Choisir le matériau d'une charpente

Bois, béton, métallique : comment choisir les matériaux pour la charpente ?

22 juillet 2020
Charpente
Sommaire

 

La charpente assure un rôle essentiel et structurel dans la toiture puisqu’elle soutient les matériaux de couverture, l’isolation, ainsi que les écrans de protection à l’air et à l’eau (étanchéité). Ainsi, en projet de construction ou de rénovation, les questions liées à la charpente, pièce maîtresse de la maison, et notamment au matériau, sont essentielles. 

La charpente est généralement construite en bois, dans le cas de charpentes traditionnelles ou industrielles, à fermettes, mais l’évolution des bâtiments et modes constructifs a fait évoluer les matériaux qui la composent. On retrouve alors de plus en plus dans nos maisons des charpentes en béton ou en acier, dont les spécificités sont différentes, avec des avantages différents, ainsi que des contraintes dont il faudra tenir compte. Ootravaux vous aide à comparer les différents matériaux de charpente pour faire votre choix. 

Charpente en bois : spécificités, avantages et inconvénients

Le bois est traditionnellement le matériau le plus employé dans les charpentes. L’ossature peut être en bois massif ou en lamellé-collé. Les choix d’essences de bois pour la réalisation de votre charpente sont nombreux, mais les résineux comme le sapin ou l’épicéa, voire le douglas s’avèrent souvent les plus appropriés, pour leur facilité d’approvisionnement et de livraison, leur prix et leurs caractéristiques mécaniques. En effet, les résineux sont très résistants à la compression et la traction dans le sens des fibres, et assez résistant à la flexion transversale. Ces caractéristiques lui permettent de plier sans casser, si la section des pièces soumises à la flexion, sous la charge de la couverture (notamment les matériaux type tuiles, ardoises…), était insuffisante.

Le chêne, plus rare et plus onéreux, sera plus adapté sur des charpentes traditionnelles, ou dans le cadre de rénovations de bâtiments plus anciens ou monuments historiques.

Bon A Savoir

La charpente traditionnelle est composée d’un assemblage de plusieurs pièces de bois (fermes, pannes ou poutres et chevrons). Ce type de charpente permet notamment l’aménagement de pièces dans les combles.  

En tant que matériau de charpente, les avantages du bois sont nombreux. 

  • Écologique, c’est un matériau abondant qui est renouvelable et recyclable.
  • Durable, selon l’essence choisie, et avec le traitement approprié, la charpente peut supporter le toit plusieurs décennies, voire plusieurs centaines d’années.
  • Solide, il résiste à de fortes charges en fonction des sections employées.
  • Économique, car le bois est facile et rapide à travailler ou usiner.
  • Léger, une charpente en épicéa pèse environ 600 kg par mètre cube de bois employé (il faut compte un peu plus de 2 tonnes pour le béton).
  • Résistante au feu, la structure en bois conserve longtemps sa résistance permettant aux occupants d’évacuer les lieux en cas d’incendie. 
  • Isolant, il a la capacité d’absorber et de restituer l’humidité ou la vapeur d’eau qui peut être générer dans le toit.

Cependant, le bois a quelques contraintes qui lui sont propres. Sensible aux attaques de champignons ou d’insectes xylophages comme les termites, le bois nécessite un traitement adapté selon son essence. Même si les ressources abondantes en font un matériau de charpente abordable, il peut s’avérer aussi plus coûteux que le métal, notamment au travers des chutes générées dans son usinage ou sur le chantier lorsqu’il faut adapter les pièces à la dimension souhaitée. Enfin, même s’il résiste longtemps au feu, le bois s’enflamme plus vite que le métal ou le béton.

Bon A Savoir

Pour employer le bois dans les charpentes, il est nécessaire que celui-ci soit de classe 2, de manière naturelle comme le chêne, ou avec un traitement adapté pour les résineux. La classe d’emploi d’un bois, déterminée par la norme NF EN 335-1 à 3, va définir sa résistance aux différents risques d’exposition à l’humidité (bois d’intérieur, de charpente, bardages ou terrasse extérieure par exemple) et sa tenue dans le temps.

Charpente en béton : spécificités, avantages et inconvénients

La charpente en béton s’invite petit à petit dans les toits de nos maisons individuelles, en particulier, celles dotées de toitures plates, ou de toits à faibles pentes. 

Bon A Savoir

Largement préconisée pour les toits plats (ou toits-terrasses), la construction d’une charpente en béton est associée à la mise en œuvre de techniques d’étanchéité, ce type de toitures étant plus exposé aux infiltrations d’eau. 

Le béton employé en charpente peut être :

  • armé : renforcé avec des armatures métalliques ; 
  • non armé, simplement constitué de sable, de gravier, de ciment et d’eau, avec un dosage précis de chaque élément ;
  • précontraint : ayant subi une mise en compression lors de sa fabrication, et avant son durcissement, lui permettant de résister à la traction et à la flexion ;
  • allégé : avec des billes de polystyrène qui viennent partiellement remplacer les agrégats.

