Comme son nom l’indique, une toiture 4 pans dispose de quatre versants à la pente. Dans la continuité du dossier sur « les différents types de toitures », analysons dans le détail la structure d’un 4 pans.
- Caractéristiques d’un 4 pans.
- Analyse structurelle.
- Calcul de surface d’un 4 pans.
- Coût en couverture et charpente.
- Coûts induits en sous œuvre.
Architecture, particularités, différences avec une toiture 2 pans. Faisons un point précis pour compléter notre guide technique général sur les différents types de toitures.
Le présent article vient en complément du dossier sur les différents types de toitures.
Toiture 4 pans : Définition et principales caractéristiques
La principale caractéristique d’une toiture 4 pans est qu’elle ne génère pas de pignons. Autrement dit, tous les murs du bâtiment (maison ou autre) finissent en sablière. Pour rappel, le pignon est la dénomination d’un mur aux extrémités d’un faîtage, dont la pointe triangulaire forme : le pignon.
Figure 3 / Différence entre une toiture 4 pans et une toiture 2 pans
En second lieu, une toiture 4 pans ne dispose que et uniquement que de rives sablières et d’arêtiers. Encore une fois, l’absence de pignon interdit la présence de rives rampantes.
Contrairement à une toiture 2 pans, qui dispose d’un faîtage, de sablières et de rives rampantes, le 4 pans va créer des arêtiers et générer des particularités propres à cette typologie de structure. Le 4 pans peut être construit de manière traditionnelle, avec une charpente débitée à façon, ou bien en industriel, sous la forme d’une fermette.
Un 4 pans peut être traditionnel (ferme et chevronnage) ou industriel (fermette).
- Présence d’un faîtage de plus ou moins grande longueur.
- Présence de 4 arêtiers.
- Absence de rives rampantes.
- 4 lignes de gouttières.
Pour les puristes :
Les deux pans opposés aux deux trapèzes sur leurs grandes longueurs sont en réalité la projection inclinée des 2 pignons de maçonnerie qu’ils font de facto disparaître au bénéfice de la charpente. Par conséquent, les croupes sont la projection des pignons.
Différences entre un toit 2 pans et un toit 4 pans
Ci-dessus : En vidéo, mon cours rapide pour apprendre à différencier les toitures et les nommer.
Les différences entre une toiture 4 pentes et un toit 2 pentes sont nombreuses. On peut déjà évoquer l’absence de pignons sur un 4 pans. Ce que nous avons déjà vu plus haut. Dans le détail, ces différences sont plus importantes encore. Le toit 4 pans fait apparaître des éléments singuliers, absents sur un 2 pans. C’est le cas des arêtiers, des tuiles d’about, des rencontres 3 voies, et des rives sablières sur toute la périphérie du bâtiment. Ceci induit qu’en cas de chéneaux, ces dernières devront également embrasser toute la périphérie du bâtiment.
En revanche, un 4 pans comme un 2 pans, peuvent être en dépassée, et flanqués d’une sous passe de toit quelconque. La présence des arêtiers va nécessiter des closoirs, tout comme pour le faîtage. Nous verrons cela dans la partie chiffrage.
Lire mon article sur les toitures 2 pans.
Pour mieux illustrer mon propos, je vous invite à comparer les deux « formes » de toitures sur la vue en plan dans le paragraphe précédent.
L’arêtier : la singularité d’une toiture 4 pans
Une toiture 3 ou 4 pans va générer un élément structurel singulier que les charpentiers nomment : L’arêtier.
Détail d’un arêtier sur un 4 pans
Ci-dessus : Détail d’un arêtier sur un 4 pans. Crédit photo : S.USTUN / Google Pixel 9 PRO.
Un arêtier est une poutre (pour les charpentes traditionnelles) ou un ensemble de croupes (pour les fermettes) qui naît au faîtage et rejoint la sablière pour marquer l’arête d’un versant. Il crée une ligne de jonction.
L’arêtier est l’inverse d’une noue, je matérialiserai cette astuce dans un article dédié.
Sur la photo que j’ai prise ci-dessus, dans l’encadré de droite, vous pouvez distinguer très clairement un arêtier, en premier plan, et sa matérialisation en couverture et accessoire en arrière plan. Je n’ai pas fais exprès je vous l’avoue, mais l’exemple est édifiant. On distingue très clairement les tuiles faîtières (qui dans ce cas sont sur l’arêtier), le closoir, ainsi que la rencontre 3 voies dont nous parlerons plus bas. Un vrai cas d’école !
Consulter la définition de l’arêtier sur le site Wikipédia.
- En charpente traditionnelle : Vous devrez savoir débiter vos bois et connaître le trait. Dans le cas contraire vous ne serez pas capable de débiter vos chevrons à la pente. L’engueulement est un art.
