Bois de charpente : guide complet

La charpente est l'un des éléments essentiels de votre maison, indispensable pour supporter sa toiture et assurer la solidité de toute la construction, en répartissant les charges. Elle peut être en métal, en béton, mais surtout en bois, car ce matériau présente de nombreux avantages. Cependant, en choisissant son type de bois, il faut faire attention et prendre en compte plusieurs critères.

Les types de bois utilisés en charpente

Pour construire une charpente traditionnelle, tout comme pour une charpente industrielle de type fermette, de nombreuses essences de bois peuvent être utilisées. Il n’est même pas rare que votre charpente soit constituée de plusieurs essences en fonction de la localisation de la pièce (chevron, poutre, lambourde…).

On classe ces essences de bois en deux catégories.

Bois résineux

Les essences résineuses comme le sapin Douglas, le pin maritime ou l’épicéa, sont très largement employés en raison de leur prix accessibles. En plus, ces essences se retrouvent en grande quantité dans certaines régions de la France. Elles sont en outre faciles à travailler et présentent une bonne résistance en flexion et en compression. En revanche, elles sont sensibles aux attaques des insectes xylophages et des champignons, et par conséquence doivent subir un traitement spécifique.

La majorité des bois issus de résineux (pin sylvestre, pin maritime, sapin de Douglas) sont surtout utilisés pour les grosses pièces de charpente. Les chevrons et les clivages sont surtout réalisés en sapin.

Bois feuillus

Les bois issus d’arbres à feuilles caduques, comme le chêne, le châtaignier ou le hêtre, sont particulièrement robustes, résistants et durables.

Le chêne est notamment particulièrement apprécié car il allie une grande résistance mécanique et une forte densité. Ce bois acide et tannique est facilement disponible sur le marché, et il est surtout utilisé pour fabriquer les grosses pièces pour une charpente traditionnelle (poutres, pannes principales), même si de nos jours on a de plus en plus tendance à le remplacer par des résineux à cause de son prix très élevé.

Pour les pièces moins volumineuses, comme les chevrons et les solives, il est possible de recourir aux autres bois feuillus, comme le châtaignier ou le peuplier. Pour les lattes, le peuplier ou encore le bouleau peuvent aussi être utilisés. Quand aux chevilles d’assemblage, qui doivent être particulièrement dures et résistances, on les fabrique surtout en chêne et en acacia.

Bois composite

Aujourd'hui, pour la construction des charpentes on utilise également du bois composite. Son apparition est due en grande partie aux nouveaux besoins (chantiers de rénovation, bâtiments de grande envergure) et répond à des contraintes de portée, de poids, de planning, ainsi qu'aux exigences du terrain de mauvaise qualité ou difficile d’accès.

Parmi les différentes variétés du bois composite on peut mentionner les poutres en I, composées d’une âme métallique ou en dérivés du bois et de membrures (partie horizontale) en bois massif. Ces poutres peuvent atteindre 15 mètres de long, pour un encombrement et des sections limités.

Pour les ouvrages de grande portée (gymnases, piscines, etc), on utilise également des poutres en lamellé-collé. Ce type de poutre est composé de lamelles de bois collées et pressées entre elles. Plus chères, mais plus solides que le bois massif, ces poutres permettent d’imaginer des structures complexes, avec des courbes, mais aussi résistantes aux hautes températures et au feu, grâce à l’utilisation des colles spéciales.

Les propriétés du bois de charpente

L’utilisation du bois dans le domaine de la construction et notamment pour la charpente est conditionnée par ses propriétés spécifiques.

Résistance structurelle et capacité de charge

Les bois de charpente sont très solides. Ils résistent à la compression, à la traction dans le sens des fibres, et même à la flexion transversale (surtout en lamellé-collé). Ils peuvent facilement supporter la charge importante que représente la toiture, comprenant l’isolation thermique et acoustique, la couverture, etc. Par exemple, une poutre en bois résineux d’une section de 10 à 30 cm avec une porte de 6,5 m est capable de supporter un poids allant jusqu’à 900 kg.

En proportion à cette résistance, les bois de charpente sont très légers : pour une même portée, une poutre en bois sera sensiblement plus légère qu’une poutre en béton ou même celle en acier. Ils sont aussi souples et amortissent les chocs ce qui les rend adaptés aux terrains en pente, aux sols de faible portance, aux zones présentant des risques sismiques.

