m2 selon icab.eu mais mon taux de confiance en moi-même sur ce résultat est très faible.. Et ma pente de toiture est absente du calcul.. Elle est horizonte cette pression de vent ?

Qu'est-ce que j'ai oublié ?

Voilà je suis vraiment preneur de tout avis et critique sur mon projet, est-ce que je rêve ? =)

J'ai aussi un questionnement sur la ferme tradi en elle-même, elle porte sur les jambes de forces, mais est-ce que ça se ferait de descendre des charges ponctuelles aussi fortes sur des murs de longère ?? Ça risque pas de tout finir par terre ? =P Est-ce qu'il faudrait dans ce cas descendre par des poteaux ? ceinturer le mur pour solidariser tout ça ? Le plancher du haut est en bois évidemment, est-ce que faire un plancher hourdis béton solutionnerai le problème d'écartement ?

J'ai beaucoup de questions je suis un petit être tracassé ^^ L'avis d'un pro m'aiderai pas mal je pense, merci d'avance à tous ceux qui voudrons bien ce pencher sur ce projet et toutes ces idées un peu décousues ! Bonne journée à tous les boiteux !

Maellini · Answer

J'ai oublié le poids des panneaux, 35 kg par panneaux j'en mettrais 6 idéalement, donc 270 kg de charge à rajouter, 540 daN pesants...

Boisphile · Answer

Comprenez que vous conseiller sur photos et de plus avec une technique de sarking qui doit nécessairement être rattaché à un avis technique, ajouté à cela qu'un partie du département est sous arrêté préfectoral pour le risque termites et dans la mesure où l'autorisation vous sera donnée pour changer la pente, il me semble effectivement sage :1) De faire une demande pour vérifier ce dernier point.2) De prendre l'avis d'un expert bois pour un diagnostique de l'existant avant d'acheter.3) De faire effectivement appel à un BE charpente pour l'étude.Cela avant de découvrir une catastrophe.

Maellini · Answer

Bonjour Boisphil =)Oui mais combien ce genre d'étude peut me coûter ? Est-ce que vous auriez un ordre d'idée ?En quoi est-ce que le risque termites gênerait le projet en sachant qu'il faudrait détruire toute la charpente existante ?? Elle et bien vieille et serait bien trop légère pour la charge qu'elle aura à accepter dans tous les cas, avec les panneaux solaires, les panneaux d'isolation sarking, plus les panneaux fibre de bois entre les pannes, à l'époque avec seulement le poids de l'ardoise ça passait bien mais là il va falloir des sections plus importantes que ce que j'ai vu..En réalité j'aurai du renommer mon topic autrement, le changement de pente serait vraiment l'idéal vis-à-vis du SSC, mais mon interrogation c'est surtout structurellement, est-ce les murs pourraient supporter ces charges plus lourdes.. De belles fermes tradi c'est très joli mais les descentes de charges ponctuelles comme ça sur des murs de pierres "respirants" c'est un peu ce qui m'effraye.Sachant que les fermes sont sur jambes de forces et que le plancher est sur poutres en bois, un peu naze de ce que j'ai vu, est-ce que la solution de faire un plancher poutrelles/hourdis polystyrene pourrait être une solution pour stabiliser et répartir les efforts ??Ou alors est-ce que le ceinturage béton est une option efficace sur ce genre de situations ? Pour passer sur des fermes en chevrons porteurs de ce type : http://www.maison-bois-paca.com/uploads/files/diaporama-charpente-3-115.jpg-1093.jpgCette solution serait sans doute la plus économique qu'en pensez-vous ? Merci d'avance bonne soirée à vous =)

Boisphile · Answer

Les problème de coût ne sont pas du domaine du Forum.Mon expérience d'Expert me fait dire que le coût d'un BE n'est rien au regard du coût des désordres futurs.Le chevron porteur est une solution, à la condition de parfaitement maîtriser son calcul et en particulier celui de la faîtière et sa mise en oeuvre.

Maellini · Answer

Bonsoir Boiphile, oui je comprends,Si je comprends bien la structure en chevrons porteurs permet d'éliminer les efforts d'écartement sur les murs ? (Avec une ceinture béton en plus je suppose) Est-ce que vous préféreriez des chevrons en poutres en I plutôt qu'en madriers 70*225 ?   Avec une porteuse lamibois 75*600, les pignons reprenant ainsi une bonne partie de la charge verticalement, est-ce que vous pensez qu'il pourrait y avoir un risque sur les appuis pour ces murs de pignons en moellons ? (Bien qu'ils soient d'une épaisseur de +60cm) Sinon il y a la solution des pannes de longues portées mais c'est ennuyant pour les vélux.. Merci bonne soirée, Maël

Boisphile · Answer

Pour bien mettre les points sur les
"i" et bien comprendre que tout cela ne doit rien au hasard et
conduit sous la pleine responsabilité de celui qui réalise le chantier, sans aucune assurance en cas d'autoconstruction.
 
