Brevet FR2597911A1 — publié le 19871030

L'invention se rapporte à un procédé de transformation d'une charpente de toiture. Elle se rapporte également aux moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé et à la charpente ainsi transformée. Notamment mais non limitativement, l'invention s'applique à la transformation de charpentes abritant des combles non aménageables afin de permettre une utilisation rationnelle de ces derniers. La charpente d'une toiture comprend une série de fermettes s'étendant entre deux murs porteurs qui relient des murs pignons. Ces fermettes sont constituées chacune principalement, d'une part, de deux arbalétriers obliques, assemblés à leur extrémité supérieure et, d'autre part, d'un entrait sensiblement horizontal qui joint leur extrémité inférieure mais ces fermettes comprennent également des éléments dits contrefiches qui forment une triangulation nécessaire à leur rigidité. Ces éléments de triangulation prennent appui sur l'entrait pour soutenir par leur face inferieure les arbalétriers sollicités en flexion par la charge du toit qu'ils recoivent sur leur face supérieure. Cette triangulation qui se repète à chaque fermette et qui constitue un obstacle à l'aménagement du comble ne peut évidemment sans autres précautions être ôtée sans mettre en péril les arbalétriers, la couverture voire l'ensemble de la construction. On connaît plusieurs procédés qui permettent d'aménager de tels combles sans pour autant nécessiter de découvrir la toiture pour permettre le passage d'éléments de renforcement de la charpente. L'un des procédés (FR-A-2.491.111) présente cependant l'inconvénient de nécessiter la mise en place de poutres qui, pour leur soutien, font appel à des piliers qui s'appuient généralement aux étages inferieurs. Pour remédier à cet inconvénient, un autre procédé (FR-A-2.518.612) permet de transférer aux murs pignons les contraintes jusqu'alors supportées par les contrefiches, A cet effet, ce procédé propose de placer longitudinalement sous les arbalétriers de chaque pan de toiture et entre deux murs pignons opposés, au moins une poutre triangulée que, par exemple, par cintrage on contraint à exercer une poussee sous les dits arbalétriers. Ce procédé donne de bons résultats mais les poutres triangulées limitent le volume du comble rationnellement utilisable à celui compris dans la seule zone centrale s'étendant entre ces deux poutres. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu (FR-A-2.542.030) de renforcer les arbalétriers par des fourrures et les entraits par des solives éventuellement soutenues depuis le sommet de la toiture par des tirants verticaux. Ce procédé donne également de bons résultats mais il exige la preparation de fourrures exactement adaptées aux dimensions des arbalétriers. En outre, la mise en place des fourrures est mal aisée et fastidieuse compte tenu de leur encombrement et de la présence de la triangulation de chaque fermette. Un resultat que l'invention vise a obtenir est un procédé de transformation de charpente dont la mise en oeuvre est aisee. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé dans lequel les moyens en vue de la mise en oeuvre s'adaptent d'eux-même aux dimensions des arbalétriers à renforcer. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précite notamment caractérisé en ce que : - pour au moins une pluralité de fermettes, on détermine au niveau de chacun des arbalétriers qui les composent, une zone d'intervention propice, d'une part, à subir sans dommage une contre-fleche et, d'autre part, à recevoir un dispositif applicateur de cette contre-flèche et plus après décrit, - ensuite au voisinage de chaque extrémité de chaque zone ainsi déterminée, on constitue dans un plan voisin de la face supérieure de chaque arbalétrier une butée supérieure apte à transmettre à l'arbalétrier une action dont les composantes axiale et transversale à cet arbalétrier sont orientées la première vers l'intérieur de la zone d'intervention la seconde vers la face inférieure du dit arbalétrier, puis, - on constitue sur la dite face inférieure de chaque arbalétrier et ce, en au moins deux points de la zone d'intervention qui sont