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 Renfort charpente et poutre en I

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Staphneth
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MessageSujet: Renfort charpente et poutre en I   Lun 02 Juil 2012, 11:41

Bonjour a tous,

Nouveau arrivé sur ce forum, je suis en rénovation d'une maison bourbonnaise (murs pierre de chaux d'environ 50 cm d'épaisseur) avec charpente traditionnelle d'environ 200 m² sur 2 pans et tuiles plates (charge d'environ 70 à 85 Kg au m²).

2 problème se posent a ce jour :

- les pointes des liteaux sont bouffées par la rouille. la toiture risque donc de glisser à la première neige d’où le projet de rénovation un peu précipité malgré que pour le moment, ce n'est pas une maison où je vis et je ne compte pas y attribuer un budget conséquent : la réno des combles aménageables est la deuxième priorité, le rez de chaussé demandant trop de frais pour le moment. 70 m² de panneaux photovoltaïques viendront couvrir la face sud ce qui nous donnera l'opportunité de couvrir le reste avec les vielles tuiles en place après tri et de générer un apport a moyen terme pour financer le reste des travaux, tout en participant écologiquement a l'évolution de notre production énergétique, ce qui n'est pas pour nous déplaire.

- sous dimensionnement de la charpente pour les tuiles actuelles : 2 arbalétriers sur les 6 montrent des faiblesses et après passage d'un charpentier, il semble que ces pièces (les 6) soient sous dimensionnées pour le poids actuel. Une seul ligne de panne intermédiaire est placée avec 4,60m entre sablière et faitage et 4,40 m entre 2 ferme ... et devinez, c'est sous cette ligne que les 2 arbalétriers ont cédé.

Le projet : profiter de refaire la toiture pour faire l'isolation par le dessus.

Option paille privilégiée au départ (mon père étant agriculteur) ou si le poids trop conséquent me l'interdit, ouate de cellulose en insufflé. Dans les 2 cas, mon projet serait d'apposer une volige (délignée mi-bois et rabotée) sur les chevrons en place (une fois les tuiles et liteaux déposés) afin de garder en apparent pour le plafond des combles aménagés. Ensuite préparer les coffres pour isolation (30 a 35 cm d'épaisseur) puis fermeture des coffres avec panneaux fibre bois isolants faisant office de contreventement et pare-pluie sur lesquels viendront panneaux photovoltaïques (environ 25kg/m²) ou tuiles plates déjà en place. Ce procédé permettra aussi de zapper les imperfections de la toiture actuelle (chaque chevron ayant travaillé un peu) et repartir sur une couverture totalement plate ce qui sera aussi important pour les panneaux photovoltaïques.

Mes questions :

J'ai lu sur le bouquin "l'isolation thermique écologique de JP Oliva et S Courgey (édition terre vivante), que l'utilisation de chevrons en I ou treillis autoportants permettait tout en réalisant les coffres pour bottes de paille ou autre isolant vrac de renforcer une charpente faible ou tout du moins soutenir et ne pas charger la partie intermédiaire de la charpente.

Pouvez vous me confirmer cette hypothèse ? Il va de soit que je devrai tout de même renforcer cette charpente pour que les pannes faitières tiennent le coup. c'est a l'étude : renfort direct des arbalétriers par 2 pièces prenant en sandwich ces dernières (ce qui pose un problème esthétique) et/ou renfort vertical de poutres reposant sur le plancher ou le rez de chaussé (si plancher pas assez dimensionné). Ce la dépendra aussi du porte monnaie et des possibilités que j'ai a réutiliser des vielles poutres chêne que j'ai déjà en stock.

Comment dois-je dimensionner ces chevrons que je pourrai fabriquer moi-même (sections ligne supérieure et inférieure pour une portance de 4,60 m entre sablière et faitage, épaisseur de l'âme si chevrons I privilégié ou type de treillis : section, angle, nombre, ...).
Dans ce cas, la charpente actuelle ne supportera alors que les voliges en anciens chevrons, ces nouveaux chevrons autoportants supporterons la charge de l'isolant (paille si le poids permet un tel projet ou ouate) + pare pluie + liteaux + tuiles.

Je suis dans les calculs de charge et viendrai compléter en détail dès que j'aurai finalisé. En attendant, je suis preneur de tout avis ou expérience similaire à mon problème.