Durabilité et résistance aux intempéries

Il est bien connu que le bois est sensible à l'humidité, toutefois tant que la toiture est bien entretenue, les maisons à ossature bois sont remarquablement stables et peuvent durer longtemps. Cela est d’autant plus vrai si l’on choisit une essence résistante aux intempéries et aux conditions climatiques difficiles (sécheresse), comme par exemple le mélèze ou le sapin Douglas.

Sa souplesse permet au bois de résister au vent, aux chocs, aux mouvements du terrain. Il est aussi résistant au feu : contrairement aux idées reçues, le bois massif brûle lentement et permet à la structure de rester stable, même si l’incendie dure longtemps, tandis que les armatures de béton armé, par exemple, se déforment et font basculer la structure.

Enfin, le bois est aussi chimiquement résistant. Il n’est pas sujet à la corrosion et supporte les agressions chimiques mieux que le béton et l’acier.

Isolation thermique et acoustique

Le bois présente en outre des atouts liés avec ses performances en termes d’isolation thermique et acoustique. Il a en effet un coefficient de conductivité thermique très faible, ce qui en fait un bon isolant naturel. Il est aussi connu pour sa capacité à retenir les bruits, notamment en provenance de l’extérieur.

Les constructions à ossature bois se chauffent facilement et offrent aux occupants un bon niveau de confort thermique. L’air y est sec et sain.

Comment choisir son bois de charpente ?

Pour choisir son bois de charpente, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de critères. Faire le bon choix n’est pas forcément facile, alors n’hésitez pas à demander conseil à un professionnel.

Classification des différentes classes de résistance

En Europe, le domaine du bois de construction est bien couvert par un système de règles et de normes. La norme NF EN 335 notamment définit les classes de l’emploi en fonction de la résistance du matériau à l’humidité, de la classe 1 (bois sec pour l’intérieur) à la classe 5 (bois en contact avec l’eau de mer). Pour les charpentes, on utilise surtout du bois de la classe 2 : bois secs à l’intérieur ou sous abri, avec le taux d’humidité admis qui peut se situer occasionnellement au-dessus de 20 %, comme par exemple dans le cas d’une charpente en attente d’une toiture.

Les bois structurels, comme les bois de charpente, doivent aussi être conformes à la norme NF EN 338, qui définit les classes de résistance mécanique (à la flexion, à la traction, à la compression, au cisaillement). Les classes de résistance sont nommées par une lettre suivie d’un chiffre. Les lettres indiquent le type de bois (C pour les résineux, D pour les feuillus, GL pour les lamellés-collés). Et les chiffres correspondent à la valeur du point de rupture du matériau en flexion, exprimée en mégapascals (Mpa). Notez que pour les charpentes traditionnelles, on utilisera surtout les bois classés C30, C24, C18 et D30, D24, D18.

Parallèlement à ce classement, il existe la norme NF B 52-001 qui évalue les propriétés mécaniques du bois à l’aide d’une méthode visuelle.

Considérations environnementales et durabilité

Comme nous le savons déjà, le bois est un matériau naturellement durable, respectueux de l’environnement et du climat. Toutefois, les considérations écologiques et les questions de durabilité doivent également être prises en compte lors du choix de votre bois de charpente.

Tenez compte notamment de votre situation géographique. Il est toujours souhaitable d’acheter le bois localement pour diminuer les émissions de CO2 liées au transport. Et si vous vous sentez séduit par les bois exotiques imputrescibles, comme l’ipé ou l’iroko, pensez également au fait qu’ils ne sont pas forcément issus d’une gestion forestière durable, contrairement aux résineux européens.

Ces résineux, certes, ne possèdent pas forcément une grande durabilité naturelle, mais ils peuvent être traités par adjonction d’un produit de préservation. On parle alors de durabilité conférée, et elle peut être tout aussi solide. L’aubier des pins par exemple présente une bonne capacité d’imprégnation ce qui rend le traitement par autoclave parfaitement efficace.

Traitement et préservation du bois de charpente

Parlons maintenant de ces différents traitements pour prolonger la durée de vie de votre bois de charpente et la protéger d’une multitude de facteurs pouvant mener à sa dégradation.

Méthodes de traitement pour protéger le bois des insectes et de la pourriture

Le bois de charpente est utilisable sans traitement s’il possède une durabilité naturelle suffisante face aux attaques biologiques (champignons de pourriture, termites, insectes). Dans le cas contraire, il faut appliquer à votre bois un traitement de préservation adapté avant son utilisation dans la construction.

