Calcul Charpente existante pour Rénovation

Bonjour à tous,,

Il y a bientôt 1 an nous avons acheté avec ma femme une vieille maison « bourgeoise » des années 1900 à rénover. Au départ nous n’envisagions pas vraiment d’aménager le grenier vu que la maison nous semblait déjà assez grande. Je projetais donc d’isoler le sol du grenier.

Actuellement la couverture en ardoise naturelle (qui semble d’origine) est à changer, elle n’a pas d’écran de sous toiture. La charpente est dans un super état pour son âge. Rdv sont pris avec différents couvreurs. Tous acquiescent que la charpente est encore belle mais trop légère pour pouvoir recevoir des tuiles et de l’isolation, mais qu’avec des ardoises « ça passe ». Comme on voulait isoler le sol on n’a pas chercher plus loin mais nous sommes tout de même parti sur des ardoises artificielles (Boronda ethernit)

Toutefois, après réflexion, comme nous devons de toute façon changer la couverture du toit, il serait dommage de ne pas en profiter pour réaliser l’isolation sous le toit directement. Même si nous n’utiliserons pas cet espace dans l’immédiat, qui sait si dans le futur ce ne sera pas le cas ?

Je pensais remplir avec de la laine de bois en plusieurs couches entre chevrons et pannes, 60mm entre chevrons et environ 200mm entre pannes. Soit environ 13-14kg/m² d’isolant. J'ai lu divers exemples sur ce même forum ou encore sur son pendant français(le topic de Aurzzz est particulièrement complet https://www.bricozone.fr/t/renfort-de-panne-charpente-studio-denregistrement.16024/) et comparé avec les dimensions de ma charpente il semble qu'on est limite, là je me suis dit, il faut que je calcul pour en avoir le cœur net !

Du coup j’ai ressorti mes cours de RDM et Eurocode que je n'ai pas eu l'occasion d'utiliser depuis... que j'ai eu mon diplome il y a 10 ans... J'ai essayé de refaire des calculs précédemment réalisé sur d'autres topic par Fradeco mais je tombe toujours à côté de la plaque... Je suis toujours plus sévère que le résultat trouvé. Je pense qu'un de mes coef n'est pas bon.
Mes calculs détaillés se trouvant au bureau je tacherai de les poster demain car j'aimerai bien comprendre d'où vient mon erreur... En plus de cela n'ayant pas ou peu de connaissances en charpente si il y a une modif à faire je préfère demander à des pros

Voici les valeurs que j'utilise pour réaliser le calcul:

Maison situé près de Sambreville (velaine sur sambre), là où nous nous trouvons c’est plutôt la campagne, la majorité des maisons font la hauteur de la nôtre (10m environ). La maison a 2 greniers, (un grand et un petit) séparés par un mur porteur de 39cm de large environ.

- Bois massif (mais je ne connais pas sa classe)
- Pente du toit de 66% (33°)
- Altitude de 150m
- Classe de service 1 je suppose, le grenier ne sera pas chauffé avec des radiateurs mais par les étages inférieurs (du moins pour le moment)

Le grand grenier :
- Longueur totale de 6m59, une ferme le divise en 2.
- Tous les chevrons font 50x60, ont un entraxe moyen de 38cm. La portée la plus grande qu’ils peuvent avoir est de 2.039m…
- Il y a 5 Pannes (1 faitière et 2 déversées de chaque côtés) qui font 75x210, la portée la plus grande est de 3.35m.

Le petit grenier :
- Longueur totale de 4.01m
- Les chevrons sont toujours de 50x60 avec un entraxe moyen de 38cm, portée maxi de 1.964m.
- Toujours 5 pannes de 75x210, d’une portée de 4.01m

(Comme il n’y a pas grand-chose de symétrique je joins le plan de la charpente que j’ai réalisé après l’avoir mesurée.)

Les charges permanentes :
- Ardoise artificielle 60x32(Boronda) = max 23kg/m² (lattage compris)
- Sous toiture souple Tyvek = 200g/m² (négligeable)
- Chevron 50x60mm = 5kg/m²
- Isolation (50kg/m³) 260mm au total = 13kg/m²
- Pare-Vapeur = Négligeable
- Faux plafond placo 12.5mm = 19kg/m²
o Total de 60kg/m² > 0.6 kN/m²
0.6 x cos(33) = 0.5 kN/m²

Les charges temporaires :
- Vent, neige ou homme = 100kg/m² > 1 kN/m²
1 x cos(33) = 0.84 kN/m²

Merci de me dire ce que vous en pensez

Bonne fin de soirée à tous

Hello,

@fradeco , un ami à toi à mon avis

Je pense que c'est la meilleur personne pour dire si tu es dans le bon

Bonjour taga,

Voici pour info, à titre indicatif et sous toutes réserves mêmes quelconques, ce qui résulte d'un calcul simplifié selon l'Eurocode 5.

