Construire une maison en A est un projet qui émerveille celui ou celle qui le vit, mais aussi ceux qui y assistent ou qui participent aux travaux. Or concevoir une maison en A nécessite rigueur, pragmatisme, et connaissances techniques.
En construction, en autoconstruction, tout comme pour l’éventuel achat d’un kit, il faut observer les fondamentaux : L’analyse structurelle.
Je vous propose que nous revenions sur ce sujet avec un exemple que j’ai dessiné pour illustrer les propos de cet article, point par point, du faîtage au plancher. Ce dossier vient en complément du dossier principal que j’ai récemment abordé sur les maisons en A (lien ci-dessous).
- Fondations : Quelle méthode choisir entre plots, pilotis ou pieux vissés ?
- Semelle d’embase de la charpente.
- Structures en triangles qui forment le corps de la maison.
- Solivage bas et entraits.
- Esquisse et plans pour projection du projet.
- Débours matériaux.
- Sujets de réflexion et forum.
On s’y colle, c’est notre dossier du jour !
Cet article vient en complément du dossier sur la maison en A.
Avant propos
La structure d’une maison en A est très singulière. En pratique, son ossature est une multiplication de fermes de charpente. Autrement dit, ce sont des multitudes d’arbalétriers, qui sont fermés par des entraits en pied, assurant le couronnement de la structure.
Pour résumer, la maison en A est une immense charpente deux pans.
C’est donc très justement ainsi qu’il faut appréhender cette structure, et concevoir sa maison en A comme on conçoit une charpente. Loin d’être aussi simple qu’il n’y parait, un projet de ce type est très enthousiasmant. Nous allons donc ensemble et vérifier quelques éléments techniques. Construire une maison en A doit se réfléchir en tous points et de manière rigoureuse.
Maison en A : Analyse de la structure en autoconstruction ou construction
Très présente sur les réseaux, la maison en A attire les regards, ainsi que les passionnés. Si vous passez par un constructeur, ce dernier se chargera de la partie la plus critique d’une maison en A : L’étude de structure. Or dans ce cas, vous pouvez évacuer les soucis car c’est le constructeur qui sera en charge de réaliser les études. En revanche, rien ne vous empêche de vous familiariser avec les notions fondamentales de ce type de construction, et c’est le but de cet article.
Pour celles et ceux qui sont à la recherche d’une maison en kit, et bien ce dossier vous sera également très utile.
Figure 1 : Nomenclature sommaire d’une maison en A
Enfin, pour ceux qui souhaitent construire une maison en autoconstruction sur le modèle du « A » je vous invite à prendre en considération tous les éléments du présent dossier afin de mener à bien votre projet. Nous verrons selon vos retours, comment nous pourrons dans un avenir proche, amalgamer nos connaissances et pourquoi pas, proposer des plans.
Première étape, se familiariser avec les termes. Sur le schéma ci-dessus, j’ai noté les principaux éléments constitutifs du fameux « triangle » de charpente.
- Arbalétriers (ou Long Pan).
- Entraits (plancher bas).
- Entraits retroussés (plancher intermédiaire).
Nous verrons plus bas qu’il sera possible d’évoquer les notions de solives, de couronnement, d’étriers, etc. Chaque chose en son temps.
Analyse des fondations sur plots
La grande majorité des projets de maison en A visibles sur les médias et les sites internet sont fondés sur plots. Cette méthode est bonne, et n’appelle donc aucune mention particulière autre que son étude préalable et l’analyse que je vous propose ici.
Car en effet, si nous admettons que la maison en A est une multitude d’arbalétriers, ces derniers vont donc naturellement pousser sur le couronnement. Autrement dit, c’est sur la fondation que les moments de forces vont s’exercer.
Je vous propose également d’évoquer la nécessité de créer une assise basse sous forme de panne (ou de solive) périphérique afin d’économiser le nombre de pieux vissés ou de plots, et de répartir uniformément les charges. Nous avons donc plusieurs hypothèses viables :
- Les fondations sur plots béton ou sur pilotis.
- L’utilisation de pieux vissés (lire mon article sur le sujet).
