La conception et la réalisation de charpentes complexes, notamment celles impliquant des toitures à plusieurs pans, des noues, des arêtiers et des lucarnes, requièrent une compréhension approfondie des principes de charpenterie et une maîtrise des outils de modélisation. La sablière de pente, élément structurel clé, joue un rôle essentiel dans la stabilité et la forme de ces toitures. Cet article explore la création et la modélisation des sablières de pente, en s'appuyant sur des exemples concrets et des techniques de représentation, afin d'offrir une vision détaillée de ce sujet pour des niveaux de compréhension variés.
Comprendre et Modéliser la Sablière de Pente
Les sablières de pente peuvent être créées depuis le module Charpente - Construction de toit avec la fonction 5 Eléments de charpente - 3 Pannes - 4 Sablière de pente. Il est possible de créer des pannes à dévers, pannes aplomb avec ou sans délardement. Dans les toitures voilées, seules les pannes aplomb non délardées peuvent être utilisées. Durant les différentes étapes de l’insertion, il est demandé de sélectionner deux points qui détermineront la zone où les valeurs de l’entaille devront être appliquées. Ces deux points déterminent la position en hauteur de la panne de manière à respecter la valeur de l’entaille dans les composants au niveau des deux points choisis (composants en bleu dans l’image ci-dessous). Pour les autres composants, la valeur de l’entaille ne peut pas être respectée étant donné qu’il s’agit d’un versant voilé.
À partir du même Type de barre : 333/Panne p.non délardée, il est possible de positionner une panne qui n’est pas positionnée parallèlement au versant. Le choix du bouton en bas de la fenêtre (Choix versant ou De point à point) importe peu dans ce cas de figure.
Des Premières Maquettes aux Études Complexes
Les premières expériences dans la modélisation de charpentes, souvent sous forme de maquettes, sont fondamentales pour appréhender les défis techniques. L'une des premières maquettes de BP (Bâtiment et Patrimoine) incluait le dégauchissement de la contrefiche de l'arêtier à partir de celle de l'arba. L'arêtier dévoyé et son tasseau arrivant en engueulement sur le poinçon représentent un défi de conception.
Une autre pièce complexe est la noue, particulièrement la noue chanlattée (ou noulet tournisse), qui se compose de deux parties : le noulet et la chanlatte. Pour réaliser cette pièce, on part d'un bloc capable de retombée égale à celle des chevrons et empannons, que l'on déligne selon l'angle de la vue par bout. Pour déterminer les coupes, il est nécessaire de tracer sur la vue par bout les deux chambrées de chevrons, qui sont identiques à la retombée du noulet. Ensuite, on trace leurs axes. Depuis le point de raccord ainsi trouvé, on reporte la moitié de la pièce capable de chaque côté, ce qui détermine l'emplacement de la coupe.
Pour commencer, un entraînement sur logiciel de modélisation 3D est essentiel pour pouvoir ensuite exporter les données en fiche de tailles. Il s'agissait de notre seconde maquette dans l'étude du devers, après la noue chanlattée. N'ayant pas été satisfait de mon travail à l'atelier, je l'ai refaite au 10ème chez moi.
Une solution possible d'étude du "outeau" (terme local pour désigner certaines pièces de charpente) consiste à considérer le lattis du long-pan comme le sol, et donc le faîtage et les chevrons de rive comme des arêtiers, le noulet se transformant alors en sablière. À l'époque, il n'y avait pas encore de "sauterelle" (outil de coupe), tout se faisait au rembarrement (technique de coupe et d'assemblage traditionnel).
Le Long-Pan et l'Outeau : Une Analyse Détaillée
Dans le cas du long-pan, la pièce d'appui, les empannons, les poinçons et le faîtage sont traités depuis l'élévation du long-pan et la vue en plan. Pour l'outeau, le faîtage est traité par son élévation, tandis que les empannons et leurs barbes se trouvent sur la herse avec les us/ous issus de la croix de charpentier de la vue par bout du faîtage. La difficulté principale réside dans le noulet. Cette fois, il reste entier : il déverse selon le versant de la tourelle et est délardé selon le versant du grand comble. La seconde difficulté est le délardement de l'arêtier du grand comble, arrêté au raccord avec la tourelle. Par manque de temps, un arêtier de la tourelle a été ajouté pour étudier les coupes contre le noulet et le chevron, mais le délard n'a pas pu être réalisé.
Numérisation 3D de charpente en bois avec modélisation 3D à bordeaux
Étude d'Arêtiers et de Dévers
Un sujet présentant trois arêtiers peut sembler simple à réaliser en une journée. La vue en plan est un triangle équilatéral dont chaque arête est une sablière. L'une des sablières est coupée en trois parts égales, et depuis le premier tiers, on tire une droite jusqu'au sommet opposé. Le centre du triangle est ensuite projeté en parallèle de cette sablière jusqu'à croiser la droite. Ce point détermine le raccord des trois versants, auxquels on donne une altitude quelconque. De mémoire, les côtés devaient faire 1m et la hauteur de flèche à 0m80. L'arêtier selon la droite de raccord est face aplomb, un autre sera à dévers par arêtes, et le dernier à tout dévers. Il est important de noter que cette approche n'a pas toujours été aussi directe, nécessitant parfois deux jours de travail et plusieurs refontes, y compris en miniature.
Techniques pour les Arêtiers à Dévers
Les arêtiers faces aplomb ne présentent pas de difficulté majeure : un délard sur la vue par bout et une coupe de pied sur l'élévation suffisent. Pour les arêtiers à dévers, deux techniques principales existent :
- Partir des faces délardées : Travailler avec les herses des versants.
- Partir des faces équarries : Élever les herses de dévers de pas.