Plusieurs méthodes de traitement existent : imprégnation superficielle (par aspersion ou par trempage), imprégnation profonde (par autoclave), traitement par rétification ou THT (traitement haute température), traitement par oléothermie (à base d’huiles végétales chauffées à basse température).

Les produits de préservation et de traitement

Pour préserver la santé de votre charpente, il est en outre recommandé de la traiter régulièrement, tous les dix ans environ.

Ce traitement peut être préventif ou curatif, dans le cas où votre charpente est infestée. Pour les charpentes attaquées par des insectes en surface, on utilise le traitement par pulvérisation ou fumigation d’un insecticide, et pour les attaques profondes, le traitement par injection d’une solution d’un biocide dans la masse du bois afin d’intoxiquer les larves. Le gazage et le traitement thermique sont aussi parfois employés.

Les traitements fongicides peuvent également être superficiels ou en profondeur. Un traitement local, en cas d’une attaque de champignons localisée, peut aussi être envisagé. Il comprend un décapage et un assèchement suivi d'une application abondante d'un fongicide et d'une finition.

Les produits utilisés pour le préventif, comme pour le curatif, doivent être choisis parmi ceux qui ont été certifiés par l’institut technologique FCBA (Forêt-Cellulose-Bois-construction-Ameublement).

Conseils d'entretien pour prolonger la durée de vie du bois

Pour assurer à votre charpente en bois une bonne durée de vie, il est également indispensable de la vérifier régulièrement. Cette vérification vous permet de repérer et de régler à temps d’éventuels problèmes, notamment :

• Si votre toit subit une infiltration ou une fuite d’eau,
• S’il manque une tuile à votre toiture,
• S’il y a des traces d’attaques d’insectes xylophages ou de champignons lignivores.

N’oubliez surtout pas que l’ennemie numéro un de votre charpente est l’humidité. La bonne ventilation des combles est donc primordiale, ainsi que l’étanchéité parfaite.

Les avantages environnementaux du bois de charpente

Pour finir, attardons-nous un peu plus sur les atouts environnementaux du bois de charpente.

Le bois comme matériau renouvelable et recyclable

Contrairement aux autres matériaux de construction traditionnels, le bois est indéfiniment renouvelable, à condition bien sûr que les forêts soient gérées durablement. Sa revalorisation et son recyclage sont faciles et ne génèrent aucun dommage à l’environnement. Et cela concerne non seulement les éléments en bois en fin de vie, mais aussi les chutes des composants en bois préfabriqués en atelier et les déchets de scieries qui peuvent être transformés en combustibles ou utilisés dans l’industrie du panneau et papier.

L'empreinte carbone réduite des structures en bois

Le bois, c’est aussi une des solutions privilégiée pour réduire l’empreinte carbone de nos constructions. Selon une étude réalisée en 2016 au niveau européen, son utilisation entraîne une baisse des émissions de GES fossile sur l’ensemble du cycle de vie par comparaison à des produits alternatifs fonctionnellement équivalents de l’ordre de 1,5 à 3,5 t CO2 par tonne.

Ceci est notamment dû au fait que le bois est «carbonivore». En effet, pendant leur croissance, les arbres absorbent du gaz carbonique atmosphérique grâce à la photosynthèse ! Ils stockent ce carbone et rejettent de l’oxygène dans l’atmosphère.

Les labels et certifications de construction durable

En plus, il n’y a rien de plus facile que de choisir du bois responsable. Pour cela, il existe de nombreux labels écologiques et certifications.

Par exemple, les labels PEFC et FSC garantissent une gestion durable des forêts, selon des critères économiques, sociaux et environnementaux. La certification Origine France Garantie permet de reconnaître les produits dont au moins 50 % du prix de revient unitaire est français, et dont les caractéristiques essentielles proviennent de France.

Il existe également dans notre pays une multitude d’initiatives régionales, pour valoriser les filières locales. Parmi ces dernières, les marques Bois Qualité Savoie, Bois du Jura, Bois des Territoires du Massif Central, etc.

En optant pour une charpente en bois, vous choisissez le meilleur pour votre maison, pour ses occupants et pour la planète. Prenez-en soin, pour qu’elle dure le plus longtemps possible.