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L’arbalétrier est une pièce essentielle de la charpente, qu’elle soit en bois ou en métal. Il appartient à la ferme, un assemblage triangulaire de poutres qui s’élève verticalement et transversalement par rapport à la longueur du toit.

Qu'est-ce qu'un Arbalétrier ?

Afin d’équilibrer la charpente d’une ferme, l’arbalétrier est une pièce essentielle. Ce matériel participe activement à la tenue des poutres. Il est de forme oblique et sert de support au toit. La forme finale de la toiture dépend de cet arbalétrier. La base de ce triangle est l’entrait, une poutre horizontale reliant les poutres latérales, qui sont les arbalétriers. La poutre médiatrice verticale qui relie le faîtage à l’entrait est le poinçon.

Chevrons-Arbalétriers

Les chevrons-arbalétriers sont des pièces obliques qui jouent à la fois le rôle d’arbalétriers et de chevrons, notamment dans les charpentes alsaciennes sans arbalétriers. Les chevrons relient la panne faîtière (au sommet de la charpente) à la panne sablière (au bas des versants). Dans ce type de charpente, tout se passe comme s’il y avait de nombreuses fermes juxtaposées tout le long.

Sous-Arbalétriers

Les sous-arbalétriers sont des pièces obliques, parfois courbes, placées sous les arbalétriers, et souvent moins pentues.

Étymologie du Terme "Arbalétrier"

Pour ce qui est de son étymologie, le terme arbalétrier a été inspiré de la forme d’un soldat muni d’une arbalète. Lors de la comparaison de la forme de ces deux objets, cette dénomination prend tout son sens. Le sens d’arbalétrier dans le domaine de la charpente est apparu après celui de soldat portant arbalète, on en devine aisément la raison en comparant la forme des deux objets. Le mot « arbalestrier » est déjà relevé dans des documents écrits du XIIIe siècle. Le terme souvent utilisé avant cette période était « arcusbalista », résultat de « arcus » et « balista » ou « ballista ».

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À part l’association de l’arbalétrier avec un soldat, ce terme est aussi utilisé en zoologie. Cette dénomination est également octroyée au martinet noir. Cet animal a la faculté de voler durant plusieurs mois, sans atterrir. Lors de son envol, il reproduit la forme d’une arbalète.

Matériaux de Constitution de l'Arbalétrier

L’arbalétrier peut être fabriqué soit avec du bois massif, soit en métal.

Arbalétrier en Bois Massif

En choisissant un arbalétrier en bois massif, vous pourrez :

  • Gagner de l’espace
  • Avoir une hauteur satisfaite des combles
  • Bénéficier d’une bonne aération

Par ailleurs, l’arbalétrier donne une forme triangulaire au toit, ce qui favorise l’écoulement des eaux de la toiture. Vos combles bénéficieront ainsi d’un splendide design. Néanmoins, il sera un peu difficile de procéder à l’isolation des combles ayant un arbalétrier en bois. Pour un confort optimal de chaque pièce, il faudra engager un artisan spécialisé dans l’isolation.

Arbalétrier en Métal

En optant pour un arbalétrier en métal, vous pourrez :

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  • Couvrir de plus grandes surfaces
  • L’utiliser comme support aux espaces destinés à se développer

Cette alternative est surtout utilisée pour le maintien du toit de garage. Elle sert d’abri de jardin ou de lieu de stockage. L’arbalétrier en bois ou en métal possède chacun leur propre avantage. Mais celui en métal est plus pragmatique et facile à installer. L’inconvénient avec cet arbalétrier en métal est qu’il est peu résistant au feu et se déforme lorsqu’il est exposé à des températures élevées.

Le Rôle de l'Arbalétrier dans la Charpente

La charpente joue un rôle crucial dans la structure du toit et est pourvue de plusieurs composants, notamment l’arbalétrier, l’arêtier, le chevron, la contrefiche, etc. L’arbalétrier est connu comme étant une pièce posée obliquement. Il se charge de supporter les pannes intermédiaires. Pour assurer la structure du toit, il est maintenu par deux arbalétriers. Une fois mis en place, ces deux matériels donnent la forme d’un triangle avec l’entrait.

Différentes Formes d'Arbalétrier de Charpente

Vers le XIXe siècle, l’arbalétrier a connu de multiples formes :

  • L’arbalétrier cintré : il s’agit d’un arbalétrier coupé en arc.
  • L’arbalétrier : c’est la pièce dans un cintre de pont.
  • L’arbalétrier courbe : il est surtout utilisé pour un comble en impériale.
  • L’arbalétrier de brisis : sa présence est constatée dans un comble à la mansarde. Il maintient l’entrait retroussé.
  • L’arbalétrier à lierne : c’est un arbalétrier ordinaire. Avec ce matériel, la panne est placée dedans, et non au-dessus.