Elément de toiture.
Pente du versant = +/- 30 °
Pour une classe de service 1.
Une portée max. de 3.20 m

Sur la base d'une charge non pondérée en projection horizontale de 163 kg/m² uniformément répartie comme suit :

Charges permanentes :
Couverture d'ardoise artificielles = 23 kg/m²
Sous toiture contre lattes et liteaux = 3 kg/m²
Poids propre des chevrons = 5 kg/m²
Poids propre panne de résineux = 7 kg/m²
Isolation ép. 260 mm y compris pare vapeur = 13 kg/m²
Faux plafond placo plâtre ép. 12.5 mm y compris structure bois = 12 kg/m²

Charges occasionnelles temporaires :
Vent ou neige ou un homme + matériel = 100 kg/m²

Dans cette hypothèse :
Il faudrait mettre en œuvre des pannes de bois massif résineux de classe C 18.
(Bois de charpente ordinaire)
D'une section de 75 x 210 mm
Espacées de 175 cm d'axe en axe.

Validation de l’ETAT LIMITE ULTIME (ELU)
Flexion : Résistance max. de 18.00 MPa
Contrainte max. admise = 9.14 MPa
Compression transversale : Résistance max. de 2.20 MPa
Contrainte max. admise = 1.02 MPa
Longueur d’appuis minimum = 75 mm
Cisaillement : Résistance max. de 3.60 MPa
Contrainte max. admise = 1.66 MPa

Tous les résultats des calculs des contraintes sont inférieurs aux contraintes maximum admises.

Validation de l’ETAT LIMITE DE SERVICE (ELS)
Flèche maximum admise = 3.200 / 400 = 8 mm
Flèche résultant du poids et fluage de la charge permanente = 1.3 mm
Flèche instantanée f.inst. Sous l’effet de la charge globale = 4.6 mm
Flèche différée f.net.fin. Sous l’effet de la charge globale = 5.9 mm = OK

Pour la portée de 4.00 m

Il faudra renforcer les pannes ventrières en appliquant sur un flanc des pièces par collage et vissage une gîte de 38 x 210 mm.

Sur cette base, l’ETAT LIMITE DE SERVICE (ELS) s'établi comme suit:
Flèche maximum admise = 4.000 / 400 = 10 mm
Flèche résultant du poids et fluage de la charge permanente = 2.2 mm
Flèche instantanée f.inst. Sous l’effet de la charge globale = 7.3 mm
Flèche différée f.net.fin. Sous l’effet de la charge globale = 9.5 mm = OK

Tous les chevrons sont supposés cloués sur les pannes pour éliminer les contraintes de déversement.

Bonne réflexion.

Merci d'avoir prit le temps de me répondre

L'idée de renforcer la charpente comme cela me plait Le principe est simple.
(Je me rend compte que j'ai oublié de dessiner les échantignoles se trouvant sur l'arbalétrier.)

Entre temps mon ardoisier m'a recontacté, il m'a dit que pour lui l'isolation passe sans renfort si j'isole par l’extérieur avec des panneaux Sarking. Le prix n'est pas le même bien entendu. Mais le poids de l'isolant seul diminue fortement, il me dit de compter 5kg/m² pour une épaisseur de 12cm. (il me dit ça sous réserve de faire les calculs, d'après son expérience. Il a fait déjà beaucoup de maisons dans la rue ayant une charpente aux dimensions similaires)

Est il possible de recalculer avec une isolation sarking histoire d'en avoir le coeur net?
(Je vais laisser les calculs aux pro... moi avec mon calcul je trouve une flèche différée f.net.fin de 19mm...)

Car vu la différence de prix si pour une solution comme pour l'autre il faut renforcer... Le choix sera très vite fait !

Pour faire simple, avec les portées inférieur à 4.00 m il n'y a aucun souci question charge et section.
Pour la portée de 4.00 m, avec la solution "sarking'' et une charge non pondérée de 152 kg/m² en projection horizontale, il faut quand même admettre que pour une section de 75 x 210 mm et un espacement de 1.75 m (2x 0.85) la qualité du résineux devrait être de classe C 24 et que l'ELS soit basé sur une flèche max. admise dont la contrainte serait de 4.000 / 350 ou 11.4 mm.
Pour info, le résultat de la f.net.fin sera dans cette hypothèse de 10.7 mm donc OK.

La règle et norme de flèche max. admise des pannes en toiture est de L / 300.
Perso je suis plus sévère, au plus la pente s'approche de l'horizontale, mais ceci n'est qu'une opinion perso.

Merci pour la réponse, je comprend bien l’intérêt d'être plus sévère, quand je vois le toit du voisin qui a été refaite il y a 10 ans et qui fait déjà un creux... J'aimerai éviter cette situation chez moi
Va pour des renforts alors

Un conseil sur la façon de les monter ? Vissage un coup à 1/3 puis 2/3 mais espacé de combien ?
Dois je les faire prendre dans les murs ?

(question subsidiaire, pour les chevrons se trouvant de part et d'autre de la panne faîtière et qui ont une porté de 2m c'est bon aussi ?)

Pour les fixations en plus du collage, (Tec7 ou similaire) des TF M10 tous les +/- 60 cm.
Les renforts ne doivent pas être dans la maçonnerie. En cas de doute, un sabot métallique sera un plus.

La section des chevrons est OK pour autant qu'ils soient cloués sur les pannes.

Oui ils sont cloués sur les pannes.
Merci pour toutes les infos, je vais faire le nécessaire pour renforcer tout cela