Les dessins de charpente bois

# Les dessins de charpente bois ## Dessins de charpente bois avec fermes clouées ### Introduction Bienvenue à cette leçon sur les dessins de charpente bois, avec un focus particulier sur les fermes clouées, également appelées fermettes. Ces éléments préfabriqués sont essentiels dans la construction moderne pour leur rapidité de mise en œuvre et leur coût maîtrisé. En tant que futur technicien en dessin industriel, comprendre comment représenter ces structures est fondamental pour la bonne exécution des projets de construction. Nous allons explorer les principes de base du dessin de ces fermes, les conventions graphiques spécifiques, ainsi que les éléments clés à inclure pour garantir la clarté et la précision des plans. ### Concepts Clés #### 1. Qu'est-ce qu'une ferme clouée (fermette) ? Une ferme clouée est une structure triangulée préfabriquée en bois, conçue pour supporter la toiture. Elle est caractérisée par l'assemblage de ses membrures (éléments en bois) à l'aide de goussets métalliques pré-cloués ou de plaques à pointes (également appelées connecteurs). Ces fermes sont très répandues dans les constructions résidentielles et les bâtiments commerciaux légers. ##### Avantages des fermes clouées: * **Économie:** Coût de fabrication généralement inférieur aux charpentes traditionnelles. * **Rapidité:** Fabrication en usine et installation rapide sur chantier. * **Légèreté:** Plus légères que les structures traditionnelles, réduisant le poids sur les fondations. * **Précision:** Fabrication sous contrôle qualité en usine, garantissant une meilleure précision dimensionnelle. #### 2. Composants principaux d'une ferme clouée Chaque ferme est composée de plusieurs éléments, dont la terminologie est cruciale pour le dessin: * **Entrait:** Membrure horizontale inférieure qui relie les pieds des arbalétriers. Il peut être droit, retroussé ou porteur. * **Arbalétrier:** Membrures inclinées formant les versants de la toiture, reliant l'entrait au faîtage. * **Poinçon:** Élément vertical central reliant l'entrait et le faîtage (généralement dans les fermes à poinçon). * **Contrefiches (ou Diagonales):** Éléments inclinés qui rigidifient la ferme et transmettent les efforts. * **Montants (ou Verticaux):** Éléments verticaux de renfort. * **Goussets métalliques (Plaques à pointes):** Plaques en acier galvanisé munies de dents ou de pointes, utilisées pour connecter les différentes membrures entre elles aux nœuds. #### 3. Types courants de fermes clouées Il existe plusieurs configurations de fermes, chacune adaptée à des portées et des formes de toiture spécifiques: * **Ferme en W (ou Pratt):** La plus courante, reconnaissable à sa forme en 'W' inversé, offrant une excellente répartition des charges. * **Ferme à poinçon (King Post):** Avec un poinçon central et deux contrefiches, adaptée aux portées moyennes. * **Ferme à deux poinçons (Queen Post):** Pour des portées plus importantes, avec deux poinçons et une membrure horizontale supérieure entre eux. * **Ferme arbalétrier retroussé:** Permettant de créer un comble aménageable en relevant une partie de l'entrait. #### 4. Principes de Dessin des Fermes Clouées Les dessins de charpente en bois doivent être clairs, précis et conformes aux normes techniques. ##### a. Vues à représenter * **Vue en élévation (Façade de la ferme):** Montre la géométrie complète de la ferme, l'emplacement des goussets, les sections des bois, les pentes et les portées. C'est la vue principale pour définir la forme de la ferme. * **Plan d'implantation des fermes:** Montre l'emplacement et l'espacement des fermes sur le plan de la toiture, ainsi que les pannes (faîtière, intermédiaires, sablières). * **Vues de détail:** Zooms sur les nœuds d'assemblage, montrant