- A veiller : La garde au sol (protection à l’eau)
Figure 1.2 : Semelle basse et plots
Pour comprendre la distribution il faut amalgamer ce paragraphe avec celui de la semelle basse, les deux étant intimement liés.
La semelle basse ou « couronnement »
- Plots / pilotis ou pieux vissés : 12 unités.
- Solivage périphérique en lamellé collé (si possible) de section à définir.
- Un solivage intermédiaire à 2.5 mètres pour refendre le franchissement des portées latérales.
En distribuant les plots (ou les pieux) de façon homogène en limitant les franchissements, nous pourrons utiliser des bois de solivages de plus faible section sans perdre la portabilité. Le but étant de supporter les descentes de charges, de limiter la flèche des solives, et de permettre un ancrage solide et équilibré sur les fondations.
Avec des franchissements libres de 2.50 à 2.60 mètres sur deux appuis, il ne devrait y avoir ni fléchissement, ni sensation de flottement.
Cette implantation me semble donc pertinente pour le moment.
Entraxe des fermes
Question primordiale si vous souhaitez réaliser une construction de maison en A : Quel est l’entraxe des fermes ?
Sur ce point, les données sont maigres et les seules informations existantes sont peu encourageantes. Si nous pensons en termes de charpente industrielle, la logique serait de recréer la typologie de pose des fermettes, soit à entraxe 60. En France cet espacement « historique » est courant en charpente.
C’est pragmatique, cela semble familier pour les charpentiers, par conséquent ce sera notre entraxe de base.
Après une longue recherche, les seuls éléments que j’ai pu trouver sont en unités anglo-saxonnes, donc en pieds et pouces. Sur certaines de mes découvertes, j’ai vu des entraxes de 120 cm (une fois convertis). Je ne retiens pas cette distribution pour le moment, cela sera l’objet d’une étude.
Figure 1.3 : Entraxe des triangles de ferme de la maison en A
Pour notre exemple, si nous positionnons les fermes selon un entraxe de 60 centimètres, cela nous permet de calculer le nombre de « triangles » pour édifier la maison.
- Nombre de fermes : 14 unités.
- Fermes d’abouts (pour les dépassées de pignons) : 2 unités.
Avec 16 fermes au total, nous pouvons construire ce modèle de maison en A de façon pragmatique. Les deux pignons devrons enclaver l’ossature bois qui va les recevoir.
Analyse des entraits bas
Questionnement sur la nécessité de moiser.
Selon moi, et cela ne concerne que notre étude de cas, il est bon de scinder le franchissement du plancher bas en deux, à l’axe. Autrement dit sur une longueur de 2.50 mètres. Cela permet d’éviter de surdimensionner les entraits qui dans ce cas, n’ont plus uniquement le rôle de « fermer » le triangle, mais également celui de supporter le plancher (voir figure 1.3).
Afin d’éviter de devoir poser des grosses sections de solivages (pour éviter le flottement), nous devons positionner un point d’appui intermédiaire à l’axe. Cela me semble plus que judicieux.
En revanche, on ajoute évidemment un nombre de plots ou de pieux intermédiaires à réaliser.
Les entraits seront à entraxe 0.60 cm tout comme les fermes. Ces derniers seront en parfait vis à vis de ces dernières si nous ne les moisons pas.
A surveiller : Choisir des bois traités classe 3.
Nous pouvons calculer la section des bois de solivage faisant office d’entrait, j’ai justement rédigé un guide technique sur ce sujet :
Mon guide de calcul de solivage d’un plancher bois.
Analyse des Long Pan / Arbalétriers
Pour construire une maison en A il faut préalablement se familiariser avec les termes : Les « Long Pan » sont des chevrons qui naissent en sablière (pied) et finissent au faîtage. Ce terme est peu utilisé en France où nous privilégions la notion d’arbalétriers.
La section des arbalétriers doit être suffisamment importante pour gérer la descente de charge rampante. Une section appropriée doit être impérativement calculée en bureau d’étude car il n’est pas permis de fonctionner par empirisme.