Fonctions de l'Arbalétrier de Charpente

L’arbalétrier de charpente a un rôle important dans la constitution de la charpente. Ce matériel sert de support pour les versants du toit. Le niveau d’inclinaison des arbalétriers doit être conforme aux normes réglementaires. Lorsqu’il est utilisé dans une charpente traditionnelle, il a pour mission de maintenir les pannes horizontales.

Dans certains cas, les arbalétriers sont associés aux chevrons. On les appelle couramment les chevrons-arbalétriers. Ils font à la fois office de chevrons et d’arbalétriers.

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Comprendre les Éléments Structurels d’une Charpente

La charpente est un assemblage d’éléments structurels qui constituent le squelette d’une toiture. Il s’agit d’une ossature porteuse et de contreventement. La charpente peut être constituée de différentes pièces de bois, de poutrelles, de béton et de profilés de métal. Une bonne charpente garantit la stabilité et l’intégrité de la structure porteuse d’une toiture, pour de longues années. C’est pourquoi les malfaçons ou non-conformités techniques, mettant en péril la cohésion et la rigidité de charpente, peuvent être fatales à un logement !

Fermettes

La charpente d’une maison moderne est souvent composée d’éléments triangulés, que l’on appelle fermettes industrielles. Elles proviennent d’un procédé américain des années 50, qui permet de construire des charpentes peu onéreuses, avec des bois de faible section. Ces fermettes rendent l’ensemble du bâtiment très solide, car elles sont reliées entre elles par des contreventements, des barres anti-flamblement et des entretoises.

Fermes

La charpente traditionnelle est composée de fermes. Une ferme est une pièce rampante et indéformable de la charpente. Elle supporte le poids de la couverture. En forme de triangle, faite de métal ou de bois, la ferme est un élément indispensable de la charpente. Les fermes sont reliés entre elles par des pièces appelées pannes, et sont placées de manière perpendiculaire aux murs gouttereaux.

Entraits

L’entrait est l’élément horizontal de la ferme d’une charpente. Cette pièce, formant la base de la ferme, permet de réunir les arbalétriers, tout en empêchant leur écartement. Elle fonctionne donc en traction. Elle est posée aux extrémités, sur les murs gouttereaux.

Poinçons

Le poinçon est l’élément vertical de la ferme d’une charpente. Cette pièce, verticale et centrale, relie les arbalétriers et l’entrait. Elle permet la suspension du centre de l’entrait, au niveau du faîtage. Son rôle est de contribuer à la rigidité de la ferme.

Contrefiches

Les contrefiches font également partie des pièces qui composent la ferme d’une charpente. Ces pièces, obliques, relient les arbalétriers au poinçon.

Pannes

La panne est un élément de la charpente placé horizontalement sur les fermes. Son rôle est de supporter les chevrons et le système de couverture. Elle permet également de relier les fermes et/ou les pignons. La panne est nommée différemment selon sa position dans la charpente.

  • La panne faîtière, est placée tout en haut de la charpente, au faîtage du toit.
  • La panne sablière, située en bas de la charpente, au dessus du mur gouttereau.
  • Les pannes intermédiaires - ou courantes - prennent appui sur les arbalétriers et sur les murs pignons. Leur nombre varient selon le type de ferme et la taille du bâtiment.

Entretoises

Le rôle de l’entretoise est de maintenir l’angle de pose et de garder le même écartement entre deux éléments.

Liens de Faîtage

Un lien de faîtage est un élément de charpente reliant le faîtage (ligne haute horizontale qui recouvre la toiture) au poinçon. Il permet de limiter les déformations du faîtage. Il est également utile en tant que contreventement.

Noues

La noue est un élément de charpente oblique, supportant :

  • l’intersection de deux versants formant un angle rentrant ;
  • l’ouvrage de couverture assurant l’étanchéité de cette ligne.

Elle peut être assemblée sur un poinçon et un entrait. Elle est alors comparée à un arbalétrier.

Chevrons

Le chevron est un élément en bois, qui repose sur les pannes. On le place selon le sens de la pente de la toiture. Son rôle est de supporter les voliges ou les liteaux.

Croupes

La croupe est un versant du toit, qui a la forme d’un triangle. Il se situe entre deux arêtiers. Il peut s’agir également des pièces placées sous ce pan de toit.

Arêtiers

L’arêtier est un élément de charpente qui constitue l’arête de la croupe d’une toiture.

Barres (ou Feuillards) Antiflambement

L’antiflambement est un système permettant aux pièces des fermettes d’être indéformables. La compression peut déformer un arbalétrier ou une contrefiche. Ce phénomène est appelé flambement. Pour empêcher cela, on place des planches pour éviter toutes déformations, néfastes pour la charpente.

