Ferme (charpente)
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Cet article est une ébauche concernant l’architecture ou l’urbanisme.
En architecture, une ferme est la structure triangulaire constituée par l'assemblage de pièces dans un plan vertical, formant l'ossature d'une charpente qui supporte le poids de la couverture d'un édifice (avant-toit, toit à pentes où elle est placée perpendiculairement aux murs gouttereaux, lucarne). Cette partie de la charpente a toujours un rôle porteur, alors que la fausse ferme a un rôle de simple décor[1].
Une fermette est une petite ferme triangulée à faible section.
Les fermes sont faites de bois et/ou de métal. Elles sont reliées les unes aux autres par des pièces longitudinales appelées pannes.
L'ensemble porte la couverture jusqu'au faîte d’un comble.
Description
[modifier | modifier le code]Une ferme est une structure triangulée indéformable, à un ou deux versants, donnant sa forme à la toiture[2].
Les composants d'une ferme simple traditionnelle sont les suivants :
- un élément horizontal reliant le pied des arbalétriers, nommé entrait, qui repose sur les deux murs porteurs[2] ;
- deux pièces de bois obliques nommées arbalétriers, reliant l'entrait au poinçon[2] ;
- le poinçon, pièce verticale médiane de la ferme, joignant l'entrait au faîtage du toit et près du sommet duquel se rejoignent les arbalétriers[2] ;
- les contrefiches, pièces obliques assurant la fonction de jambes de force et reliant le poinçon aux arbalétriers[2].
Ces différents éléments peuvent être doublés, dans ce cas cet ensemble prend le nom de « ferme moisée ». La ferme la plus courante dite « ferme latine » est composée d'un entrait ou de deux entraits moisés, d'un poinçon, de deux arbalétriers eux-mêmes soutenus par deux contrefiches.
Une « demi-ferme » est composée de plusieurs pièces de bois et de divers assemblages ne reprenant que la moitié de la ferme et permettant de couvrir une croupe (le plus petit versant) en disposition parallèle, ou un dôme en disposition de rayon d'arc de cercle.
L'entraxe entre fermes traditionnelles est généralement de trois à cinq mètres, ce qui permet le cas échéant de dégager des volumes habitables[2].
En construction industrialisée, ces éléments sont réalisés avec des sections de bois de plus faibles dimensions assemblées par des connecteurs métalliques ou des goussets en contreplaqué. Cet assemblage prend alors le nom de « fermette ». Les fermettes sont posées avec des entraxes très faibles, ce qui rend les combles inhabitables.
Analyse Mécanique
[modifier | modifier le code]Les fermes sont des structures hyperstatiques dont le calcul est possible analytiquement. Le tableau suivant présente l'intérêt du poinçon et des contrefiches dans la structure et permet de visualiser simplement les éléments qui sont tendus et ceux comprimés.
| Type de ferme | Chargement | Effort normal (rouge = comprimé, vert = tendu) | Moment fléchissant |
|---|---|---|---|
| Triangle simple, franchissement 10m, hauteur 4m, charge répartie 400kg/m, bois, module d'Young 13Gpa, toutes sections carré 200mm. |  |
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| Ferme avec poinçons et contrefiches, franchissement 10m, hauteur 4m, charge répartie 400kg/m, , bois, module d'Young 13Gpa, toutes sections carré 200mm. |  |
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Le moment fléchissant est nettement diminué sur les arbalétriers par rapport à la version sans contrefiches |
| Ferme Polonceau, franchissement 10m, hauteur 4m, charge répartie 400kg/m, , bois, module d'Young 13Gpa, toutes sections carré 200mm. (mise ici à titre de comparaison, généralement fabliquée en acier) |  |
Sur ces fermes, le partie basse, tendue, est généralement réalisée avec des câbles. |
Les moments sont réduits et les efforts normaux sont nettement augmentés. L'intérêt de ces fermes est que l'entrait est plus haut et la structure beaucoup plus discrète. |
| Ferme avec poinçon et contrefiches, franchissement 10m, hauteur 2m, charge répartie 470kg/m, , bois, module d'Young 13Gpa, toutes sections carré 200mm. Pour visualiser l'effet de la finesse (rapport entre la hauteur et le franchissement). | Le chargement a été modifié car la longueur des arbalétriers est réduite. Il est tel que la résultante est la même que sur les autres exemples.  |
On constate ici que les efforts normaux ont beaucoup augmenté par rapport à la ferme avec une hauteur de 4m. |
Le moment a légèrement diminué, parce que les arbalétriers sont plus courts. La résultante des efforts normaux et des moments donne une contrainte supérieure dans les éléments par rapport à une ferme de hauteur 4m. |
Notes et références
[modifier | modifier le code]- ↑ Jacques Fréal, L'architecture paysanne en France, Serg, , p. 165-169
- Philippe Berger, « Les charpentes traditionnelles », sur philippe.berger2.free.fr (consulté le ).