en détail la disposition des goussets métalliques, les fixations et les dimensions précises. * **Coupes:** Pour montrer la relation de la charpente avec d'autres éléments de la construction (planchers, murs). ##### b. Échelles de dessin Le choix de l'échelle est crucial pour la lisibilité: * **Plan d'implantation:** Généralement 1:100 ou 1:50. * **Vues en élévation des fermes:** 1:50 ou 1:20 pour plus de détails. * **Détails d'assemblage:** 1:10 ou 1:5. ##### c. Cotation Les cotes essentielles à inclure sont: * **Portée:** Distance horizontale entre les appuis. * **Hauteur totale et hauteurs partielles:** Du faîtage à l'entrait, hauteurs des appuis. * **Pente de toiture:** Exprimée en degrés ou en pourcentage (ex: \( 45^{\circ} \) ou 100%). * **Sections des membrures:** Dimensions du bois (ex: 36x145 mm). * **Positionnement des goussets:** Dimensions par rapport aux arêtes des bois. * **Entraxe des fermes:** Espacement entre deux fermes consécutives (généralement 600 mm ou 900 mm). ##### d. Symbolisation et hachures * Utiliser des hachures normalisées pour représenter les coupes de bois. * Les goussets métalliques sont généralement représentés par des contours spécifiques, parfois avec des points pour les pointes. ### Vocabulaire * **Charpente bois:** Ensemble des pièces de bois constituant l'ossature d'une toiture ou d'un bâtiment. * **Ferme clouée / Fermette:** Structure triangulée préfabriquée en bois assemblée par des goussets métalliques. * **Arbalétrier:** Pièce de bois inclinée d'une ferme, formant le rampant de la toiture. * **Entrait:** Pièce de bois horizontale formant la base d'une ferme, supportant les charges du plafond. * **Poinçon:** Pièce de bois verticale au centre d'une ferme. * **Contrefiche:** Pièce de bois inclinée renforçant une ferme, reliant l'entrait et l'arbalétrier ou le poinçon. * **Gousset (à pointes, métallique):** Plaque métallique munie de pointes, utilisée pour l'assemblage des membrures des fermes clouées. * **Panne (faîtière, intermédiaire, sablière):** Pièces de bois horizontales posées sur les fermes ou chevrons, supportant les chevrons ou liteaux. La panne faîtière est au sommet, la sablière en bas sur les murs. * **Chevron:** Pièce de bois posée dans le sens de la pente, perpendiculaire aux pannes, supportant les liteaux. * **Liteau:** Petite pièce de bois fixée sur les chevrons, supportant les éléments de couverture (tuiles, ardoises). * **Portée:** Distance entre les points d'appui d'un élément structurel. * **Pente:** Inclinaison d'une toiture, généralement exprimée en degrés ou en pourcentage. * **Comble:** Espace situé entre le dernier plancher et la toiture. Il peut être aménageable ou perdu. ### Exemples #### 1. Vue en élévation d'une ferme en W (exemple simplifié) ```markdown +---------------------------------------+ | /|\ /|\ | | / | \ / | \ | | / | \ / | \ | | / | \ / | \ | | / | \ / | \ | | / | \ / | \ | | /______o______\_/_______o______\ | | | | | | | | | | | | | |-------o-------------o-o-------------o-------| ^ ^ ^ ^ Pied d'arbalétrier (Gousset) ``` * Les lignes inclinées représentent les **arbalétriers**. * La ligne horizontale inférieure représente l'**entrait**. * Les lignes intérieures en 'W' représentent les **contrefiches** et les **montants**. * Les 'o' représentent les **nœuds d'assemblage** (emplacements des goussets métalliques). #### 2. Détail d'un assemblage par gousset métallique Imaginez une intersection entre un entrait et un arbalétrier. Le gousset serait une plaque rectangulaire ou carrée superposée sur les deux pièces de bois, avec ses pointes s'enfonçant dans le bois pour assurer la liaison. Sur un dessin, ce serait une forme géométrique recouvrant le nœud, avec parfois des indications de pointes ou de boulons si nécessaire. ### Exercices 1. Identifiez sur un schéma de ferme en W les éléments suivants: entrait, arbalétrier, contrefiche, gousset métallique. 