- Dans le cadre d’une fermette : Vous devrez suivre « à la lettre » les plans de pose qui normalement vous sont fournis par l’industriel.
Toit 4 pans : Un avantage structurel
Une toiture 4 pans présente comme singularité que tous les murs maçonnés règnent à une hauteur identique en tout point : Autrement dit, il n’y a pas de pignon.
D’un point de vue structurel, cela génère une très grande homogénéité dans les descentes de charges. L’ensemble du toit est très équilibré et parfaitement appliqué aux sablières (les arases de maçonnerie).
Il est d’usage de considérer qu’une charpente 4 pans est donc avantageuse en ce qui concerne la répartition des masses, contrairement à une toiture 2 pans.
Autre avantage et non des moindres, un toit 4 pans permet (pour une surface identique) de baisser la hauteur ressentie du faîtage. Pour être plus clair, pour un même plan de maison au sol, à surface identique, le 4 pans permet d’obtenir une toiture visuellement moins haute, soulignant ainsi une lecture architecturale plus harmonieuse. L’absence de pignon marque d’autant plus cette sensation de légèreté de la maison. C’est une lecture architecturale qui plaît au regard.
Enfin, et pour souligner un abrégé que j’avais rédigé sur la notion de chainage des pignons, le 4 pans vient donc soulager la problématique de cohésion des éléments en élévation. Le pan incliné des croupes étant plus sécuritaire que les pignons maçonnés, notamment d’un point de vue sismique, mais également en après sinistre.
En dernier lieu, un 4 pans va nécessiter des arases en tout point de niveau, mais ne nécessite aucun rampanage. Je vous renvoie aux définitions de ces différents actes techniques dans mes articles en lien.
Inconvénients d’une toiture à 4 pentes
- Coût élevé (par rapport à une toiture 2 pans).
- Accessoires et appareillages plus importants.
- Difficulté supplémentaire pour le plaquiste.
- Parfois : Difficulté supplémentaire pour les conduits de feu.
Il faut considérer qu’une charpente 4 pans, qu’elle soit traditionnelle ou industrielle, oblige une fabrication plus complexe qu’un simple 2 pans. Les croupes doivent ici reprendre la charge aux abouts de faîtage, dans le cadre d’une fermette, ou bien être supportées par de conséquentes fermes dans le cadre d’une charpente traditionnelle. Qui dit cela, dit : C’est plus cher !
Il n’est pas rare de voir les ensembles de fermes doublées, voir triplées au droit des croupes. Les demis fermes doivent être parfaitement calibrées quant à elles, et reposer sur de solides étriers. Les entraits doivent être surdimensionnés pour en absorber le poids propre.
Bref, vous l’aurez compris : Une toiture 4 pans, c’est plus cher, et ce même avant d’aborder la notion de couverture et de zinguerie.
Charpente industrielle ou fermette ?
Ci dessus : Très belle vidéo du Lycée de la Rivière qui permet de comprendre les bases de construction d’une charpente 4 pans.
On y voit notamment très clairement la nécessité de créer des « fermes » lorsqu’il s’agit de charpente traditionnelle : Obligatoire pour un 4 pans, pas strictement nécessaires pour un 2 pans. C’est encore une différence marquante entre les deux architectures.
Dans tous les cas de figures, il est possible de créer un 4 pans dans les deux procédés, en fermette ou en traditionnel.
Comme je l’évoque plus haut, dans le cadre d’une ferme industrielle, il faut doubler ou tripler les fermes qui sont au droit de la réception des ensembles de pénétrations (croupes), afin que l’ouvrage soit pérenne. Un vrai casse tête pour les couvreurs.
Lire mon article sur le choix entre charpente traditionnelle ou fermette.
Calcul de surface d’une toiture 4 pans
Le calcul de surface d’une toiture 4 pans n’est pas plus compliqué qu’un 2 pans. Il faut simplement appliquer à la surface en plan le coefficient de multiplication de la pente. J’ai déjà réalisé un cours complet sur ce sujet que je vous invite à booker. Dans un style plus studieux et traditionnel, je vous invite à calculer vos pentes en réel, sans coefficient, sur la base des calculs de surfaces trapézoïdaux en prenant en compte le rampant, et non la ligne en plan. Rassurez vous, les deux fonctionnent mais attention, pour un 4 pans, il faut être extrêmement généreux. Nous le verrons plus tard dans cet article.
Car oui, la surface ne veut pas dire grand chose lorsqu’on évoque une charpente et une couverture à 4 pentes. Les accessoires, les chutes de coupes, et les pertes vont littéralement changer la donne. La maîtrise des métrés est donc indispensable sur ce type de toiture, au risque de lourdement se tromper sur les devis. Je constate ces erreurs sur la quasi totalité des devis que j’étudie et vous êtes presque tous à retoquer sur ce point.
