Charpente bois une pente : appentis, abri et extension

Pour couvrir un abri de jardin, un bûcher, un carport, un appentis contre la maison ou une petite extension, la charpente à une seule pente est souvent la solution la plus simple. Elle demande moins de bois qu'un toit à deux versants, moins de coupes compliquées, et elle se prête bien à l'autoconstruction. Elle a pourtant ses pièges, différents de ceux d'une charpente classique, et ils expliquent la plupart des appentis qui se couchent, se soulèvent ou fuient. Ce guide explique ce qu'est une charpente bois à une pente, la différence entre une monopente adossée et une monopente autoportante, le choix entre chevrons porteurs et pannes, les assemblages, la question de la pente et de la couverture, le raccord avec un mur existant, et les erreurs qui reviennent.

Ce qu'est une charpente monopente

Une charpente monopente n'a qu'un seul versant. Il descend d'un appui haut vers un appui bas, et toute l'eau de pluie s'écoule du même côté. Il n'y a pas de faîtage au sens habituel, pas de ligne où deux versants se rejoignent.

Dans le cas courant, elle n'a pas non plus de ferme triangulée. C'est sa grande différence avec une charpente à deux pentes. Dans une charpente traditionnelle à deux versants, les deux arbalétriers d'une ferme s'appuient l'un contre l'autre au sommet, et l'entrait les relie en pied : le triangle ainsi formé est indéformable par nature. Dans une monopente, les chevrons ou les pannes vont simplement d'un appui à l'autre, et il n'y a pas de triangle qui se forme de lui-même.

Toute la conception d'une monopente tient donc dans une formule : une pente, deux appuis, et tout se joue à la portée. La distance entre l'appui haut et l'appui bas, que les pièces doivent franchir, détermine leur section. Et la façon dont ces deux appuis sont tenus détermine la stabilité de l'ensemble.

Cette absence de triangle naturel est aussi la raison pour laquelle une monopente se comporte différemment au vent. Un toit à une pente, surtout s'il est ouvert sur un ou plusieurs côtés, offre au vent une grande surface qui peut le pousser latéralement ou le soulever. C'est un point sur lequel on reviendra, parce qu'il cause la majorité des sinistres sur ce type d'ouvrage.

Adossée ou autoportante

Il existe deux grandes familles de charpentes monopentes, selon la façon dont l'appui haut est assuré.

L'appentis adossé

L'appentis adossé s'appuie en partie haute sur un mur existant, le plus souvent le mur de la maison, d'un garage ou d'une clôture maçonnée. Sur ce mur, on fixe une pièce horizontale, appelée muralière ou lisse murale, qui reçoit la tête des chevrons ou des pannes. En partie basse, les chevrons reposent sur une sablière basse, elle-même portée par des poteaux ou par un muret.

Cette solution est économique, puisque le mur existant remplace toute une rangée de poteaux. Elle impose en revanche une condition essentielle : le mur doit pouvoir recevoir la charge. La muralière transmet au mur une part du poids de la couverture, de la neige, et les efforts du vent. Un mur de maison en maçonnerie pleine le supporte généralement bien. Un mur de clôture mince, un mur en parpaings creux sans chaînage ou un bardage léger peuvent ne pas convenir.

La monopente autoportante

La monopente autoportante ne s'appuie sur aucun mur existant. Elle repose sur deux rangées de poteaux de hauteurs différentes : une rangée haute et une rangée basse, la différence de hauteur créant la pente. C'est la solution des carports isolés, des abris au milieu du jardin, des préaux.

Son point faible est la stabilité. Rien ne la retient latéralement, sinon ses propres poteaux. Il faut donc impérativement la contreventer, par des liens obliques entre poteaux et pièces horizontales, par des croix de Saint-André dans certaines travées, ou par des panneaux fixés sur un ou plusieurs côtés. Sans contreventement, une monopente autoportante se met en parallélogramme sous le vent et finit par se coucher.

