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Contexte:
Le secteur de la construction, pilier de notre économie, est confronté constamment a un grand nombre de défis. Parmi ceux-ci, le secteur veille a assurer la formation continue de la main-d’œuvre en activité dans la construction.
Pour renforcer la réserve de main-d’œuvre qualifiée, Le Fonds de Formation professionnelle de la Construction, le fvb-ffc Constructiv, porte une attention particulière à l’enseignement et à la formation des jeunes qui choisissent une formation dans le domaine de la construction. La formation tout au long de la carrière professionnelle demeure une nécessite car les techniques et les matériaux évoluent de manière significative; une plus grande attention sera accordée aux dispositions relatives à la sécurité et aux exigences liées a la «Construction durable».
Par conséquent, le ffc, avec le soutien des organisations professionnelles, charge des équipes de rédaction de manuels modulaires de formation. Ces manuels peuvent être complémentaires aux publications du CSTC. Les équipes de rédaction peuvent varier selon le sujet. Les experts sont généralement identifies auprès des opérateurs de formation et de l’enseignement, des professionnels du secteur en activité ou encore auprès des fabricants, pour être le plus possible en lien avec la réalité actuelle du milieu professionnel.
Le ‘Manuel modulaire Bois’ Ces manuels modulaires sont utilisables comme supports de cours à adapter selon les types de formation et selon les groupes cibles. Ces supports didactiques sont également disponibles en
format téléchargeable sur notre site ffc.constructiv.be.
Bien qu’il existe beaucoup de livres sur le bois et le traitement du bois, cet ouvrage est un complément incontournable : d’une part il donne un aperçu des produits, des techniques et des applications contemporains, et d’autre part, il s’associe aux profils de compétences professionnelles existants qui sont progressivement traduits en référentiels de formation.
Plusieurs experts ont apporté leurs savoirs et savoirs faire pour délivrer ce travail qui apporte une contribution inestimable à l’artisanat de notre pays. Ce manuel s’adresse à tous ceux qui veulent maîtriser la profession. Tous les aspects du travail sont décrits et expliqués en détail dans un langage facilement compréhensible et dans un style visuel fort.
Résumé
La présente partie du Manuel modulaire Bois traite des charpentes à fermettes. Cet ouvrage de référence contient un aperçu des différentes formes de toit et de charpentes à fermettes, les éléments d’une toiture et les constructions y afférentes telles que saillies, gouttières, trappes d’escalier et ouvertures de cheminée, tabatières, lucarnes, etc. Toutes les étapes de la construction jusqu’au placement des charpentes à fermettes sont parcourues et le rôle de la couverture de toiture et de l’isolation de toiture est examiné.
Le premier chapitre apporte une brève explication sur l’évolution des charpentes à fermettes et sur la manière dont une ferme de toit se distingue d’une charpente traditionnelle. Le chapitre deux donne un aperçu des mesures de sécurité à prendre lors de travaux de toiture. Ensuite, les chapitres trois et quatre présentent un récapitulatif des types de fermes que l’on peut rencontrer et des essences de bois utilisées.
Dans le chapitre cinq concernant les différentes méthodes de construction, il apparaît clairement qu’il existe diverses manières de lier et de fixer les éléments d’une ferme. Dans le chapitre six, les différentes constructions connexes du toit sont examinées (saillies, gouttières, trappes d’escalier et ouvertures de cheminée, tabatières, lucarnes, etc.).
Le chapitre sept présente l’ensemble du processus d’installation et aborde également la livraison et l’entreposage sur le chantier. Le manuel se termine par des informations supplémentaires sur le rôle de la couverture de toiture et de l’isolation de toiture.
1.1. Introduction
1.1.1. Origine du toit
Le toit est une partie importante d’un bâtiment: il forme une séparation entre l’intérieur et l’extérieur et assure une protection contre les précipitations et intempéries.
Il y a très longtemps que l’on construit des toitures. À l’origine, le grenier sous un toit en pente servait uniquement d’emplacement de stockage. Pensons au grenier à foin typique d’autrefois. Les choses ont changé à mesure que l’homme a opté de plus en plus pour une utilisation rationnelle de l’espace et rendu le grenier habitable.
La technique des charpentes à fermettes en bois provient des bâtiments industriels où les fermes étaient souvent en acier ou en béton. Les connaissances sur les charpentes à fermettes en bois se sont progressivement affinées pour obtenir des systèmes calculés permettant une utilisation plus économique du bois. Le mode constructif actuel a de plus en plus recours aux charpentes à fermettes et ce, pour diverses raisons.
1.1.2. Description des charpentes à fermettes
Les charpentes à fermettes en bois sont généralement fabriquées avec des planches en bois massif. Il existe également des fermes en matériaux composites à base de bois.
Les fermes sont fixées sur un support avec un écartement déterminé. Pour le support, on peut utiliser un hourdis, un mur ou une sablière en bois.
Avant de passer à la fabrication des fermes, il faut déterminer la section en bois et l’écartement.
Afin d’accroître la stabilité de la construction de la ferme, on utilise des treillis triangulaires.