Prenons un exemple :
- Longueur de l’arbalétrier : 5.31 mètres
- Longueur brute avant délardement à la pente :
- Longueur de bois à prévisionner à l’achat :
- Chutes de coupes : Réutiliser pour réaliser les échantignoles.
Analyse du plancher bas et du plancher intermédiaire
- Section des solives : Nous le définirons après étude (en cours).
- Entraxe des solives : Nous le définirons après étude (en cours).
- Support de platelage bois : OSB 18 mm (exemple).
Figure 3 : Platelage OSB de la maison en A
Possibilité de positionner un ou plusieurs piliers de reprise de descente de charge pour minimiser les sections. Dans ce cas, il faudra prévoir une panne porteuse portant de pignon à pignon.
Le parement de type OSB (c’est un exemple) doit être posé en alternance de plaques, autrement dit en quinconce. Cela tombe bien, une plaque fait généralement 2.50 mètres de longueur ce qui permet d’en poser deux dans une longueur totale de la maison. Il faudra donc débuter avec une coupe, puis une longueur pleine, puis une coupe. Il n’y aura aucune perte de matériaux (voir mon schéma ci-dessus).
Je vous rappelle que contrairement aux nombreuses préconisations qui circulent sur les réseaux, on ne pose pas l’OSB sur les solives, mais sur des liteaux. C’est le fondement même d’un platelage bois. Par ailleurs, en posant sur tasseaux, cela vous donnera un petit comble technique de 4 centimètres pour tirer vos gaines.
Pour permettre de réaliser l’isolation du plancher bas, il faudra réaliser des caissons. Autrement dit, le parement OSB sera « dessus/dessous ». Le parement inférieur ne nécessite pas d’être aussi épais que le parement supérieur, c’est un simple coffrage.
A prévoir :
- Analyse du pare-vapeur (construire une maison en A nécessite la même réflexion que la construction d’une ossature bois).
- Protection anti insectes et rongeurs en sous face de plancher.
- Vérifier la zone « termites » du lieu d’implantation de la maison.
Voir mon schéma de platelage bois.
En résumé :
- longueur totale des solives : 5 mètres avant débit soit 80 mètres linéaire.
- Nombre d’étriers : 64 unités (4 unité par longueur).
- Entraxe : 0.60 m
Gestion des pignons pour construire une maison en A
Les pignons sont particuliers sur une maison en A, tout comme la maison elle-même. Cela ne vous aura pas échappé, ces derniers forment un triangle, et seront réalisés en ossature bois. La mise en œuvre des pignons risque fort de vous prendre un temps considérable car chaque montant doit être débité à la cote, et au rampant.
A cela, nous devons considérer que les pignons devront être suffisamment contreventé pour fournir une résistance suffisante aux poussées frontales. Ce sujet est donc hautement technique.
Il sera également nécessaire de doubler les « triangles » au droit des pignons. Autrement dit, le pignon devra être enclavé par deux triangles, un de chaque côté de ce dernier. Nous verrons comment réaliser les plans d’ossature pour les pignons dans un dossier spécial « ossature bois ».
C’est essentiellement sur ces deux pignons que nous pourrons placer les éléments de menuiseries : portes, baies vitrées, ou pourquoi pas des châssis fixe pour un apport important de luminosité. Je n’aborderai pas ici la possibilité de réaliser des « ensembles de pénétrations » comme les jacobines ou les croupes. Nous pourrons réaliser des plans sous forme de « variantes » à ce dossier principal.
Une fois ce dossier finalisé, je vous redirigerai vers ce dernier :
- Analyse de l’ossature bois pour réaliser les pignons de la maison.
- Possibilité de réaliser des pénétrations en toiture.
Surfaces de toitures / parement / litonnage
- Surface de toiture réelle : 41.90 x 2 (Toiture 2 pans) soit 83.90 m².
- Liteaux : 335.60 ml (règle de 4ml pour 1m²).
- Ligne de faîtage : 7.90 mètres.
- Longueur des rampants : 5.31 mètres.
La surface de toit nous permettra d’évaluer les débours de fourniture pour tout type de couverture. La chose importante à retenir
Nécessite des entraits retroussés
La nécessité de poser des entraits retroussés est évidente si la maison dispose d’un étage, mais elle est indispensable dans tous les cas. Ce type de structure ne peut correctement se dimensionner sans « fermer » les moments de forces qui s’exercent sur les arbalétriers.