symétriquement décalés des extrémités de la zone d'intervention vers l'intérieur de cette zone, une butée inférieure apte à transmettre à I 'arbalétrier au moins une action sensiblement normale à sa dite face inférieure en étant orientée vers cette face, - on dispose entre les deux butées inférieure et supérieure constituées au voisinage de chaque extrémité de la zone d'intervention un élément indéformable selon la direction de liaison entre les butées et on place la tete de cet élément contre la butée supérieure et le pied contre la butée inférieure et, - pour pouvoir transmettre aux éléments des actions telles que précédemment définies, au moyen d'un tirant1 on relie entre eux le pied de chaque élément indéformable et - on exerce entre eux une traction contrôlée jusqu'à obtenir la contre-fl èche de valeur souhaitée et enfin1 - successivement à chaque renforcement et/ou globalement après achèvement de l'ensemble des renforcements, on dispose la triangulation. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une illustration du procédé selon l'invention, - figure 2 : une variante des moyens de mise en oeuvre du procédé, - figure 3 : une forme préférée de réalisation d'un des moyens principaux de mise en oeuvre du procédé, - figure 4 : vu sous un autre angle, le moyen représenté en figure 3. En se reportant aux différentes figures, on voit que la charpente 1 est formée d'une série de fermettes 2 dont une seule est représentée. Tel que cela est connu, les fermettes 2 sont placées à faible distance l'une de l'autre et s'étendent chacune entre deux murs porteurs 3, 4. Les fermettes comprennent chacune principalement d'une part, deux poutres obliques 5, 6 dites arbalétriers assemblées à leur extrémité supérieure, et, d'autre part, une poutre horizontale 7 dite entrait qui joint les extrémités inférieures des dits arbalétriers. La charge du toit se reporte sur la face supérieure 8 des arbalétriers 5, 6 et les sollicite en flexion. Pour s'opposer à la flexion des dits arbalétriers, chaque fermette comprend des éléments de triangulation 9 à 12 dits contrefiches dont au moins certaines 9, 12 prennent appui sur l'entrait 7 pour soutenir chaque arbalétrier 5, 6 sensiblement au niveau de sa face inférieure 13. Pour qu'au moins dans la zone centrale, le comble soit rendu aménageable, la triangulation 9 à 12 des arbalétriers doit être otée. Selon l'invention avant d'ôter la triangulation 9 à 12 - pour au moins une pluralité de fermettes, on détermine au niveau de chacun des arbalétriers 5, 6 qui les composent, une zone d'intervention 14 propice, d'une part, à subir sans dommage une contre-flèche et, d'autre part, à recevoir un dispositif 15 applicateur de cette contre-fleche et plus apres décrit, - ensuite au voisinage de chaque extrémité 16, 17 de chaque zone 14 ainsi déterminée, on constitue dans un plan voisin 18 de la face supérieure 8 de chaque arbalétrier 5, 6 une butée supérieure 19, 20 apte à transmettre à l'arbalétrier 5, 6 une action dont les composantes axiale et transversale à cet arbalétrier 5, 6 sont orientées la première vers l'intérieur de la zone d'intervention 14, la seconde vers la face inférieure 13 du dit arbalétrier, puis, - on constitue sur la dite face inférieure 13 de chaque arbalétrier 5, 6 et ce, en au moins deux points 21, 22 de la zone d'intervention 14 qui sont symétriquement décalés des extrémités 16, 17 de la zone d'intervention 14 vers l'intérieur de cette zone, une butée inférieure 23, 24 apte à transmettre à l'arbalétrier 5, 6 au moins une action A2 sensiblement normale à sa dite face inférieure 13 en étant orientée vers cette face - on dispose entre les deux butées inférieure 23, 24 et supérieure 19, 20 constituées au voisinage de chaque extrémité 16, 17 de la zone d'intervention 14 un élément 25 indéformable selon la direction de liaison entre les butées et on place la tete 27 de cet élément 25 contre la butée supérieure 19, 20 et le pied 26 contre la butée inférieure 23, 24 et, - pour pouvoir transmettre aux éléments des actions A1, A2 telles que précédemment définies, au moyen d'un tirant, on relie entre eux le pied 26 de chaque élément indéformable 25, et - on exerce entre eux une traction contrôlée jusqu'à obtenir la contre-flèche de valeur souhaitée et enfin, - successivement a chaque renforcement et/ou globalement apres achèvement de l'ensemble des renforcements, on dépose la triangulation 9 à 12. L'homme de l'art est à même d'apprécier le décalage optimal de chaque butée supérieure par rapport à la butée inférieure qui lui est associée. Dans une forme préférée de mise en oeuvre du procédé de l'invention (figure 1) on constitue chaque butée supérieure 19, 20 au niveau de la face supérieure 8 de l'arbalétrier 5, 6. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé, selon l'invention, figure 2 - on constitue chaque butée supérieure 19, 20 en réalisant dans chacune des faces latérales 29 de l'arbalétrier 5, 6 une zone d'ancrage 30 répondant aux conditions de définition de la butée supérieure 19, 20, ces zones 30 étant situées dans un plan compris entre la face supérieure de l'arbalétrier et sa fibre neutre 31 puis, - on associe aux zones d'ancrage 30 la texte 27 des éléments indéformables 25 précités de manière à pouvoir leur transmettre une action A1 telle que précédemment définie comme etant appliquée à la butée supérieure. Conformément à une forme préferée de mise en oeuvre du procédé - on constitue chaque butée supérieure 19, 20, en formant sur l'arbalétrier un point d'ancrage 33 apte à transmettre a cet arbalétrier la composante axiale de l'action A1 appliquée à cette butée et définie telle que précédemment et, en équipant la face supérieure de l'arbalétrier d'un sabot 32 apte a transmettre à cet arbalétrier 5, 6 la composante transversale de l'action A1 telle que précédemment définie puis, - pour associer la tête de cet élément indéformable 25 a cette butée supérieure 19, 20, d'une part1 on l'appuie contre le sabot 32 lui-même appliqué contre la face supérieure de l'arbalétrier et, d'autre part1 par un organe de liaison 34, on la relie au point d'ancrage précité. I1 est notamment fréquent dans le cas de charpente en poutres metalliques de rencontrer des arbalétriers 5, 6 en profilés inaptes à recevoir des actions localisées sans subir des deformations permanentes telles des écrasements. Compte tenu des concentrations de contraintes engendrées par la mise en oeuvre du procédé, il est vivement souhaitable de renforcer au moins localement ces types de poutres et donc selon l'invention, après avoir déterminé pour une pluralité d'arbalétriers la zone d'intervention 14, on renforce par tout moyen convenable 49 la section de l'arbalétrier au moins dans chacun de ses secteurs susceptibles de se déformer par écrasement consécutif à une concentration de contraintes. eDans le cas de charpente métallique (figure 2), on préfère d'ailleurs pour constituer chaque butee supérieure 19, 20 la solution qui consiste a créer une zone d'ancrage 30 dans chacune des faces latérales 29 des arbalétriers. Par contre, dans le cas de charpente bois, on préfère constituer chaque butée supérieure 19, 20 au niveau de la face supérieure de l'arbalétrier, entre les traverses entretoisant les fermettes et supportant la couverture (non représentée). Bien entendu, le fait que ces solutions soient décrites comme pouvant être avantageusement appliquées à un type de charpente plutot qu'à un autre n'a aucun caractere limitatif pour l'invention. Les moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprennent - au moins deux butées supérieures 19,20 constituées dans un plan voisin 18 de la face supérieure 8 de chaque arbalétrier 5, 6 chacune de ces butées 19, 20 entant apte à transmettre au dit arbalétrier 5, 6 une action A1 dont les composantes axiale et transversale à cet arbalétrier sont orientées la première vers l'intérieur de la zone d'intervention 14, délimitée oar les dites butées supérieures 19, 20, la seconde vers 7a face inférieure 13 du dit arbalétrier, - au moins deux butées inférieures 23, 24 constituées au niveau de la face inférieure 13 de chaque arbalétrier 3, 4 ces butées 23, 24 étant symétriquement décalées des extrémités 16, 17 de la zone d'intervention 14 précitée et vers 1 'intérieur de cette zone, chaque butée inférieure 23, 24 étant apte à transmettre à l'arbalétrier 5, 6 au moins une