La fabrication des fermes peut se faire en atelier ou sur chantier.
1.2. Charpente à fermette versus charpente traditionelle
1.2.1. La charpente traditionnelle
Dans les nouvelles constructions, on opte encore souvent pour une charpente traditionnelle. La charpente traditionnelle est constituée de pannes et de chevrons. Étant donné qu’une plus grande travée doit être assurée, le bois de construction doit avoir une section plus grande qu’avec les fermes. Pour maintenir cette construction abordable, les essences de bois feuillu chères telles que le chêne et le châtaignier sont remplacées par des essences de bois résineux telles que l’épicéa, le pin sylvestre et le douglas.
Surtout quand l’aspect esthétique du grenier est important, on laisse le côté intérieur de la charpente apparent. Le cachet naturel du bois combiné à la mise en œuvre professionnelle de cet élément de construction reçoit la préférence de nombreux maîtres d’ouvrage. Pour obtenir cet effet, on utilise parfois dans les charpentes traditionnelles des fausses fermes qui ont uniquement une fonction décorative.
1.2.2. La charpente à fermettes
Une toiture composée de plusieurs fermettes successives présente plusieurs avantages.
Advantages généraux
- Sur base du plan de construction et du cahier des charges y afférent, un calcul précis du prix de revient peut être effectué.
- L’écartement régulier des fermettes permet une répartition uniforme des charges sur la structure sous-jacente.
- La méthode de construction permet une pose parfaite tant pour la couverture de toit que pour la finition intérieure.
- La pose de l’isolation entre les arbalétriers est particulièrement facilitée.
- Les charpentes à fermettes se prêtent bien à la préfabrication.
Les fermes peuvent également être fabriquées en usine, on parle alors de fermes préfabriquées.
Avantages des fermes industrialisées
- La fabrication dans l’atelier rend la désinfection du bois plus facile et la perte de bois minimale.
- Les fermes industrialisées sont composées de planches de section plus petite. Cela permet de réduire les coûts de matériau.
- À l’aide de l’équipement de levage adéquat, les fermes industrialisées peuvent être placées en peu de temps.
Avantages des fermes fabriquées manuellement
- Contrairement aux fermes industrialisées, la fabrication manuelle ne requiert pas de grue. En effet, le bois est livré en parties plus petites sur le terrain.
- Lors du calcul des fermes sur base du plan de construction, il peut arriver que les dimensions du plan ne correspondent pas aux dimensions réelles. Une production et une pose manuelles se laissent facilement corriger.
Avantage de la combinaison des deux types de fermes
Les avantages des deux techniques peuvent également être combinés en:
- effectuant une découpe précise et efficace des éléments et en réalisant un montage restreint en atelier;
- poursuivant le montage sur chantier, ce qui permet une souplesse de mise en œuvre des fermes.
Le système s’avère meilleur marché, plus facile à réaliser et efficace.
2.Mesures de sécurité
2.1. Introduction
Lors de la pose de charpentes à fermettes, le risque de chute de hauteur existe. À partir d’une hauteur de 5 mètres, il est question d’un risque accru. Les employeurs et travailleurs doivent prendre des mesures efficaces pour limiter ce risque et les conséquences importantes qui peuvent en découler.
Ces conséquences importantes peuvent être:
- sociales: souffrance physique;
- économiques: incapacité de travail du travailleur;
- légales: responsabilité de l’employeur.
2.2. Risques et mesures de prévention
Pour travailler en hauteur en toute sécurité, il est indispensable d’effectuer une analyse des risques, d’évaluer les risques et de prendre les mesures de prévention nécessaires.
- Une analyse des risques est une liste de tous les risques éventuels liés à un certain type de travail. Par ailleurs, lors de l’analyse des risques, il faut tenir compte des conditions climatiques.
- Une évaluation des risques est une estimation de la gravité du dommage possible.
- Les mesures de prévention sont des mesures qui sont prises au préalable pour limiter les risques et réduire les dangers. Dans un premier temps, on opte pour les équipements de travail les plus adaptés. On remplace les équipements de travail dangereux par des équipements moins dangereux.
La poursuite de l’objectif sécurité se fait dans un ordre strict:
- Il faut d’abord essayer d’éliminer le risque.
Plus les manipulations peuvent être effectuées au préalable
dans l’atelier et non sur le toit, plus le risque de chute est limité.
- Ensuite, l’on prévoit une protection collective. Il s’agit d’une protection qui est d’application pour tous les travailleurs qui effectuent le travail.
Une protection collective bien connue est l’échafaudage qui est placé autour de la toiture en guise de dispositif antichute.
Une autre protection collective est un filet de sécurité qui permet de retenir une chute.
- Ensuite, on traite les risques résiduels à l’aide d’équipements de protection individuelle. Le terme est explicite; il s’agit d’une protection qui s’applique à un seul travailleur.
Pour les travaux de toiture, on utilise notamment un harnais de sécurité comme protection individuelle antichute.