Merci d'avance pour vos réponses
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Ugo
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mar 03 Juil 2012, 17:41

A la lecture de tout ça je me demande pourquoi vous comptez garder l'ancienne charpente : d'après ce que j'ai compris elle est à la fois sous-dimensionnée pour les besoins, et déjà partiellement abimée. Puisque vous comptez enlever toute la couverture et le liteaunage, pourquoi ne pas aller jusqu'au bout et virer aussi les vieilles fermes et pannes ? Refaites à neuves en version tradi, aux bonnes sections pour les nouveaux besoins, ça ne devrais même pas coûter plus cher que de tenter de rafistoler celles qui sont déjà là, et ça sera plus joli. Sinon en version moderne, comme la charpente tradi ne sert en fait plus à rien, vous pouvez ne pas le refaire du tout et directement tout recouvrir avec du chevrons autoportant.

ça me semble vraiment inutilement compliqué et coûteux de tenter de mélanger les deux solutions, d'autant qu'elles sont des comportements statiques différents ça n'est donc pas un gage de longévité sur le long terme.
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Staphneth
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mar 03 Juil 2012, 21:41

Bonjour Ugo,

Plusieurs raisons à cela : Il y a un coté sentimental et esthétique dans cette charpente ... d'où la motivation de la conserver et de la garder complètement apparente (chevrons compris) des combles que nous envisageons aménager juste après. Outre ces données qui peuvent paraître irrationnelles, cette charpente est encore en bon état et un renfort, même conséquent, utilisera moins de bois que de repartir sur du neuf. Nous avons aussi de vieilles poutres de grosse section en réserve que nous pouvons utiliser pour renforcer cette charpente et apporter du même coup une touche perso qui peut être esthétique si on y passe un peu de temps. Une charpente neuve est droite, propre, sans défaut et c'est surtout ce que nous ne voulons pas ... Ce que nous recherchons, c'est allier l'histoire de cette maison avec une isolation moderne et écologique. Dernière raison, la majorité de la charpente est en chêne et peuplier autochtone prélevé localement ... c'est aussi un point auquel nous tenons et consommer du bois neuf nous semble être de la surconsommation ...enfin le seul moyen de repartir sur du neuf à prix raisonnable est de construire en Douglas, essence originaire d'Amérique du nord qui au niveau de la conservation animales et végétale reste une véritable catastrophe dans nos contrées.

Voila pourquoi même si nous avons envisagé toutes les possibilités, nous voulons conserver l'existant. Reste a savoir comment fabriquer ces chevrons treillis ou en I afin de ne pas trop charger cette partie intermédiaire de la charpente et mettre en place une isolation efficace et écologique. A moins que cette solution soit structurellement incompatible a une charpente tradi mais j'avoue que ce n'est pas ce que j'ai lu jusque la. je suis bien sur preneur de toute critique détaillée a ce sujet.

Je fais suivre au plus vite plans, photos et calcul de charge afin de peut être mieux comprendre ce projet et nos choix.
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Staphneth
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mer 04 Juil 2012, 07:58

Pour compléter voici pour commencer quelques photos :

[img][/img]

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Les cotes de la charpente :

[img][/img]

La suite à venir ...
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Ugo
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mer 04 Juil 2012, 08:52

Laughing si c'est l'irrationnel qui parle dans ce cas... Rolling Eyes c'est clair que déjà aménager des combles en espace de vie ce n'est pas logique, et garder la charpente apparente en plus encore moins. Les ancêtres dans l'histoire auraient donné un usage autre que logement à ce volume inefficace et inconfortable, et surélevé tout d'un étage pour faire de nouvelles vraies pièces de vie ou construit une extension de plain pied s'il y a la place.

Les arba semblent effectivement anormalement sous-dimensionnés, sur les photos on a presque l'impression qu'ils ne sont guère plus gros que les chevrons.

Ce que je voulais dire par "comportements statiques différents", ce n'est pas que ça soit fondamentalement incompatible, mais que pour que le chevron soit autoporteur, il faut qu'il recrée de lui-même le triangle entier. Il doit donc être connecté en faite avec celui du versant d'en face, et les deux doivent être reliés en pied par un entrait, un tirant, ou les solives du plancher. Dans une maison moderne on peut aussi les fixer sur le mur sans rien, mais dans le cas la poussée latérale est énorme et doit être reprise par des chainages dans les murs. Dans un mur tradi il n'y en a pas, il est donc absolument impossible de s'en passer vous provoqueriez la ruine très rapide du batiment. La question c'est : comment diable caser ces tirants vu que vos nouveaux chevrons se trouveront au dessus et à l'extérieur de l'ancien mur, alors que le plancher actuel n'en dépasse pas ? Peut-être est-ce possible en utilisant les fers plats actuels (à voir exactement comment ils sont et pourquoi ils ont été mis, ce n'est pas un élément tradi), et en en rajoutant plein d'autres (mais bon le coût écologique de ça par rapport à du bois, hum...) encore faudrait-il que les chevrons autoporteurs descendent assez bas ce qui ferait un débord d'environ 50cm des deux côtés. Et dans ce cas, c'est toute la charpente actuelle qui deviendrait un inutile poids mort.