Le béton présente les avantages suivants :

  • Robuste et résistant, il permet de soutenir de lourdes charges et ne s’altère pas dans le temps.
  • Ininflammable et incombustible, le béton dispose d’une très bonne résistance au feu.
  • Sans entretien, contrairement au bois, il ne nécessite aucun traitement.
  • Performance isolante, tant thermique en créant naturellement une barrière au froid ou au chaud, mais aussi aux bruits.
  • Recyclable, le béton peut être réemployé et valorisé dans la fabrication de nouveaux produits.

La charpente en béton dispose malgré cela de 2 contraintes majeures : sa technique de pose, complexe et assez longue, et son délai d’installation. Au niveau de la pose, le calcul des charges que va supporter la charpente (notamment les matériaux de couverture), et l’intégration des équipements techniques comme les ventilations, les fenêtres de toit ou le passage d’éléments comme des câbles devront être prévus à l’avance pour adapter la structure en béton en conséquence. En effet, les modifications après la pose de la charpente en béton sont beaucoup plus contraignantes et nécessitent de modifier la structure, ce qui impose des compétences spécifiques en maçonnerie. Le coulage du béton nécessitera aussi des engins et outillages adaptés (toupie, pompe à béton) et ne pourra se faire avec une simple bétonnière comme outil, ce qui augmente considérablement le prix d’installation. Enfin, le béton atteindra sa solidité optimale au bout de 28 jours de séchage, contrairement au bois ou l’acier qui l’obtiennent dès leur mise en œuvre, ce qui rallonge les délais pour poser le revêtement de couverture (tuiles, ardoises, bois…).

Bon A Savoir

Dans le cas d’une charpente en béton, il faut que les murs porteurs soient suffisamment résistants pour supporter le poids de cette charpente plus lourde. Un point essentiel dans le cas de travaux de rénovation ou de construction. 

Charpente en métal : spécificités, avantages et inconvénients 

L’assemblage de la charpente métallique, dont l’ossature est en acier, est semblable à l’assemblage de la charpente en bois et présente certains des avantages du bois.

  • Facile à fabriquer : le matériau peut être plié et façonné en usine pour atteindre les dimensions exactes souhaitées.
  • Écologique, il est souvent fait de matériaux recyclés, réduisant ainsi son prix et son impact sur l’environnement.
  • Facile à personnaliser, il peut prendre les formes les plus variées, comme des courbes ou des lignes plus épurées, permettant une grande liberté architecturale pour la toiture. Ce type d’ossature est largement utilisé pour des maisons avec moins de murs porteurs ou présentant de grandes ouvertures. 
  • Précision : la préfabrication en usine réduira le temps de pose lors du montage après livraison sur le chantier.
  • Durabilité : l’acier résiste à la moisissure, aux champignons et aux termites naturellement.
  • Légèreté : grâce à sa flexibilité et les grandes portées de l’acier, le poids de la charpente peut être réduit considérablement par rapport au bois et surtout au béton.

Même si la demande de charpente en acier est grandissante, en particulier en maison individuelle, le nombre de constructeurs ou de professionnels proposant ce type de solution reste plus limité, ce qui peut en rendre le prix un peu plus élevé selon les régions. Par ailleurs, la préfabrication en usine est aussi son principal défaut, car les éléments sont plus difficiles à modifier sur le chantier une fois fabriquées, notamment si l’on veut procéder à quelques changements (aménagement des combles, création d’ouverture dans le toit par exemple) pendant les travaux ou ultérieurement. Autre désavantage, l’acier n’offre aucune isolation thermique, ni acoustique. Enfin, il faudra protéger la structure métallique de la corrosion et l’ignifuger pour garantir sa tenue dans le temps.

Tout savoir sur la charpente métallique

 


Synthèse : tableau comparatif des différents matériaux de charpente

Matériau de charpente

Poids

Type de maison

Temps de réalisation

Avantages

Inconvénients

Charpente en bois

Élevé

Traditionnelle 

Plusieurs jours

Economique, écologique, facile à travailler

Sensibilité aux insectes et champignons, gaspillage sur chantier

Charpente en béton

Très élevé

Contemporaine

Plusieurs semaines

Robustesse, durabilité, sans entretien

Complexité et temps de mise en œuvre 

Charpente métallique

Assez faible

Contemporaine

Quelques jours

Robustesse, esthétisme, rapidité d’installation et de personnalisation

Prix élevé, mauvais isolant thermique et phonique

 

Afin de vous faire une idée plus précise des prix, contactez plusieurs professionnels de la charpente afin de leur exposer votre projet de construction ou de rénovation. Ils pourront ainsi vous proposer un devis correspondant à votre projet. Il est important de demander plusieurs devis afin d’être en mesure de les comparer et de faire le meilleur choix de service pour vos travaux. 

Trouver le meilleur professionnel pour votre charpente

Vous pouvez effectuer une recherche en ligne. Ootravaux facilite votre recherche de charpentier grâce à son service de mise en relation avec des professionnels. Sélectionnés selon votre projet, des artisans de votre région vous envoie un devis rapidement pour vous accompagner dans vos travaux.