  
  Les différents cas
  
  
 
Les croquis ci-dessous, font penser à un fonctionnement en arc "Delta", pour lequel il n'y aurait pas besoin de panne faîtière. Mais pour autant, faudrait-il que les murs soient en mesure de reprendre les poussées horizontales sans déformation notoire.A défaut, il faut donc autoriser le glissement des faux arbas au niveau de la sablière, qu'il soit horizontal ou parallèle à la pente.Mais ce n'est pas si simple, dans la mesure où il convient aussi de prévoir des dispositifs qui s'opposent au soulèvement.Concernant les faux arbas ou chevrons, ils se calculent de la même façon et donnent les mêmes résultats quel que soit le mode de pose.Cas 1Les chevrons reposent sur la faîtière et glissent librement sur une
sablière délardée à la pente.Un feuillard ou des suspentes torsadées, fixées sur la sablière,
contiennent le soulèvement. C'est à priori la solution qui semble la plus facile, mais c'est
pourtant celle qui crée le plus de désordres.En effet, si la faîtière reprend effectivement les charges des deux
demi-rampants, elle doit également reprendre les deux composantes parallèles
aux rampants qui ne sont pas reprises par des appuis en sablière.Les deux composantes se combinent en faîtage sous forme d'une
charge verticale qui vient s'ajouter à celle des deux demi-chevrons.Si "P" est la charge totale d'un arba et
"alpha" l'angle du rampant en degrés, la charge supplémentaire se
calcule comme suit : 2 x P/2 x SIN² alpha. Pour le calcul, il faut passer des degrés aux radians pour l'angle
par la formule : alpha x (PI()/180).Dans le cas particulier d'une pente à 100% soit 45°, la majoration
de charge pour la faîtière est de 50% de P, en d'autres termes, la charge de la
faîtière est doublée.Cette disposition particulière échappe souvent, y compris à des BE.En outre, il faut reprendre ces efforts de traction en faîtage, ce
qui conduit à préférer la pose sur faitière qui est plus facile à maîtriser en
reliant les deux faux arbas par un gousset et contreplaqué CTBX ou une plaque métallique
de liaison.Cas 2 et 3Les cas 2 et 3 sont comparables dans la mesure où les chevrons
glissent horizontalement sur la sablière.Le cas 2 peut être employé pour des petites portées d'arbas (3m – 3m50) ou des
arbas peu chargés (toitures métalliques) car la reprise des tractions en tête
sont toujours délicates par des ferrures en extrémités de bois.Le cas 3 est
sans doute le plus raisonnable, avec des faux arbas posés sur la
faitière et une liaison directe par gousset CTBX ou plaque de liaison
métallique.

Pour les très gros ouvrages, le glissement est assuré par des
appuis à rouleaux ou des plaques de Téflon. Dans les cas de petits ouvrages
comme la maison individuelle, le glissement peut être assuré par une simple
feuille de Polyéthylène pliée en deux et interposée entre la sablière et le
pied des chevrons. 

Comme pour l'appui glissant d'une fermette, une équerre E5-1.5 est
disposée de chaque côté du chevron et son aile verticale est clouée par 7
pointes CNA 4.0 x 35 ou 50.

L'aile horizontale est maintenue par un tirefond ou une vis ASSY
III KOMBI 10 x 60. 

Le tirefond ou la vis ne sont
pas serrés pour permettre le glissement.Autre casPour les petits ouvrages, il reste possible de fixer les arbas en
tête sur la faîtière ou sur ses flancs et en pieds sur la sablière, dans la
mesure où la déformation de la faîtière est limitée à quelques millimètres sans
dépasser le centimètre.



Dans ce cas, la poussée sur les murs sera faible et pourra être
reprise par la rigidité de la sablière ou du chaînage.

Maellini · Answer

Merci pour toutes ces précisions, J'imagine qu'un entrait moisé dans ces cas de figures rajouterait beaucoup de poids aux appuis et serait plus contre-productif qu'autre chose..  Si j'ai bien compris tes explications, il n'y a donc pas de dispositif contre le soulèvement donc dans le cas 3 ? Pour ce cas de figure est-ce que le doublage de la faîtière lamibois serait nécessaire ? Désolé pour ce qui va suivre ma virtuosité sur le touchpad est à travailler.. :¤ Pourquoi laisser filer une partie des faux arbas ? C'est la partie supérieure (47*47) d'une poutre en I sur laquelle il fallait mettre des points ? Ca limiterait beaucoup le contact à l'appui et ça serait étonnant

Boisphile · Answer

Tout d'abord, sachez que de faire des faux arbas en poutre "I" est assez sportif, même de pros renoncent .......Mais bon !! La queue de vache est une option, mais logique pour faire des avant toits, nécessaire en COB ... Mais bon !!!