Mais cela permet également de faire d’une pierre deux coups. Dans ce cas, les entraits font office de solivage de plancher.
Mais cette hypothèse peut également être légitime sans plancher intermédiaire. Un entrait retroussé va considérablement renforcer la structure et en toute transparence, c’est préférable.
Cela va générer un coût support évidemment.
Lire mon article sur la notion d’entrait retroussé.
L’espace habitable pour notre exemple
Nous le savons, construire une maison en A signifie sacrifier l’espace de vie en proportion de l’emprise au sol de la maison. En dessous de 1.80 mètres, l’espace n’est plus considéré comme habitable. En revanche, cela ne veut pas dire que cet espace est inutilisable, bien au contraire.
Sur le plan normatif, nous sommes tout de même contraints de prendre en considération cette règle (1.80 m) et cela nous donne une surface nette habitable de 19.50 m². Certainement moins si nous plaçons un doublage.
Le ratio est donc peu engageant : 19.50 m² habitable pour 40 m² d’emprise au sol !
Pour le moment je n’ai pas retenu l’hypothèse de créer une mezzanine car il faudra pour cela mouliner les plans en bureau d’étude et adapter un pilier de refend pour créer une structure solide. Mais le concept est là, et c’est tout à fait envisageable.
Nous suivrons cette prochaine phase dans ces lignes, avec les mises à jour régulières que j’apporterai au présent dossier.
Construire une maison en A : Le débours des fournitures
A vous de jouer. Vous pouvez créer un tableau avec tous les éléments que nous venons de voir et calculer vos débours. Pour l’exemple, prenez une hypothèse de section des arbalétriers de 50*260 (en attendant l’étude) et multipliez cette section par les longueurs totales de solives et de chevrons long pan. Cela vous donnera le cubage.
Pour la semelle d’ancrage, vous pouvez tabler sur un lamellé collé de section 12*280. N’oubliez pas de prendre en compte les entraits retroussés qui moisent les arbalétriers. Vous devez donc les doubler : 16*2 = 32 unités dans notre exemple.
Phase 1 :
- Bois de charpente au M3 : Environ 450 euros TTC le m3.
- Lamellé collé au M3 : Environ 1200 euros TTC le m3.
- Platines de piètement : 12 unités.
- Connecteurs métalliques intermédiaires : 64 unités.
- Liteaux : 4 ml au m² soit 335 ml.
- Pare-pluie : 90 m² (attention les rouleaux font généralement 75 m²).
- Faîtière crantée : 5.31 ml (hors chutes de coupes).
- Revêtement bac acier : 90 m² plus les chutes de coupes.
- Rives rampantes : 5.31 x 4 pour obtenir le linéaire.
- Platelage bois (type OSB) : 26 plaques de 2.50 m par 0.62 m à doubler pour réaliser les caissons.
- Plots béton / Pilotis béton / Pieux vissés : 12 unités.
- Bardage des pignons : à définir.
- Ossature bois des pignons : à définir.
Résumé sur les points de réflexion
- Bureau d’étude : Pourquoi ne pas se fier directement aux fabricants de fermettes, car nous sommes très exactement dans le cadre d’une charpente industrielle.
- Pertinence de moiser les entraits de solivage bas.
- Faire une étude spécifique sur l’utilisation de pieux vissés.
- Poser les échantignoles.
- Analyser le voile travaillant de l’OSB qui en théorie ne devrait pas être jointif.
Conclusion
Cette analyse vous permettra de mieux comprendre et appréhender les éléments constitutif d’une maison en A. Nous ferons grossir ce dossier au fur et à mesure des apports d’informations. Je le répète, construire une maison en A n’est pas si simple qu’il n’y parait, alors armez vous de rigueur !
Vous pouvez abonder le présent dossier avec vos analyses personnelles ou vos questions, j’ouvre un forum dans notre sous domaine : Forum construction d’une maison en A.
Merci pour vos lectures et bon chantier.
Serge USTUN.