2. Pour une toiture ayant une portée de 8 mètres et une hauteur sous faîtage de 3 mètres (à partir de l'entrait), quel type de ferme clouée serait le plus approprié selon vous, et pourquoi? 3. Énumérez trois informations essentielles à faire figurer sur un plan d'implantation de fermes clouées. ### Devoirs 1. **Dessin de ferme:** À l'échelle 1:20, dessinez une ferme à poinçon simple d'une portée de 6 mètres, avec une pente de toiture de 35 degrés. Incluez les sections des bois (par exemple, 36x145 mm pour les arbalétriers et l'entrait). Représentez au moins un gousset métallique de manière détaillée à un nœud de votre choix. 2. **Recherche:** Recherchez et décrivez la différence entre un comble perdu et un comble aménageable en ce qui concerne la conception des fermes clouées. Illustrez avec un petit croquis pour chaque cas. ### Résumé Les dessins de charpente bois avec fermes clouées sont des documents techniques indispensables pour la construction. Ils doivent clairement indiquer la géométrie de la ferme, l'emplacement et le type de toutes les membrures, les détails des assemblages par goussets métalliques, ainsi que toutes les cotes pertinentes (portée, hauteur, pente, sections des bois, entraxes). La maîtrise des conventions de dessin et de la terminologie spécifique est essentielle pour communiquer efficacement les informations techniques aux équipes de fabrication et de pose. Une bonne compréhension de ces plans garantit la solidité et la conformité de l'ouvrage final. ## Dessins de charpente bois avec fermes boulonnées ### Introduction Bienvenue à ce cours sur les dessins de charpente bois, spécifiquement axé sur les fermes avec assemblages boulonnés. Les charpentes en bois sont des éléments essentiels dans la construction de nombreux bâtiments, allant des maisons individuelles aux structures industrielles. Comprendre comment les dessiner est fondamental pour tout futur professionnel du bâtiment. Ce cours vous guidera à travers les principes de conception et de représentation graphique des fermes de charpente en bois utilisant des assemblages boulonnés, en mettant l'accent sur la clarté, la précision et le respect des normes. ### Concepts Clés #### Qu'est-ce qu'une ferme de charpente bois ? Une ferme est un élément structurel triangulé qui supporte la toiture et transmet les charges aux murs porteurs ou aux poteaux. Elle est composée de plusieurs pièces de bois travaillant en compression et en traction. * **Arbalétriers:** Pièces inclinées qui suivent la pente du toit. * **Entrait:** Pièce horizontale inférieure qui relie la base des arbalétriers et reprend les efforts de traction horizontaux. * **Poinçon:** Pièce verticale centrale qui relie l'entrait et le faîtage des arbalétriers. * **Contrefiches (ou Jambes de force):** Pièces obliques qui rigidifient la ferme et transmettent les efforts entre le poinçon, les arbalétriers et l'entrait. #### Les principes de l'assemblage boulonné Les assemblages boulonnés sont couramment utilisés en charpente bois pour leur robustesse, leur facilité de mise en œuvre et leur capacité à reprendre des efforts importants. Ils permettent de joindre plusieurs pièces de bois, souvent renforcées par des platines métalliques. * **Rôle des boulons:** Les boulons transmettent les efforts de cisaillement, de traction ou de compression entre les pièces. Ils sont insérés dans des perçages préalablement réalisés. * **Composition d'un assemblage boulonné:** Un boulon est généralement constitué d'une tige filetée, d'une tête, d'un écrou et de rondelles. Les rondelles sont essentielles pour répartir la pression sur une plus grande surface du bois et éviter son