action M2 sensiblement normale à la dite face inférieure 13 en étant orientée vers cette face, - au moins deux éléments 25 indéformables dsune part, chacun destine à être disposé entre une butée supérieure 19, 20 et une butée inférieure 23, 24 et, d'autre part, comprenant chacun une plaque d'appui 35 contre l'une des butées inférieures 23, 24, laquelle plaque forme le pied 25 de l'élément et est conformée pour recevoir au moins un moyen de liaison 36 avec l'extrémité 37 d'un tirant 28 destiné à relier entre eux les pieds des deux éléments indéformables 25 opposés montés sur l'arbalétrier 5, 6, . une tête d'appui 27 contre l'une des butées supérieures 19, 20, reliant la plaque d'appui 35 et la tête 27 de chaque également, deux bretelles 38 sensiblement parallèles entre elles et qui s'étendent de part et d'autre de l'arbalétrier au voisinage de ses faces latérales 29, lesquelles bretelles ont une longueur suffisante pour permettre un décalage optimal de chaque butée supérieure par rapport à la butée inférieure qui lui est associée, - au moins un tirant 28 suffisamment long pour relier les pieds 26 des deux éléments indéformables 25 opposés sur l'arbalétrier 5, 6, lequel tirant 28 est à ses extrénîtés 37 conformé pour recevoir au moins un moyen de liaison 36 avec la plaque d'appui 35 constituant le pied 26 de chaque élément 25, - au moins un moyen de liaison 36 entre chaque plaque d'appui 35 de l'élément indéformable 25 et llextremite nSt du tirant 28 qui lui est associée. Les moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé comprennent également, au niveau de chaque butée supérieure 19, 20 au moins une zone d'ancrage 30 répondant aux conditions de définition de la butée supérieure 19, 20 et comprenant un moyen d'ancrage 39 en vue de retenir la tête 27 de l'élément qui lui est associé. Dans une forme préférée, le moyen d'ancrage comprend - au moins un sabot 32 apte à transmettre à l'arbalétrier 5, 6 la composante transversale de l'action A1 appliquéeà cette butée et définie telle que précédemment, - au moins un point d'ancrage 33 apte à transmettre a l'arbalétrier la composante axiale de l'action A1 appliquée cette butée et définie telle que précédemment, - au moins un organe de liaison 34 permettant de connecter au point d'ancrage précité le sabot 32 auquel est connecté la tête de l'élément 25. Le dispositif 15 applicateur d'une contre-fleche à chaque arbalétrier comprend donc globalement tout ou partie des moyens précités. En se reportant aux figures 3, 4 on trouve une forme préféree de réalisation de l'élément indéformable 25. Celui-ci se compose d'une bande 40 de tôle, telle un feuillard découpé pour délimiter la plaque d'appui 35 constituant le pied 26 de l'élément 25 et les bretelles 38. Le moyen de liaison 36 entre chaque plaque d'appui 35 et l'extrémité 37 du tirant qui lui est associée est par exemple constitué d'un tourillon 41 traversant une chape 42 fixée à l'extrémité 37 des tirants 28 le dit tourillon 41 étant quant à lui retenu sur la plaque d'appui 35 par tout moyen connu et notamment au voisinage de chacune de ses extrémités par une boucle fermée 43 constituée par un repli de la tôle. Lorsque la tête 27 de l'élément 25 prend appui au niveau de la face supérieure 8 de l'arbalétrier 5, 6, il peut être simplement constitué d'un arbre 44 cylindrique de révolution retenu à ses extrémités par chaque extrémité libre 45 des bretelles au moyen d'une bouche fermée 46. L'organe de liaison 34 permettant de connecter la tête 27 de chaque élément 25 au point d'ancrage 33 est constitué d'au moins une biellette 47 dont une extrémité est associée à l'axe 44 et l'autre au dit point d'ancrage 33. Lorsque la tête 27 de l'élément 25 prend appui au niveau de chacune des zones d'ancrage 30 situees sur les faces latérales 29 de l'arbalétrier 5, 6 et qui constituent dans ce cas la butée supérieure 19, 20, cette tête 27 est alors composée de deux patins d'ancrage 48 chacun porté par l'une des extrémités libres 45 des bretelles 38 de l'élément 25. L'homme de l'art est à même de determiner les moyens d'ancrage 39 les plus appropriés à réaliser l'ancrage de ces patins 48 dans l'arbalétrier 5,6. Ainsi constitué