Sinon, vous considérez les nouveaux chevrons comme de simples chevrons, ils sont juste posés sur les anciens, et alors l'intégralité des forces de tension seront reportées dans les fermes et tirants actuels, qu'il faudra sacrément bricoler.

ps : Pour ce qui est de la charpente neuve, elle peut être faite à l'ancienne, avec du chêne local et tordu. Il existe encore des entreprises qui peuvent le faire Wink mais c'est sans doute plus cher car un peu plus long à fabriquer. Et toujours irrationnel dans un but d'aménagement du comble.
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Staphneth
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mer 04 Juil 2012, 12:12

bonjour,

Les chevrons sont pour la plupart excessivement gros. La section de arbalétriers est de 13x13 en chêne pour les 2 première fermes, 16x16 en peuplier pour la dernière. C'est clair que c'est trop juste surtout pour un distance entre ferme de 440 mais avec des renforts reportant en partie la charge sur le plancher, ça ne m'inquiète pas plus que ça.

Le but de ce projet est une auto-rénovation : pour le coté financier mais aussi pour le plaisir. Faire intervenir un professionnel, même s'il nous réalise a moindre coup la plus belle des charpente, nous gâchera ce plaisir et explosera notre maigre budget. l'étage est plus facilement aménageable dans un temps impartie sachant que de toute façon, la réno de la toiture est la priorité n°1. Nous voulons nous réserver 1 pied à terre (nous voyageons beaucoup et sommes appelés a professionnellement repartir, peut être très loin). le coté "irrationnel" : c'était pour la blague ... c'est vrai que aménager des combles n'est pas le meilleur choix écologique, on en est conscient ... mais c'est le meilleur choix pour nous, vu notre situation !

Je garde donc l'option chevrons auto-fabriqués (afin de réserver des coffres pour une isolation tout en ne chargeant pas trop la partie intermédiaire) qui seront posés sur la volige peuplier et renfort de la charpente, l'avantage de ces chevrons autoportants. Reste a savoir comment fabriquer ces chevrons (treillis ou I ou caissons) et avec quels matériaux (essence, section, ...). Mon calcul de charge est en cours mais peut être que certaines personnes ici connaissent déja les bases de calcul pour une auto-portance de 4,60m.

Merci encore pour vos réponses

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Staphneth
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Mer 04 Juil 2012, 18:24

Calcul de charge effectué (sauf erreur):

voici les chiffres de la charge (tuiles +liteaux +pare pluie rigide duoprotect) qui viendra sur ces fameux chevrons autoportants de 4,60 m entre faîtière et sablière
Pno = 28.8daN/m²
P'no = 48.0 daN/m²
Charge G = 127 daN/m²

J'ai constaté , Ugo (sur un post qui m'a échappé jusqu'à présent), que vous avez déjà réalisé des poutres treillis pour un plancher ... vous devinez, j'en suis sûr, ma prochaine question : peut on adapter ce type de construction a mon projet ? et si oui comment calculer tout ça ?

Merci encore pour les futures réponses ...
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Ugo
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MessageSujet: Re: Renfort charpente et poutre en I   Ven 06 Juil 2012, 08:37

On peut sans doute l'adapter, mais je ne me risquerais à vous indiquer des trucs sur le calcul : je ne sais pas le faire moi-même, et pour ce qui concerne le plancher que j'ai déjà fait, je l'ai dimensionné à l'oeil sachant que c'était un espace tout à fait secondaire de stockage. (Je dois d'ailleurs bien reconnaître que j'ai fais quelques erreurs car l'espace secondaire a servi à stocker finalement des palettes de fermacell What a Face ). Par contre un treillis ça se calcul quand même relativement facilement, n'importe quel BE bois peut faire ça, c'est la même chose qu'une charpente en fermette.

Ceci dit pour avoir réalisé aussi des poutres caissons (deux chevrons reliés par deux panneaux, une sorte de poutre en I mais avec deux âmes) je trouve que le caisson est bien plus facile à réaliser, et bien plus solide. Mais c'est un peu plus cher à cause du prix des panneaux. C'est aussi un peu plus lourd.

Sinon il existe aussi des poutre en T : comme le I mais sauf qu'un des côté n'a pas de semelle, ce qui permet de l'utiliser pour la fixer directement sur par ex, d'anciens chevrons. Celui-ci joue le de semelle, et l'ensemble permet de reconstituer un nouveau plan droit, et de ménager l'épaisseur dont on a besoin pour l'isolant. ça me semble de loin la solution la plus maline pour de la rénovation. (recherche vite faite : http://www.ecobati.be/fr/Produits/bois/sparren-expander/ un truc dans ce genre là)
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