Schéma d'une charpente traditionnelle : pièces et plan de pose

Un schéma de charpente ressemble au premier regard à un enchevêtrement de traits : des diagonales, des verticales, des horizontales qui se croisent sous un triangle. Il suffit pourtant de connaître une dizaine de mots pour le lire comme on lit un plan de maison. Ferme, entrait, arbalétrier, panne, chevron : chaque pièce a sa place et son rôle, et elles s'enchaînent toujours dans le même ordre, du mur jusqu'à la couverture. Ce guide vous apprend à lire un schéma de charpente traditionnelle, à reconnaître la composition d'une charpente en bois pièce par pièce, à suivre le schéma d'une charpente à deux pans, et surtout à distinguer un schéma pédagogique d'un vrai plan de charpente, celui avec lequel on taille et on pose.

Lire un schéma de charpente bois : la coupe et le plan

Une charpente se dessine sous deux angles, et la plupart des confusions viennent de là.

La coupe montre la charpente de profil, comme si l'on avait tranché le toit verticalement, perpendiculairement au faîtage. On y voit une ferme : le grand triangle qui porte le toit. C'est la vue que l'on rencontre le plus souvent quand on cherche un schéma de charpente traditionnelle. Elle montre comment les pièces s'assemblent entre elles dans le plan vertical.

Le plan montre le toit vu du dessus. Les fermes y apparaissent comme de simples traits parallèles, espacés le long du bâtiment. Entre elles courent les pannes, dans le sens de la longueur, puis les chevrons, dans le sens de la pente. Le plan dit combien de fermes il y a, où elles se trouvent et comment le reste vient s'y accrocher.

Un bon schéma de charpente bois se lit comme un squelette. Les fermes en sont les côtes, les pannes la colonne qui les relie, les chevrons la peau tendue par-dessus. Une fois cette image en tête, tout le reste se range.

Pour vous repérer dans un dessin, triez les pièces selon leur direction :

• les horizontales : l'entrait en bas de la ferme, les pannes, les sablières posées sur les murs ;
• les inclinées : les arbalétriers, qui suivent la pente du toit, et les chevrons, qui la suivent aussi ;
• les verticales : le poinçon, au centre de la ferme ;
• les petites obliques : contrefiches, jambes de force, aisseliers, qui raidissent les angles.

Lisez toujours du bas vers le haut. La charge du toit descend dans ce sens, du chevron vers la panne, de la panne vers la ferme, de la ferme vers le mur. Suivre ce chemin, c'est comprendre pourquoi chaque pièce est là.

Un dernier conseil de lecture : repérez d'abord les appuis. Ce sont les murs, les poteaux ou les sablières sur lesquels la charpente repose. Tout le reste du dessin n'existe que pour amener la charge du toit jusqu'à eux. Un schéma qui ne montre pas clairement ses appuis est un schéma incomplet, et c'est souvent là que se cachent les mauvaises surprises sur un chantier de rénovation.

La ferme : le cadre qui porte le toit

La ferme est la pièce maîtresse du schéma. C'est un cadre triangulé, posé de mur à mur, qui reprend tout le poids du toit et le descend vers les appuis. Plusieurs fermes se répètent le long du bâtiment. Voici ses pièces, dans l'ordre où l'œil les rencontre.

L'entrait est la poutre horizontale à la base du triangle. Il relie les deux pieds de la ferme et les empêche de s'écarter sous le poids du toit. Il travaille comme le tirant d'un arc.

Les arbalétriers sont les deux pièces inclinées qui forment les côtés du triangle. Ils partent des extrémités de l'entrait et montent jusqu'au sommet, où ils reçoivent les pannes.

Le poinçon est la pièce verticale au centre. Il reçoit le haut des arbalétriers et porte la panne faîtière. Il est souvent suspendu, c'est-à-dire qu'il ne repose pas sur l'entrait mais le soulage.

Les contrefiches partent du pied du poinçon et vont soutenir les arbalétriers à mi-longueur, pour les empêcher de fléchir. Les jambes de force relient l'arbalétrier à l'entrait ou au mur, près du pied de la ferme. Les aisseliers raidissent un angle entre deux pièces, par exemple entre un poteau et une poutre.

Toutes ces pièces ne sont pas toujours présentes. La ferme dite à poinçon est la forme classique. Une ferme sans poinçon existe aussi, avec un simple faux entrait reliant les arbalétriers plus haut. La ferme à entrait retroussé remonte l'entrait au-dessus du pied, pour dégager le volume du comble et le rendre habitable.

Sur un schéma, ces variantes se reconnaissent à un détail. Regardez où se trouve la pièce horizontale la plus basse. Si elle relie les deux pieds de la ferme au niveau des murs, c'est un entrait classique. Si elle est remontée et laisse un espace libre en dessous, la ferme est retroussée, et ses pieds sont tenus autrement, souvent par des jambes de force ou des blochets. Si la verticale centrale manque, la ferme n'a pas de poinçon et les arbalétriers se rejoignent directement au sommet.