écrasement ou son endommagement localisé. * **Disposition des boulons:** La position des boulons n'est pas aléatoire. Elle doit respecter des règles pour assurer la résistance de l'assemblage et la pérennité du bois: * **Entraxe (e):** Distance entre les axes de deux boulons consécutifs. Il doit être suffisant pour éviter l'éclatement du bois (ex: \(e \ge 3d\) où \(d\) est le diamètre du boulon). * **Distance aux bords (rives et abouts):** Distance entre l'axe d'un boulon et le bord de la pièce de bois. Ces distances varient selon le sens du fil du bois et sont critiques pour éviter la fente (ex: \(7d\) dans le sens du fil, \(3d\) perpendiculairement au fil pour les abouts en traction). * **Platines métalliques:** Souvent utilisées pour renforcer les assemblages, notamment lorsque les efforts sont importants ou que plusieurs pièces se rejoignent. Elles permettent une meilleure répartition des efforts. #### Représentation graphique des assemblages boulonnés Un dessin clair et précis est crucial pour la fabrication et le montage. * **Vues en plan et en élévation:** La ferme est représentée dans son ensemble, avec les contours des pièces de bois et la position des axes de boulons. * **Coupes de détails:** Les assemblages complexes sont souvent représentés en coupe à une échelle plus grande pour montrer la disposition exacte des boulons, des rondelles, des écrous et des platines métalliques. C'est ici que la profondeur de l'assemblage est la plus claire. * **Symboles normalisés:** * Les boulons sont représentés de manière simplifiée en vue de face et de profil. * Les matériaux (bois, acier) ont leurs propres hachures en coupe. * **Cotation spécifique:** Il faut coter les diamètres des perçages, les entraxes, les distances aux bords, l'épaisseur des platines et les dimensions des pièces de bois. N'oubliez pas la tolérance pour les perçages. #### Nomenclature et cartouche Tout dessin technique doit inclure une nomenclature (liste des composants avec leurs désignations, quantités et matériaux) et un cartouche (informations sur le projet, l'auteur, l'échelle, la date, etc.). ### Vocabulaire Technique * **Ferme:** Structure triangulée supportant la toiture. * **Arbalétrier:** Pièce inclinée de la ferme. * **Entrait:** Pièce horizontale inférieure de la ferme. * **Poinçon:** Pièce verticale centrale de la ferme. * **Contrefiche / Jambe de force:** Pièce oblique de renfort. * **Boulon:** Élément d'assemblage mécanique composé d'une tige filetée et d'une tête, associé à un écrou et des rondelles. * **Rondelle:** Pièce plate et annulaire placée sous la tête du boulon et l'écrou pour répartir la charge. * **Écrou:** Pièce filetée qui se visse sur le boulon pour le serrer. * **Platine d'assemblage:** Plaque métallique utilisée pour renforcer ou relier des pièces de bois. * **Perçage:** Trou cylindrique réalisé dans le bois pour insérer un boulon. * **Entraxe:** Distance entre les axes de deux éléments (par exemple, deux boulons). * **About:** Extrémité d'une pièce de bois. * **Rive:** Bord latéral d'une pièce de bois. * **Fil du bois:** Direction des fibres du bois, importante pour la résistance aux efforts. * **Cisaillement:** Effort tendant à trancher un matériau. ### Exemples #### Exemple d'assemblage entrait-poinçon-contrefiche avec platines boulonnées Imaginez un assemblage au niveau du poinçon et de l'entrait, renforcé par des platines métalliques de chaque côté. 1. **Vue en élévation (face):** Représentez l'entrait (horizontal), le poinçon (vertical) et les contrefiches (obliques) convergeant vers le poinçon. Les platines métalliques sont visibles de chaque côté du bois. Les axes des boulons sont marqués par des croix ou des lignes de centre. 