Les plafonds cathédrale confèrent à une pièce une impression d'espace accru et une luminosité remarquable. Leur réalisation n'est toutefois pas aussi simple qu'il y paraît : il ne suffit pas de retirer les solives existantes et de fixer des plaques de plâtre directement sous les chevrons. Pour éviter les murs qui fléchissent vers l'extérieur et les faîtages qui s'affaissent, la charpente doit être correctement conçue dès la phase d'étude du projet.
La charpente traditionnelle
Dans une charpente en bois classique, un toit à deux pans est constitué d'une série de chevrons parallèles qui montent en pente depuis les égouts du bâtiment jusqu'au faîtage, au centre du toit. Les extrémités inférieures des chevrons reposent sur le sommet des murs extérieurs, et le poids de la toiture est transmis vers le bas et vers l'extérieur, au point de rencontre entre les chevrons et les murs.
Cette charge exerce une poussée vers l'extérieur. Pour empêcher les murs de s'écarter et de céder sous le poids du toit, ils sont maintenus par des solives de plafond qui s'étendent horizontalement d'un égout à l'autre. Ces solives assurent ainsi un double rôle : elles stabilisent l'ensemble de la structure et forment le plafond de l'espace intérieur.
Le principe du plafond cathédrale
Un plafond cathédrale se caractérise par l'absence de solives horizontales au sommet des murs : le plafond est formé, du moins en partie, par les chevrons eux-mêmes. Cette configuration pose un véritable défi de conception, car sans ces solives, il faut trouver une autre solution structurelle pour contrer la poussée exercée par le poids du toit sur les murs.
Plusieurs approches permettent de résoudre ce problème :
- relier les chevrons entre eux, à une hauteur supérieure au sommet des murs, à l'aide de pièces de charpente spécifiques ;
- soutenir le toit au moyen de poteaux et de poutres structurelles ;
- recourir à des fermes industrielles préfabriquées, conçues pour répartir la charge de manière plus efficace.
Faux-entraits et panne faîtière
Les faux-entraits sont, en substance, des solives de plafond positionnées plus haut que d'ordinaire : ils relient les chevrons entre eux à une hauteur permettant d'obtenir un plafond intérieur plus élevé. Attention cependant : plus les faux-entraits sont placés haut, moins ils apportent de soutien structurel.
Une autre solution consiste à reporter une grande partie du poids du toit sur une panne faîtière massive, elle-même appuyée sur des poteaux robustes situés aux pignons du toit. Dans ce cas, la charge supportée par les chevrons et les murs extérieurs est considérablement réduite, et il devient inutile de lier les murs entre eux.
Les fermes en ciseaux
Dans une ferme en ciseaux, l'entrait horizontal (ou membrure inférieure) est remplacé par deux entraits inclinés qui remontent depuis les égouts selon une pente légèrement moins prononcée que celle des chevrons. Ces deux entraits se rejoignent à une pointe située sous le faîtage, et les deux pointes sont reliées par un élément vertical appelé poinçon central.
Les entraits inclinés participent à la répartition de la charge et maintiennent les chevrons solidaires, tout en créant un plafond intérieur en pente dont la hauteur avoisine celle du faîtage extérieur du toit — d'où l'effet « cathédrale » spectaculaire obtenu.
Bon à savoir : quelle que soit la technique retenue, la conception d'une charpente pour plafond cathédrale doit tenir compte des charges de neige et de vent locales ainsi que des normes de construction en vigueur. Il est vivement recommandé de faire valider le projet par un ingénieur en structure ou un charpentier qualifié.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/ceilings/1007028071.html