Contreventements

Les contreventements sont l’ensemble des éléments reliant les fermettes les unes aux autres, pour les empêcher de basculer à cause du vent (notamment).

Chantignoles

La chantignole est une pièce en bois, clouée sur l’arbalétrier. Elle sert de soutien aux pannes intermédiaires.

Enrayure

On appelle enrayure l’ensemble des éléments horizontaux rayonnant autour d’un poinçon. Cela permet de créer des croupes, des dômes, ou des clochers, par exemple.

Lucarne

Une lucarne est un élément de la charpente. C’est une surélévation locale de la toiture, qui permet de mettre en place une fenêtre. Les combles sont ainsi accessibles et éclairées. La lucarne se compose de :

  • une façade verticale;
  • côtés appelés joues;
  • une couverture à 2, 3 pentes.

Diagnostic et Consolidation des Arbalétriers Endommagés

Il est crucial de faire inspecter régulièrement votre charpente, surtout après l'achat d'une maison ancienne. Si vous constatez des fissures ou des cassures importantes sur les arbalétriers, il est impératif de consulter un charpentier professionnel. Une consultation d'un charpentier est justifiée. Un nœud mal placé sous une zone de flexion majeure peut causer des fissurations. La réparation peut se faire en deux temps : une consolidation d'urgence par sécurité, suivie d'une réparation pérenne.

Options de Consolidation

Une option de consolidation est la pose de renfort moisée en bois massif de type Épicéa C24 de dimensions 45x225mm. Cependant, il est important de noter que des arbalétriers sans contrefiches contre le poinçon peuvent être plus faibles et susceptibles de se casser.

Recours et Garanties

Si vous avez acheté une maison récemment et que vous constatez des vices cachés, il est important de savoir que les recours contre le vendeur peuvent être limités. Il est souvent difficile de prouver que le vendeur connaissait le défaut. Dans une vente entre particuliers, le vendeur ne pourra être pris que si l'acheteur peut prouver que le vendeur connaissait le défaut. Pour les vices apparents, décelables lors d'une visite accompagnée d'un technicien, il est plus difficile de faire valoir ses droits.

Vous pouvez toujours essayer d'actionner l'agent immobilier en responsabilité. Ca vous coutera juste un courrier recommandé avec accusé de réception.

Types de Fermes de Charpente

La construction de charpentes s'élabore en fonction d'une multitude critères de toitures différentes. Ci-dessous les principales que l on peu rencontrer!

Ferme Latine

Ce type de ferme de charpente nous arrive tout droit de l antiquité ,inventée par les romains d ou son appellation ,elle fut l aboutissement de simplicité et de solidité ! Par contre elle est destinée à des combles "perdu" non aménageables. Composée de triangles qui reprennent toutes flexions , l agencement est fait d un entrait sur lequel s assemblent un poinçon et deux arbalétriers !Ces derniers enserrent le poinçon au faîtage ,lequel reçois à sa base deux contrefiches reprenant la pression des arbalétriers .

Ferme Mansart

Jules Hardouin-Mansart qui fut le premier architecte du roi Louis XIV , voulut optimiser les surfaces habitables dans les grandes agglomérations ,devant une demande de logements croissante ! Ce type de ferme ,est en fait une ferme latine nommée le "terrasson" , montée sur un portique aux poteaux biais nommé "Le brisis" .La difficulté est de maintenir la cohésion de l ensemble sans toutefois dépasser trop en structures assemblées dans l espace aménageable .

Ferme Asymétrique

Ce type de ferme se nomme quand les pans de toitures on des pentes différentes ,ou que les murs avant et arrière du bâtis sont de niveaux différents.Par conséquent , les pieds de ferme seront décalés sur des supports différents ,ce qui induit d agencer les bois avec réflexions , les poussées étant asymétriques .

Ferme Monopente

Comme son nom l indique ce type de ferme ne comporte qu une pente et reçoit qu un seul pan de toiture ,on la retrouve très souvent dans tout types de bâtis ,la plupart du temps hangar , atelier , appentis, auvent ,etc..

Assemblages en Charpente Traditionnelle

L'assemblage ancestral par excellence est le tenon/mortaise, présent dans le cadre de la charpenterie traditionnelle. Il sert surtout de liaison, mais il est flottant, et peut être soumis à des contraintes mécaniques sur ses appuis (abouts-arasements).

La mortaise de charpente, comporte très souvent un embrèvement (à couvert ou découvert selon les cas) qui renforce les contraintes dont il peut être est soumis ! Elle est réalisée dans du bois dur (chêne, robinier) . C est un tenon/mortaise surtout destiné à bloquer l assemblage quand il est soumis à une traction , il est plus long à mettre en oeuvre . Le faux tenon est aussi appelé «pigeon». Souvent employé dans les maisons à colombage (Alsace, Normandie, ...) dans le cadre de bois verticaux coupés par un pièce oblique appelée décharge !

