L'analyse des chevrons est indispensable lors de la conception d'un toit, ainsi qu'à chaque modification de la couverture, afin de vérifier que les chevrons supporteront correctement l'ensemble de la charpente. Soumis à des forces variées, les chevrons peuvent provoquer un affaissement, voire une rupture du toit sous contrainte. La superficie, la pente et la composition de la toiture, sa situation géographique ainsi que l'essence de bois employée influencent directement leur résistance.
La charge permanente
La charge permanente désigne le poids du toit lui-même : le bois des chevrons, le voligeage et la couverture. Elle varie selon la taille et la pente de la toiture : un toit vaste et pentu exige davantage de matériaux et pèse donc plus lourd. Les bardeaux bitumineux ou la tôle restent bien plus légers que les tuiles en terre cuite. Des chevrons de section 50 × 150 mm offrent une meilleure résistance que du 50 × 100 mm, mais ils sont également plus lourds ; de même, un panneau de voligeage de 16 mm pèse plus qu'un modèle de 12 mm. Tous ces poids se calculent à partir des dimensions, du matériau et de la pente.
La charge variable : neige, eau et glace
La charge variable correspond au poids supplémentaire lié à l'accumulation d'eau, de neige et de glace. Le Code international du bâtiment, appliqué partout aux États-Unis, définit des valeurs de charges variables selon les régions. Certains tableaux détaillent même ces charges par code postal, sur la base des statistiques du service météorologique américain. Les toits très pentus supportent des charges moindres, car ils évacuent mieux la neige et la glace que les toitures à faible pente. Une couverture en bardeaux accumule davantage de charges qu'une toiture métallique, dont la surface lisse facilite le retrait de la neige. Certains ingénieurs en structure calculent aussi des charges de congères pour les zones sujettes aux accumulations, comme les noues où deux versants se rejoignent.
La charge due au vent
La charge éolienne correspond à la force exercée par le vent contre un élément vertical tel qu'un pan de toit. Les toits plats ou à faible pente subissent des charges éoliennes réduites. Ces valeurs reposent elles aussi sur les statistiques météorologiques régionales. Les toitures situées dans des zones exposées aux vents violents et aux tempêtes tropicales doivent donc résister à des sollicitations supérieures à celles des régions froides et moins venteuses. La plupart des codes de construction exigent désormais des équerres métalliques anticycloniques reliant les chevrons à la partie haute des murs, afin de renforcer la résistance au soulèvement dû au vent.
Le rôle de l'essence de bois
Le choix du bois joue un rôle déterminant dans la capacité des chevrons à supporter les charges. Les toits plats ou à faible pente nécessitent des sections plus importantes que les toitures pentues, qui transfèrent la charge vers les murs porteurs extérieurs. Le pin jaune de qualité n° 1 constitue le bois le plus résistant pour les chevrons, mais le pin n° 2, le sapin et l'épicéa sont aussi fréquemment utilisés. Les associations professionnelles du bois et les codes du bâtiment fournissent des tableaux indiquant la portée maximale des chevrons selon leur section, l'essence retenue et l'entraxe choisi.
Exemples concrets
Un chevron en 50 × 100 mm de pin n° 1, posé sur un toit à faible pente soumis à une charge variable inférieure à 100 kg/m² avec un entraxe de 60 cm, offre une portée maximale d'environ 2,60 m. Cette valeur chute à 1,80 m pour une charge de 200 kg/m². Avec une section de 50 × 150 mm et des charges similaires, les portées maximales atteignent respectivement environ 4,05 m et 2,85 m. Dans toutes les configurations, le sapin et l'épicéa présentent des portées maximales inférieures à celles du pin.
En résumé, une analyse rigoureuse des chevrons — intégrant les charges permanentes, climatiques et éoliennes, ainsi que les caractéristiques du bois utilisé — garantit une charpente durable, sûre et conforme aux normes en vigueur.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/home-building/1007123424.html