Une même charpente peut d'ailleurs mélanger plusieurs types de fermes. Les fermes de pignon diffèrent parfois des fermes courantes, et une ferme placée au droit d'une trémie d'escalier ou d'une lucarne peut être modifiée pour libérer le passage. Le schéma général ne le montre presque jamais. Le plan d'exécution, lui, repère chaque ferme et ses particularités.

Chacune de ces pièces a sa page détaillée sur ce site : section, assemblage, défauts. Ici, on ne cherche qu'à les placer sur le schéma. Pour la façon dont on dessine la ferme, dont on la trace sur l'épure et dont on la lève, reportez-vous à notre guide sur la conception, la taille et la pose d'une charpente traditionnelle.

Les pannes : ce qui relie les fermes

Une ferme seule ne tient pas un toit. Il faut relier les fermes entre elles, et c'est le rôle des pannes. Ce sont des poutres horizontales qui courent d'une ferme à l'autre, sur toute la longueur du toit, parallèlement au faîtage.

Sur un schéma en coupe, une panne apparaît comme un petit rectangle ou un carré posé sur l'arbalétrier : vous la voyez par le bout. Sur un plan, elle devient un long trait qui traverse toutes les fermes. C'est pour cela qu'il faut les deux vues pour comprendre une charpente.

On distingue trois familles de pannes :

• la panne faîtière, tout en haut, posée sur le poinçon ou à la jonction des arbalétriers : elle dessine la ligne du faîtage ;
• les pannes intermédiaires, réparties le long des arbalétriers, entre le faîtage et le bas du toit ;
• la panne sablière, en bas, posée sur le haut du mur ou à proximité, qui reçoit le pied des chevrons.

Les pannes reçoivent les chevrons et leur charge, puis la transmettent aux fermes. Elles contribuent aussi à contreventer l'ensemble, en reliant les fermes pour qu'elles ne basculent pas les unes sur les autres comme des dominos. Des liens de faîtage ou des écharpes complètent ce contreventement sur les grandes longueurs.

Il existe un autre principe de charpente, celui des chevrons-fermes : chaque paire de chevrons forme elle-même un petit triangle porteur, sans grandes fermes ni pannes. C'est une autre logique de construction, plus proche de certaines charpentes anciennes à chevrons portants. Le schéma d'une charpente à pannes, celui que décrit ce guide, reste le plus répandu en charpente traditionnelle.

Sur le chantier, chaque panne est repérée et posée à son emplacement exact sur les arbalétriers. Elle y est tenue par une échantignolle, un petit bloc de bois cloué ou chevillé sur l'arbalétrier, qui l'empêche de glisser vers le bas de la pente. Les pannes d'une grande longueur sont aboutées au droit d'une ferme, jamais au milieu d'une travée, là où elles travaillent le plus. Un schéma soigné le montre ; un schéma simplifié l'ignore.

Chevrons, liteaux, volige : la peau du squelette

Les chevrons sont les pièces de bois posées sur les pannes, dans le sens de la pente, du faîtage jusqu'au bas du toit. Ils sont plus fins et beaucoup plus nombreux que les pannes. Ils reçoivent directement le support de couverture et le poids de la couverture elle-même, puis descendent cette charge vers les pannes.

Sur les chevrons vient se fixer le support de la couverture. Pour des tuiles, ce sont des liteaux, de fines lattes horizontales sur lesquelles les tuiles s'accrochent. Pour de l'ardoise ou certains métaux, c'est souvent une volige, un platelage de planches jointives ou légèrement espacées. Selon la couverture et la ventilation, un écran de sous-toiture et des contre-liteaux s'intercalent entre les chevrons et les liteaux.

Pourquoi les chevrons n'apparaissent-ils pas sur le schéma d'une ferme ? Parce qu'ils ne font pas partie de la ferme. Ils sont posés par-dessus, perpendiculairement aux pannes. Sur la coupe, on ne voit parfois que le chevron le plus proche, dessiné le long de l'arbalétrier. C'est sur le plan, vu du dessus, qu'ils apparaissent tous, alignés à intervalles réguliers.

Cette distinction compte quand on lit un schéma trouvé en ligne. Un dessin qui ne montre qu'une ferme ne dit rien de l'espacement des chevrons, ni du support de couverture. Il montre le squelette, pas la peau.

Au bas du toit, les chevrons dépassent souvent du mur pour former le débord de toit, protégé par une planche de rive ou une sous-face. En haut, ils se rejoignent sur la panne faîtière, où le faîtage de la couverture vient fermer le toit.