L'auteur a privilégié la seconde méthode afin d'approfondir les "devers de pas", une notion encore relativement nouvelle. La difficulté réside dans la détermination des barbes contre l'arêtier face aplomb. Il faut d'abord rechercher le pas de l'arêtier aplomb sur les herses de dévers de pas des deux autres arêtiers.
Afin de valider la compréhension, l'exercice a été refait en miniature en chêne à l'échelle 1/4, soit un côté de 25cm. Trois lattis se croisent au point de raccord au niveau du faîtage de pente. La noue gauche (AB) fait raccord entre le lattis commun aux deux noues partant de la sablière (B) et celui du délardement du faîtage supérieur (A), elle fait lattis sous A. La noue droite (BC) fait le lien entre B et le délardement du faîtage bas, elle est aplomb par arêtes.
Ce type de sujet, souvent appelé "sujet blanc type BP", peut s'étendre sur plusieurs jours. L'exercice, bien que parfois éprouvant, démontre l'étendue du chemin à parcourir dans la maîtrise de ces techniques.
La Lucarne Éventail et les Raccords Complexes
Le principe de la lucarne éventail est que ses deux jouées latérales ne soient pas perpendiculaires à la sablière, mais s'ouvrent en remontant le long pan. Sur un exercice donné, un seul côté était en éventail, l'autre étant d'équerre. Cette configuration ajoute une difficulté supplémentaire et permet d'avoir un faîtage désaxé.
Le premier et unique escalier conçu dans ce contexte impliquait un arêtier à dévers lattis et un autre aplomb par arêtes. Il s'agissait d'un raccord de toiture entre deux bâtiments de hauteurs différentes, présentant toutes les complexités possibles : arêtier face aplomb et à dévers, faîtage de pente, noulets chanlattés. Pour ajouter un défi supplémentaire, des tenons-mortaises biais ont été utilisés à la place de coupes franches, offrant un excellent exercice pour rechercher toutes les coupes nécessaires.
La préparation du débit était faite, mais pas celle de l'aire d'épure. Faute de grands panneaux, un patchwork de contreplaqué, aggloméré, MDF et sapin a été utilisé sur des restes de bardage. La difficulté majeure dans ce sujet résidait dans le raccord et les pièces associées : les croix de saint-andré et la pièce de raccord avec les deux petits empannons. La position de la croix était donnée en herse par rapport au raccord ; il fallait donc trouver le raccord courbe en plan, puis le reporter en herse. Pour cela, plusieurs lignes de niveau ont été tracées sur les élévations des composants, et leurs positions reportées sur la vue en plan. Environ 12 points ont été marqués (tous les 10 cm), puis le processus a été répété pour les obtenir en herse.
Le rembarrement a commencé par les semelles, avec une tentative de réalisation par piquage. Les sablières courbes ont été prévues à la scie à ruban, mais un réglage insuffisant de la machine et des lames peu affûtées ont rendu la tâche difficile. Pour les assemblages mi-bois, un outil spécifique a pu être testé pour la première fois.
La pièce maîtresse était la pièce de raccord entre les versants droit et courbe, réalisée en plusieurs opérations. Bien que la pièce finale corresponde aux attentes, sa finition n'était pas optimale en raison des problèmes rencontrés avec la scie à ruban. Les étapes comprenaient :
- Chantournage à la tronçonneuse suivi d'un ponçage.
- Réalisation du montage usinage (refaite une fois suite à une inversion de sens des cales).
- Passage à la scie à ruban. Lorsque la machine ne permettait pas de passer la pièce en entier, il a fallu la retourner, repoussant le moment où une solution devait être trouvée. Après deux entailles de chaque côté, le bloc de guidage a dû être démonté pour pouvoir continuer.
Enfin, le levage a été effectué après une mise sur ligne des différents ensembles : sablières et semelles, demi-ferme, croix de saint-andré et empannons. Le résultat a été jugé décevant, tant sur le plan de la réalisation que de la notation.
Défis de Modélisation et Correction
Un premier problème majeur a été un raté dans la partie modélisation 3D (Cadwork), une mauvaise compréhension de la hauteur ayant entraîné la fausseté de toutes les fiches de tailles et des pièces associées. Secondairement, le manque de temps n'a pas permis de réaliser les élévations des quatre chevrons de rive le premier jour, ceux qui rapportaient le plus de points. Cependant, la partie avant était satisfaisante, notamment le gabarit de la cheminée qui était parfaitement aligné. La note de réalisation a été de 3/10, les correcteurs ayant été jugés sévères. La moyenne générale de l'exercice était de 12.65.
L'Exercice du Faîtage de Pente
L'objectif de cet exercice était de réaliser la herse du bâtiment et de découper et monter la maquette. Le téléchargement d'un document PDF était disponible pour ceux qui avaient besoin de revoir le cours ou une vidéo explicative.
Dans une discussion concernant cet exercice, un utilisateur, MichelV, a soulevé un point concernant les élévations : "Il y a un hic avec tes élévations ! Peux-tu me dire à quoi correspondent les traits qui ont un point commun en tête de chaque côté ? Tes élévations de chevrons d'emprunt devraient avoir des lignes de travail parallèles aux CE en plan et non pas parallèle à la sablière de croupe."
Johan31 a répondu : "Les traits avec un point commun en tête sont les élévations d'arêtiers (qui ne m'ont servi à rien d'ailleurs !!) J'ai vu cette façon de faire dans un cours sur le forum je crois !!"
Ces échanges illustrent la complexité de l'interprétation des dessins techniques et la nécessité d'une communication claire et précise dans le domaine de la charpenterie. La maîtrise de la sablière de pente et de ses interactions avec les autres éléments de charpente est un pilier de la construction de toitures traditionnelles et modernes.
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