Attention à vos métrés, vous risquez d’être surpris par la consommation de tuiles !
Métrage d’une toiture 4 pans : Attention au détails !
Il est beaucoup plus difficile de réaliser le métrage d’une toiture 4 pans que d’un simple 2 pans. En effet, et nous venons de le voir, une charpente 4 pans génère de nombreux éléments techniques et structurels qu’un deux pans ne crée pas. En outre, avec la nécessité de calculer le pureau latéral et de devoir déligner les tuiles au droit de chaque arêtier, il y aura une perte considérable de matériaux.
Rencontre 3 voies pour toiture 4 pans
- Les rencontres 3 voies : au nombre de 2 sur un 4 pans.
- Les closoirs : au droit de la faîtière et sur chaque arêtier.
- Les arêtiers : au nombre de 4, à deviser au mètre linéaire.
- Les tuiles d’abouts d’arêtiers : au nombre de 4.
- Les gouttières :
- Les chatières, si nécessaire (pour les tuiles à faible ventilation).
- Tuiles à douilles et autres accessoires quel que soit le type de toiture.
Analyse de coût / prix d’une charpente 4 pans / Exercice :
Une toiture 4 pans coûte plus cher qu’une toiture 2 pans. Voyons cela en termes d’exercice pratique :
Maintenant faisons un simple métré, sur la base d’une même maison de […] M2, aux dimensions identiques avec une toiture à […] %.
- Charpente industrielle : (Faites réaliser un devis pour une surface au sol identique).
- Arêtiers : Nous prendrons de la tuile Faîtière + une tuile d’about par arêtier.
- Closoirs : Closoirs ventilés standards / Autant que de mètres linéaires de faîtage et d’arêtiers.
- 4 égouts : Calculez autant de mètres linéaires de gouttières !
Débours matériaux : Exemple de liste à remplir vous même
| Désignation | Qté | Prix unitaire | Total HT |
|---|---|---|---|
| Liteaux (4ml/M2) | … / en ml | … HT | … HT |
| Tuile courante (12/M2) | … / en m² | … HT | … HT |
| Tuile Faîtière (3/ml) | … / en unités | … HT | … HT |
| Rencontres 3 voies | … / en unités | … HT | … HT |
| Bandeaux de rives | … / en ml | … HT | … HT |
| Pare-pluie | … / en m² | … HT | … HT |
Le 4 pans oblige la création de 4 lignes de chéneaux. Je vous laisse réaliser une analyse de coût simple en exercice. Vous connaissez les éléments courants avec un 2 pans, je vous ai donné ici les éléments singuliers à prendre en compte pour un 4 pans. A vous de jouer.
Impact d’un 4 pans sur la plaquisterie / Dans le cas d’une fermette
Quand les combles sont perdus, autrement dit dans le cadre d’une fermette, la toiture 4 pans implique un exercice singulier qui concerne les plaquistes. On parle évidemment de la pose du faux plafond. Si cette dernière est on ne peut plus simple lorsqu’il s’agit d’un 2 pans (suspentes et fourrures) cela devient un tout petit peu plus compliqué pour un 4 pans. En effet, au droit des croupes (quand vous observez la structure par dessous), les fermes se trouvent perpendiculaires aux principaux trapèzes de la toiture.
Autrement dit, on oublie la pose des simples suspentes et fourrures, mais on s’adapte avec des cavaliers et des tiges adaptées au droit des croupes. L’exercice est donc un peu plus conséquent dans ce cadre.
- Cavaliers
- Tiges filetées
- Pitons de rénovation
Il faut prendre ceci en considération lorsqu’on chiffre un chantier global, ou lorsqu’on évalue un budget en autoconstruction. Cette notion est systématiquement éludée par les chargés d’affaires, les experts, et les autoconstructeurs. Pensez-y.
Un 4 pans implique des coûts supplémentaires, y compris en sous œuvre.
Sur Archicad : Dessiner un toit 4 pans
La projection d’une toiture à 4 pentes sur Archicad est sans aucun doute la plus simple à réaliser. Si vous avez suivi mon cours sur les difficultés des raccords murs / toit sur Archicad, là il n’en est rien. Vous tracez votre rectangle au droit de l’emprise des sablières, vous donnez la pente, et c’est fini !
Méthode de construction d’une toiture 4 pans sur archicad
Un jeu d’enfant !
S’il est une unique chose de simple avec un 4 pans, c’est bien la conception sur Archicad. Sur les autres logiciels aussi d’ailleurs. L’avantage s’arrête ici, vous l’aurez compris !
Liens utiles
- Définition sommaire du 4 pans sur le site maison & travaux : Pour une première approche vulgarisée.
Merci pour vos lectures et bon chantier.
Serge USTUN.