2.3. Équipements de protection
Il n’est pas permis par la loi que des travailleurs engagés travaillent sans équipements de protection. L’employeur doit mettre à disposition du travailleur tous les équipements de protection nécessaires.
2.3.1. Équipements de protection collective ou EPC Échafaudages
Un échafaudage solide fait office de protection collective pour prévenir les chutes lors de travaux de toiture. Les échafaudages sont soumis à des exigences strictes, ils doivent:
- être équipés d’une passerelle d’une largeur utile d’au moins 0,8 m, lorsque des matériaux n’y sont pas entreposés;
- être équipés d’une passerelle d’une largeur utile d’au moins 1,2 m, lorsque des matériaux y sont entreposés;
- être équipés d’une lisse supérieure qui se trouve à 1 m ou 1,2 m de hauteur de la passerelle;
- être équipés d’une lisse intermédiaire à 0,5 m de la passerelle;
- être équipés d’une plinthe qui dépasse d’au moins 15 cm la passerelle.
Au sommaire
- Généralités
1.1. Introduction
1.1.1. Origine du toit
1.1.2. Description des charpentes à fermettes
1.1.3. Eléments constitutifs d’une ferme de toit
1.2. Charpente à fermette versus charpente traditionelle
1.2.1. La charpente traditionnelle
1.2.2. La charpente à fermettes - Mesures de sécurité
2.1. Introduction
2.2. Risques et mesures de prévention
2.3. Équipements de protection
2.3.1. Équipements de protection collective ou EPC
2.3.2. Équipements de protection individuelle ou EPI
2.4. Conseils de sécurité pour les travaux de toiture - Formes de toit et formes de fermes
3.1. Formes de toit
3.1.1. Introduction
3.1.2. Formes de toit les plus courantes
3.1.3. Formes de toit moins courantes
3.1.4. Formes de toit combinées
3.2. Mode de calcul
3.3. Formes de ferme
3.3.1. Formes de ferme pour des portées jusqu’à 6 m
3.3.2. Formes de ferme pour des portées jusqu’à 12 m
3.3.3. Formes de ferme pour des portées jusqu’à 20 m - Matériaux
4.1. Généralités
4.2. Caractéristiques
4.3. Essences de bois
4.3.1. Classement
4.3.2. Influence de l’humidité sur le bois
- Construction
5.1. Composition de la charpente à fermettes
5.2. Les fermettes2
5.2.1. Construction des fermettes
5.2.2. Méthodes de construction des fermettes
5.2.3. Raccords qui ancrent les fermettes dans la construction
5.3. Formes de treillis
5.4. Assemblages et fixations
5.4.1. Assemblage par chevauchement
5.4.2. Assemblage plan avec connecteurs métalliques
5.4.3. Goussets métalliques
5.4.4. Sabots de poutre et ancrages métalliques
5.4.5. Bande métallique
5.4.6. Boulons et tiges filetées - Constructions annexes
6.1. Débords de toit
6.1.1. Toiture avec débord
6.1.2. Toiture sans débord
6.2. Gouttières
6.2.1. Directives générales
6.2.2. Gouttière pendante
6.2.3. Corniche
6.3. Constructions en fonction des raccords de toiture
6.3.1. Construction avec un arêtier
6.3.2. Construction avec une noue
6.4. Passages de cheminée
6.5. Trappe d’escalier
6.6. Tabatières
6.7. Lucarnes
6.8. Demi-croupe
- POSE
7.1. Livraison
7.2. Entreposage sur le chantier
7.3. Pose des fermes d’un toit en bâtière simple
7.3.1. Étape 1 – Pose de la sablière
7.3.2. Étape 2 – Pose des chevrons d’assemblage
7.3.3. Étape 3 – Pose de la panne faîtière
7.3.4. Étape 4 – Pose du cordeau de maçon
7.3.5. Étape 5 – Pose des autres fermes
7.3.6. Étape 6 – Dresser les arbalétriers avec une planche à l’extérieur
7.3.7. Étape 7 – Contrôler l’alignement des arbalétriers dans le pan du toit
7.3.8. Étape 8 – Placer les entraits et les entretoises, le hourdis avec les jambes de force et tirants, les lattis et entretoises
7.3.9. Étape 9 – Pose des contreventements - Couvert ure de toit
8.1. Sous-toiture
8.1.1. Description
8.1.2. Types de sous-toiture
8.1.3. Pose de la sous-toiture
8.1.4. Raccord entre la sous-toiture et
les fermettes
8.2. Finition de la toiture - Isolation du toit
9.1. Introduction
9.2. Isolation et composition de la toiture
9.2.1. Quels endroits faut-il isoler?
9.2.2. Composition de la toiture
9.3. Matériaux d’isolation
9.3.1. La valeur d’isolation
9.3.2. Le type de matériau – origine du matériau
9.3.3. La forme commerciale
9.3.4. Sécurité incendie
9.3.5. Caractère hydrofuge
9.4. Pose de l’isolation
9.4.1. Isolation au-dessus des arbalétriers
9.4.2. Isolation entre les arbalétriers - Glossaire
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