Maellini · Answer

D'accord oui je comprends mieux, chez nous en Bretagne avec les gouttières nantaises/havraises, pas forcément de nécessité de faire ces avant-toits..Je comprends bien l'intérêt pour les maisons ossature bois qui sont contreventées par nature, ce serait je pense plus compliqué sur ces longères de faire des sablières "au poil" bien de niveau et parallèles, on est pas sur des bâtiments bien rectangles ^^ Ce serait peut-être casse-tête de compenser par la taille les arbalétriers.. Est-ce qu'une charpente en pannes de longues portées pourrait être alors une solution pour mieux répartir les charges et éviter des désordres futurs ? Merci pour votre expertise en tout cas, je suis loin d'acheter quoique ce soit pour l'instant, la longère en question est en procédure de "succession vacante" ça peut-être trèès long apparemment. Mais cela dit je recherche ce type de vieille longère pour me lancer dans la rénovation, enfin quitter la vie de lapin de clapier, et troquer de l'appartement contre celles de la campagnes ^^ Du coup les problématiques de charpentes sont souvent les mêmes : murs ventreux, écartés, effondrés, avec des fermes traditionnelles sur blochets... Les solutions du chevrons porteur ou des pannes de longues portées m'ont l'air d'être intéressantes et plus confortables en autoconstruction, même si j'aurai aimé une belle charpente apparente en fermes tradiotionnelle..

Maellini · Answer

Bonjour Boisphile,Je reviens sur le forum, j'ai eu des suites pour la maison, dont l'achat pourrait peut-être enfin se concrétiser... J'avais continué mes recherches sur le sujet de la charpente en chevrons porteurs, après avoir suivi une formation en maison ossature bois très intéressante.J'ai trouvé un guide technique qui présente la structure en chevrons porteurs avec des poutres en I Swelite, comme étant une bonne solution en neuf ou en rénovation, du fait de leurs légèreté et de leurs coût. Dans la situation de cette longère, avec une longueur de presque neuf mètres entre deux pignons, un poteau contrecollé en milieu, pour limiter la retombée de la faîtière me paraît être une bonne solution pour faire un troisième appui et soulager les pignons.Qu'en pensez-vous ? En page 24 : https://www.silverwood.fr/sites/silverwood/files/2019-01/GuideStructureBois.pdf Vous souhaitant une bonne journée, Maël

Boisphile · Answer

Je ne pense pas ! J'ai remarqué des incohérences. C'est un document commercial qui n'engage que celui qui s'y réfère. Quand au poteau milieu, OK,mais qu'est-ce qui va reprendre la descente de charges ? Le poteau milieu va encaisser 62 % de la charge de la faîtière sur une toute petite surface ...........

Maellini · Answer

Bonjour BoisphileOui un poteau filant jusqu'au sol, ça me semble réalisable et intéressant pour alléger mes murs et pignons, je vois sur une abaque qu'un contrecollé de 20*20 peut reprendre 13 000 DaN avec six mètres de hauteur de flambement, sachant qu'il doit y avoir plus 5 m de hauteur sous faîtière que 6. Avec un plot béton de 1m² de surface, sachant que j'envisagerai de faire une dalle chaux chanvre au sol.A la limite, si la charge est juste, mettre deux poteaux sur la longueur de la maison entre pignons (9m) ça pourrait même être faisable, ou simplement prendre un poteau de plus grosse section, si ça se trouve... Sinon concrètement pour refaire une toiture sur des murs sensibles de longère comme ça, il y a quoi comme autre solution technique ? Le ceinturage en béton me paraît très moyen, comme l'idée du plancher en hourdis pour stabiliser l'ensemble je pense que ce sont des fausses bonnes idées... Le bac acier isolé, le toit en plastique ? Voire du joint debout en alu ?  Merci de ton expérience et de ton partage Boisphile !

Maellini · Answer

Petit erratum, après vérification l'abbaque que j'ai consulté ignorait le flambement, il a fallu se lancer dans des calculs pour évaluer le risque de flambage et je serai très loin du compte avec un poteau bois c'est presque irréalisable.. En revanche un bon gros IPN devrait faire l'affaire plus facilement..

Surrélévation charpente 45° à 60°

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