le dispositif 15 d'application d'une contre-fleche a un arbalatétrier 5, 6 peut non seulement être aisément adapté à divers types de charpente, mais encore facilement mis en place sur les arbalétriers en dépit de la présence de la toiture et des éléments de triangulation qui entravent le comble a aménager. REVENDICATIONS 1. Procédé de transformation de charpente de combles à l'origine dits non aménageables afin d'en permettre néanmoins l'aménagement, laquelle charpente (1) est constituée d'une série de fermettes (2) placées à faible distance les unes des autres, qui s'etendent d'un mur porteur (3) à un autre mur porteur (4) et comprenant chacune deux arbalétriers (5, 6) qui, par leur face supérieure (8), supportent la toiture, un entrait (7) qui lie leur extrémité inférieure et des éléments de triangulation (9 a 12) qui relie l'entrait globalement à la face inférieure (13) des dits arbalétriers, ce procédé étant CARACTERISE en ce que - pour au moins une pluralité de fermettes, on détermine au niveau de chacun des arbalétriers (5, 6) qui les composent, une zone d'intervention (14) à propice, d'une part, à subir sans dommage une contre-fleche et, d'autre part, à recevoir un dispositif (15) applicateur de cette contre-fleche et plus après decrit, - ensuite au voisinage de chaque extrémité (16, 17) de chaque zone (14) ainsi déterminée, on constitue dans un plan voisin (18) de la face supérieure (8) de chaque arbalétrier (5, 6) une butée supérieure (19, 20) apte à transmettre à l'arbalétrier (5, 6) une action dont les composantes axiale et transversale à cet arbalétrier (5, 6) sont orientées la première vers l'intérieur de la zone d'intervention (14), la seconde vers la face inférieure (13) du dit arbalétrier, puis, - on constitue sur la dite face inférieure (13) de chaque arbalétrier (5, 6) et ce, en au moins deux points (21, 22) de la zone d'intervention (14) qui sont symétriquement décalés des extrémités (16, 17) de la zone d'intervention (14) vers l'intérieur de cette zone, une butée inférieure (23, 24) apte à transmettre a l'arbalétrier (5, 6) au moins une action (A2) sensiblement normale a sa dite face inférieure (13) en étant orientée vers cette face, - on dispose entre les deux butées inférieure (23, 24) et superieure (19, 20) constituées au voisinage de chaque extrémité (16, 17) de la zone d'intervention (14) un élément (25) indéformable selon la direction de liaison entre les butées et on place la tête (27) de cet élément (25) contre la butée supérieure (19, 20) et le pied (26) contre la butée inferieure (23, 24) et, - pour pouvoir transmettre aux éléments des actions (A1, A2) telles que précédemment définies, au moyen d'un tirant, on relie entre eux le pied (26) de chaque élément indéformable (25), et - on exerce entre eux une traction controlée Jusqu'à obtenir la contre-flèche de valeur souhaitée et enfin, - successivement a chaque renforcement et/ou globalement après achèvement de l'ensemble des renforcements, on dépose la triangulation (9 a 12). 2. Procéde de transformation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on constitue chaque butée supérieure (19, 20) au niveau de la face supérieure (8) de l'arbalétrier (5, 6). 3. Procédé de transformation selon la revendication 2 caractérisé en ce que - on constitue chaque butée supérieure (19, 20), en formant sur l'arbalétrier un point d'ancrage (33) apte à transmettre a cet arbalétrier la composante axiale de l'action (A1) appliquée a cette butée et définie telle que précédemment et, en équipant la face supérieure de l'arbalétrier d'un sabot (32) apte a transmettre à l'arbalétrier (5, 6) la composante transversale de l'action (A1) appliquée à cette butée et définie telle que précédemment puis, - pour associer la tête de cet élement indéformable (25) à cette butée supérieure (19, 20), d'une part, on l'appuie contre le sabot (32) lui-même appliqué contre la face supérieure de l'arbalétrier et, d'autre part, par un organe de liaison (34), on la relie au point d'ancrage précité. 