Autres Types d'Assemblages

  • Enture : En about on utilise généralement pour une pente de toit supérieure à 45° en tête d’arbalétrier. Elles servent généralement à joindre des pièces de bois horizontales passantes (pannes) , ces assemblages doivent être placés en repos (murs , sol , poinçon, etc ..) car ils consistent surtout à produire plus de surface aux liaisons de pièces , sauf dans le cas de l enture à trait de Jupiter qui peut être dans certains cas placée au dessus du vide (fig 2).
  • Moisage : Le principe est bien connu en charpente , il consiste à jumeler deux pièces appelées "moises" enserrant une troisième ,le tout étant boulonné .Cet appareillage est très résistant , et pratiquement toujours utilisé pour les grands entraits ,entraits retroussé , et les blochet .Le principe révolutionna le domaine de la charpente depuis la fin du 18 eme siècle par l arrivée des sciages mécaniques et de la boulonnerie .Attention des entailles mal considérées peuvent diminuer la résistance de la pièce !
  • Entailles : C est le même principe que ci dessus , sauf que les bois passants sont eux même entaillés , leurs attribuant ainsi des arasements qui accentuent un peu plus le contrebalancement des contraintes . Quand cela est nécessaire et possible , le principe fait que toute la surface de coupe d un arbalétrier peu reposer sur un mur , tout en conservant une entaille en désabout , et la possibilité d un double boulonnage .
  • Renforts : Il s agit de tout éléments bois ou métalliques visant à renforcer les assemblages ou faisant obstacles aux assemblages de pièces parallèles en friction , certains sont dévolus à la restauration ou à la modification de charpentes .Pour en citer quelques uns , comme les étriers ,les boulons (de charpentes) ,les flasques (moises ou fers plat), les crampons (clefs en bois traversantes), les brides , équerre entaillées etc .... (fig 1). Ils sont solides et résistant si ils sont bien considérés à leurs usages , et à condition que les supports auxquels ils sont fixés soient porteurs bien évidemment !!

Notions Physiques en Construction Bois

En avant propos , nous allons ici découvrir les notions physiques que doivent subir les assemblages dans la construction bois.

  • Compression : La compression est une contrainte mécanique équivalente à l'action d'une force qui exerce une pression à chaque extrémité d'un corps solide !
  • Traction : La traction, ou tension, est une sollicitation qui consiste à tirer sur une poutre droite. C est le contraire de la compression ! La traction axiale linéaire , dans l absolu risque de rompre la pièce !
  • Flexion : La flexion en charpente dont les causes sont expliquées ci dessus , amène à une déformation sensible sur des pièces comme les solives ,pannes, chevrons , etc ... Un bois sec chargé se déformera moins qu un bois chargé humide !
  • Torsion : Il est rare en charpente de retrouver cette contrainte mécanique à évaluer sur les bois de conception d un ouvrage (ex un arbre de moulin à vent ou de roue hydraulique ) . Par contre , il y a souvent torsion et gauchement naturel des pièces , qu il faudra agencer en considération du défaut (risques de déformations sur la structure , ou d affaiblissement d assemblages, de repos) (fig 5) .
  • Cisaillement : L effet donné par compression ou traction se nomme le cisaillement (lames de ciseaux) linéaire et perpendiculaire aux fibres , c est le cas par exemple dans le moisage lisse ,ou le travail au cisaillement peut être important et dommageable .

Poteaux en Charpente

Les poteaux et assimilés sont très peu abordés dans tout ce qu j ai put chercher sur le web , il s avère que c est une partie très complexe et que peux osent s y aventurer !Je vais donc essayer de développer le sujet pour que les lecteurs puissent se poser les bonnes questions dans leurs projets .

Poteaux au Vent

Ce sont les plus connus, ils sont présents dans tous les travaux de charpentes donnant sur l extérieur "au vent" (halles, lavoirs, auvents, car-ports préau, appentis, etc ...) !Ces poteaux doivent affronter les intempéries , c est pour cela que l on cherche toujours à les isoler du contact avec le sol , et il est préférables de les façonner en chêne .Ils sont toujours assemblés avec les fermes dont ils reprennent les charges, et avec les sablières passantes, le tout généralement contreventés .

Poteaux de Soulagement

On les trouvent généralement au centre des fermes de grandes portées, servant même parfois de poinçon !Leurs fonctions sont surtout de soulager l entrait de ferme quand il doit supporter un solivage important (granges, bâtiments industriel ou collectif, etc ...) .

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