Chevrons porteurs ou pannes

Une fois les appuis définis, il faut choisir comment le versant sera porté. Deux schémas existent, et le choix dépend de la portée à franchir.

Sur une petite portée, les chevrons porteurs vont directement de l'appui haut à l'appui bas, de la muralière à la sablière basse. C'est la solution la plus simple : une série de chevrons parallèles, régulièrement espacés, sur lesquels on pose le support de couverture. Elle convient aux abris, bûchers et petits appentis.

Sur une portée plus grande, les chevrons seuls deviendraient trop longs et devraient avoir une section trop forte pour ne pas fléchir. On interpose alors des pannes, posées horizontalement, parallèlement au mur ou aux rangées de poteaux, et portées par des poteaux ou des appuis intermédiaires. Les chevrons, perpendiculaires aux pannes, n'ont plus qu'une petite portée à franchir entre deux pannes.

Il n'y a pas de limite universelle entre les deux schémas. Elle dépend de la longueur du rampant, de l'écartement des chevrons, du poids de la couverture et de la charge de neige de la région. Ce sont ces paramètres qui fixent la section des pièces, et c'est un calcul à faire ou à faire faire, plutôt qu'une valeur à recopier d'un autre chantier.

Les assemblages

Une charpente monopente compte peu de pièces, mais chacun de ses nœuds doit être soigné, parce que chacun reprend des efforts que la forme du toit ne compense pas.

La muralière. Elle est fixée dans la maçonnerie par des chevilles chimiques, des tiges scellées ou des ancrages adaptés au type de mur, à intervalles réguliers. Elle doit être fixée dans la maçonnerie elle-même, et non dans un enduit ou un isolant extérieur, qui n'offrent aucune tenue.

Les chevrons sur la muralière et la sablière. Ils s'y assoient par une entaille appelée oiseau, qui leur offre une assise horizontale et une butée, ou par des sabots métalliques fixés sur la muralière. En pied, ils reposent de la même façon sur la sablière basse.

Les poteaux. Ils reposent sur des platines métalliques fixées sur des plots ou une dalle, qui les maintiennent décollés du sol. Un poteau posé directement sur la terre ou noyé dans le béton pourrit en pied en quelques années.

Les liaisons poteaux et sablières. Elles se font par tenon et mortaise, par moisage ou par connecteurs métalliques, et elles sont complétées par les liens de contreventement.

Enfin, tous ces assemblages doivent tenir un effort que l'on oublie souvent : le soulèvement par le vent. Une monopente, surtout ouverte sur les côtés, agit comme une aile. Le vent qui s'engouffre dessous la pousse vers le haut. Les chevrons doivent donc être ancrés sur la muralière et la sablière par des fixations capables de résister à l'arrachement, et les poteaux doivent être solidaires de leurs platines. Un appentis simplement posé sur ses appuis peut s'envoler entier lors d'une tempête.

La pente et la couverture

Sur une monopente, la question de la pente revient constamment, souvent posée à l'envers. On se demande quelle pente donner à la charpente, alors que c'est la couverture qui décide de la pente minimale.

Chaque matériau de couverture a une pente en dessous de laquelle il ne garantit plus l'étanchéité. Une tuile, qui fonctionne par recouvrement, demande une pente suffisante pour que l'eau ne remonte pas entre les pièces. Un bac acier, en grandes plaques, accepte des pentes plus faibles. Une membrane d'étanchéité continue peut se poser sur des pentes très faibles. Cette pente minimale est donnée par le fabricant du produit, en fonction de la région et de l'exposition.

Une pente trop faible pour la couverture choisie a toujours la même conséquence : l'eau ralentit, stagne, et remonte par capillarité ou poussée par le vent sous les recouvrements. La toiture fuit sans qu'aucune pièce ne soit cassée. On choisit donc la couverture d'abord, puis on donne à la charpente au moins la pente que cette couverture exige. Pour un bac acier, il faut en outre adapter l'écartement des appuis au profil de la tôle.