4. Procédé de transformation selon la revendication 1 caractérisé en ce que - on constitue chaque butée supérieure (19, 20) en réalisant dans chacune des faces latérales (29) de l'arbalétrier (5, 6) une zone d'ancrage (30) répondant aux conditions de definition de la butée supérieure (19, 20), ces zones (30) étant situees dans un plan compris entre la face supérieure de l'arbalétrier et sa fibre neutre (31) puis, - on associe aux zones d'ancrage (30) la tête (27) des éléments indéformables (25) précités de manière à pouvoir leur transmettre une action (A1) telle que précédemment définie comme étant appliquée à la butée supérieure. 5. Procédé de transformation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'après avoir déterminé pour une pluralité d'arbalétriers la zone d'intervention (14), on renforce par tout moyen convenable (34) la section de l'arbalétrier au moins dans chacun de ses secteurs susceptibles de se déformer par ecrasement consécutif à une concentration de contraintes. 6. Moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisés en ce qu'ils comprennent - au moins deux butées supérieures (19,20) constituées dans un plan voisin (18) de la face supérieure (8) de chaque arbalétrier (5, 6) chacune de ces butées (19, 20) étant apte à transmettre au dit arbalétrier (5, 6) une action (A1) dont les composantes axiale et transversale à cet arbalétrier sont orientées la première vers l'intérieur de la zone d'intervention (14), délimitée par les dites butées supérieures (19, 20), la seconde vers la face inférieure (13) du dit arbalétrier, - au moins deux butees inférieures (23, 24) constituees au niveau de la face inférieure (13) de chaque arbalétrier (3, 4) ces butées (23, 24) étant symétriquement décalées des extrémités (16, 17) de la zone d'intervention (14) précitée et vers l'intérieur de cette zone, chaque butée inférieure (23, 24) étant apte à transmettre à l'arbalétrier (5, 6) au moins une action (A2) sensiblement normale à la dite face inférieure (13) en étant orientée vers cette face, - au moins deux éléments (25) indéformables d'une part, chacun destiné à être disposé entre une butee supérieure (19, 20) et une butee inférieure (23, 24) et, d'autre part, comprenant chacun une plaque d'appui (35) contre l'une des butees inférieures (23, 24), laquelle plaque forme le pied (26) de l'élément et est conforme pour recevoir au moins un moyen de liaison (36) avec l'extrémité (37) d'un tirant (28) destiné a relier entre eux les pieds des deux éléments indéformables (25) opposés montés sur l'arbalétrier (5, 6), une tête d'appui (27) contre l'une des butées supérieures (19, 20), reliant la plaque d'appui (35) et la tête (27) de chaque élément, deux bretelles (38) sensiblement parallèles entre elles et qui s'étendent de part et d'autre de l'arbalétrier au voisinage de ses faces latérales (29), lesquelles bretelles ont une longueur suffisante pour permettre un décalage optimal de chauqe butée superieure par rapport à la butée inférieure qui lui est associée, - au moins un tirant (28) suffisamment long pour relier les pieds (26) des deux éléments indéformables (25) opposés sur l'arbalétrier (5, 6), lequel tirant (28) est à ses extrémités (37) conformé pour recevoir au moins un moyen de liaison (36) avec la plaque d'appui (35) constituant le pied (26) de chaque élément (25), - au moins un moyen de liaison (36) entre chaque plaque d'appui (35) de l'element indéformable (25) et l'extrémité (37) du tirant (28) qui lui est associée. 7. Moyens selon la revendication 6 caractérisés en ce qu'ils comprennent - au moins un sabot (32) apte à transmettre à l'arbalétrier (5, 6) la composante transversale de l'action (A1) appliquee à cette butée et définie telle que précédemment, - au moins un point d'ancrage (33) apte à transmettre à l'arbalétrier la composante axiale de l'action (A1) appliquée à cette butée et definie telle que précédemment, - au moins un organe de liaison (34) permettant de connecter au point d'ancrage précité le sabot (32) auquel est connecté la tête de l'élément (25). 8. Moyens selon la revendication 6 ou 7 caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins une zone d'ancrage (30) repondant aux conditions de définition de la butée supérieure (19, 20) et comprenant un moyen d'ancrage (39) en vue de retenir la tête (27) de l'élément qui lui est associe.