Le schéma d'une charpente à deux pans, dans l'ordre de montage

Le toit à deux pans est le cas le plus courant, et c'est celui que vise la plupart des personnes qui cherchent un plan de charpente à deux pans. Deux versants symétriques se rejoignent sur une ligne de faîtage, au milieu du bâtiment. Une ferme se répète tous les quelques mètres, à intervalles réguliers, d'un pignon à l'autre.

Le plus simple pour comprendre ce schéma est de le suivre dans l'ordre où le charpentier le monte :

1. Les sablières sont posées et fixées sur le haut des murs gouttereaux, les deux murs longs.
2. Les fermes sont levées et posées sur les sablières, d'aplomb, à leur emplacement repéré.
3. La panne faîtière est posée au sommet des fermes et relie leurs têtes.
4. Les pannes intermédiaires viennent ensuite sur les arbalétriers, de chaque côté.
5. Les chevrons sont posés sur les pannes, dans la pente, d'un bout à l'autre du toit.

Sur un petit bâtiment, les pignons maçonnés peuvent remplacer les fermes d'extrémité : les pannes s'y appuient directement. Sur un bâtiment plus long, des fermes intermédiaires reprennent les pannes entre les pignons.

Pour la construction détaillée d'un toit à deux versants, ses variantes et les choix qu'il impose, retrouvez nos guides réunis sur la page consacrée aux charpentes : les charpentes traditionnelles.

Schéma, plan de charpente et plan PDF : ce qu'un schéma ne dessine pas

C'est la confusion la plus fréquente, et elle coûte cher quand on s'en aperçoit tard. Un schéma et un plan de charpente n'ont pas le même rôle.

Un schéma est une explication. Il montre le principe : quelles pièces existent, où elles se placent, comment la charge descend. Il est volontairement simplifié et générique. Il vaut pour mille toits différents, et donc pour aucun en particulier.

Un plan de charpente est un document d'exécution. Il est fait pour un bâtiment précis, et il contient ce dont le charpentier a besoin pour tailler et poser :

• la nomenclature : la liste de toutes les pièces, avec leur essence, leur section et leur longueur ;
• les repères : un numéro ou un code par pièce, reporté sur le bois, pour assembler sans hésiter ;
• les assemblages : tenons, mortaises, embrèvements, entailles, ferrures, avec leurs cotes ;
• le calepinage des fermes : leur nombre, leur espacement et leur position exacte sur les murs ;
• les appuis et les ancrages sur la maçonnerie.

Un plan de charpente PDF gratuit trouvé en ligne sert à comprendre. Il ne sert jamais à tailler ni à poser. Les sections des pièces dépendent de la portée entre les murs, du poids de la couverture, de l'exposition au vent, de la neige selon la région, de l'essence du bois. Un plan conçu pour un autre bâtiment, sous un autre climat, avec une autre couverture, n'a aucune raison d'être juste chez vous.

Le vrai plan se fait avec le charpentier qui réalisera l'ouvrage, ou avec un bureau d'études structure. C'est lui qui calcule les sections, repère les pièces et calepine les fermes. Si vous voulez un plan de charpente traditionnelle pour votre projet, c'est à eux qu'il faut le demander, et c'est un document qu'ils vous remettent pour votre bâtiment, pas un fichier à télécharger.

Les erreurs qu'on fait en lisant un schéma de charpente

Confondre faux entrait et entrait. Le faux entrait est une pièce horizontale placée plus haut dans la ferme, entre les arbalétriers. Il ne joue pas le même rôle que l'entrait du bas, qui retient l'écartement des pieds. Retirer un entrait en le prenant pour un faux entrait peut faire écarter les murs.

Prendre un schéma de fermette pour une charpente traditionnelle. La fermette industrielle est un autre système : des fermes légères en bois de petite section, assemblées par connecteurs métalliques, très rapprochées. Son schéma ressemble à une toile de triangles. Rien de ce qu'il montre ne s'applique à une charpente à fermes et pannes.

Oublier l'échelle. Un schéma n'est presque jamais à l'échelle. Les sections y sont dessinées pour être lisibles, pas pour être justes. Mesurer une pièce sur un dessin pédagogique et en déduire une section réelle ne donne rien d'exploitable.

Croire que toutes les pièces sont toujours là. Un schéma pédagogique montre souvent la ferme la plus complète, avec poinçon, contrefiches et jambes de force. Votre charpente peut n'en avoir qu'une partie. Ce n'est pas un défaut : c'est un choix de conception.

Copier un schéma pour construire. C'est l'erreur qui a les conséquences les plus lourdes. Un schéma ne donne ni section, ni assemblage, ni calcul. Bâtir à partir d'un dessin générique, c'est construire au hasard.

Pour d'autres explications sur le bois, les pièces et les métiers de la charpente, retrouvez tous nos guides sur Charpentiers France.