Le raccord avec un mur existant

Pour un appentis adossé, le point le plus délicat n'est pas la charpente elle-même, mais la jonction entre le haut du toit et le mur de la maison. C'est là que se produisent la plupart des infiltrations.

L'eau qui ruisselle sur le mur de la maison ne doit pas pouvoir passer derrière la couverture de l'appentis. On pose donc, à la jonction, une bande de solin ou une bavette : une pièce de zinc, d'aluminium ou de plomb, engravée dans le mur ou fixée sous un larmier, qui recouvre le haut de la couverture et renvoie l'eau dessus.

La muralière elle-même doit être protégée de l'eau qui ruisselle le long du mur. Une muralière qui reste mouillée pourrit et finit par lâcher les chevrons qu'elle porte.

Enfin, il faut vérifier que l'appentis ne bouche pas une ventilation, une fenêtre ou une évacuation existante sur le mur de la maison, et que la hauteur disponible sous la muralière permet la pente nécessaire. Ce sont des contraintes à relever avant de dessiner la charpente.

Avant de construire : les questions à régler

Une monopente paraît si simple qu'on est tenté de commencer par acheter le bois. Quelques questions, réglées avant, évitent pourtant la plupart des déconvenues.

À quoi va servir l'ouvrage ? Un bûcher ouvert, un carport, un atelier fermé ou une pièce habitable n'ont pas les mêmes exigences. Un abri fermé et chauffé demande de traiter la condensation sous la couverture et l'isolation ; un carport ouvert demande surtout de résister au vent. L'usage décide de la couverture, et la couverture décide de la pente.

Où se trouve-t-on ? La charge de neige et l'exposition au vent varient beaucoup d'une région à l'autre, et même d'un terrain à l'autre selon qu'il est abrité ou dégagé. Une monopente dimensionnée pour un jardin de plaine abrité peut être insuffisante sur une crête ou en altitude.

Sur quoi reposeront les poteaux ? Le sol doit pouvoir recevoir des plots ou une dalle stables, hors gel, à l'abri des eaux de ruissellement. Un poteau parfait sur un plot qui s'enfonce ne sert à rien.

Le mur peut-il porter ? Pour un appentis adossé, on vérifie la nature du mur, son épaisseur, la présence d'un chaînage, et l'absence d'ouvertures ou de réseaux à l'endroit où l'on veut fixer la muralière.

Où ira l'eau ? Tout le versant se déverse du même côté. Il faut prévoir une gouttière et une évacuation qui n'envoient pas l'eau contre une fondation, chez le voisin ou dans l'allée.

Faut-il une autorisation ? Selon la surface créée et la situation du terrain, un appentis peut relever d'une déclaration ou d'un permis. On se renseigne auprès de la mairie avant les travaux, et non après.

Les erreurs qu'on voit

Sur les charpentes monopentes, les sinistres ont des causes étonnamment répétitives.

La muralière fixée dans un enduit et non dans la maçonnerie, ou dans un isolant extérieur. Elle s'arrache sous la première charge de neige ou le premier coup de vent.

Les poteaux noyés dans le béton, qui pourrissent en pied à la jonction entre le béton et l'air, là où l'eau stagne.

L'absence de triangulation sur une monopente autoportante, qui se met progressivement en biais puis se couche.

Une pente insuffisante pour la couverture choisie, qui fait fuir un toit neuf.

Et l'oubli de l'ancrage contre le vent, qui fait s'envoler des abris entiers lors des tempêtes. Ces erreurs ont un point commun : elles ignorent ce qui distingue une monopente de la charpente bois à deux pentes, à savoir l'absence de triangle naturel. Les principes de la charpente traditionnelle en bois, appuis francs, assemblages qui portent, contreventement, s'y appliquent tout autant, et c'est ce que rappellent les charpentiers de Charpentiers France à chaque projet d'appentis.