2. **Vue en coupe (détail):** Prenez une coupe à travers l'assemblage. Vous verrez alors: * Les sections des pièces de bois (entrait, poinçon). * Les platines métalliques, avec leur épaisseur. * Les boulons en coupe, avec leurs têtes, écrous et rondelles. L'espacement des boulons et leur distance aux bords sont clairement indiqués. 3. **Cotation:** * Diamètre des perçages pour les boulons (ex: \( ext{Ø}22 \) pour des boulons de \( ext{Ø}20 \)). * Épaisseur des platines (ex: \( 8\text{mm} \)). * Entraxes des boulons (ex: \( 80 \text{mm} \)). * Distances aux abouts et aux rives (ex: \( 140 \text{mm} \) le long du fil, \( 60 \text{mm} \) perpendiculairement au fil). Ceci permet au charpentier de percer précisément et d'assembler correctement les éléments. ### Exercices 1. **Identification:** Sur un dessin de ferme de charpente simple (type ferme à poinçon), identifiez et nommez les arbalétriers, l'entrait, le poinçon et les contrefiches. Indiquez également le sens des efforts (compression ou traction) dans chaque pièce. 2. **Détail d'assemblage:** Dessinez le détail en coupe d'un assemblage boulonné entre un arbalétrier et l'entrait, sans platine métallique. Utilisez un boulon de diamètre \(16\text{mm}\) et représentez les rondelles. Coter le diamètre du perçage, l'entraxe des boulons (si multiples) et une distance à l'about et à la rive typique. 3. **Calcul simplifié:** Si un boulon a un diamètre \(d = 20\text{mm}\), quelle serait la distance minimale recommandée à l'about dans le sens du fil du bois (en prenant \(7d\)) et perpendiculairement au fil (en prenant \(3d\)) ? ### Devoir à la Maison 1. **Conception et dessin:** À partir des dimensions suivantes, dessinez une ferme de charpente bois simple à poinçon avec des assemblages boulonnés (sans platine métallique pour les assemblages bois/bois et avec platine pour l'assemblage arbalétrier/entrait/poinçon): * Portée (largeur de l'entrait) : \( 8\text{m} \) * Hauteur du poinçon : \( 2.5\text{m} \) * Sections des pièces de bois : Entrait \( 200 \times 250\text{mm} \), Arbalétriers \( 150 \times 200\text{mm} \), Poinçon \( 150 \times 150\text{mm} \), Contrefiches \( 100 \times 150\text{mm} \). * Boulons de \( ext{Ø}20\text{mm} \) pour tous les assemblages. Votre travail devra inclure: * Une vue d'ensemble de la ferme en élévation à une échelle appropriée (ex: 1:50). * Un détail en coupe de l'assemblage entrait-poinçon-contrefiche avec platines (échelle 1:10). * Une nomenclature partielle pour les pièces de bois et les boulons. * Un cartouche complet. 2. **Recherche:** Renseignez-vous sur les différents types de rondelles utilisées en charpente bois et leurs fonctions spécifiques (ex: rondelle plate, rondelle crantée, rondelle à denture). Expliquez leur utilité et leur représentation symbolique en dessin technique. ### Résumé Ce cours a mis en lumière l'importance des dessins de charpente bois avec fermes boulonnées. Nous avons exploré les composants fondamentaux d'une ferme, les principes des assemblages boulonnés avec leurs règles de disposition et de dimensionnement, ainsi que les conventions de représentation graphique. La précision dans le dessin des détails, la cotation juste et l'utilisation de symboles normalisés sont garants de la bonne exécution d'un ouvrage. Maîtriser ces compétences est essentiel pour concevoir des structures en bois sûres et efficaces. ## Dessins de charpente bois avec fermes en lamellé-collé ### Introduction Bienvenue dans cette leçon dédiée aux dessins de charpente bois, avec un focus particulier sur les fermes en lamellé-collé. Les charpentes bois sont fondamentales dans la construction de nombreux bâtiments, des maisons individuelles aux grandes structures industrielles ou sportives. Le bois lamellé-collé (BLC) a révolutionné ce domaine en permettant la création de portées importantes et de formes architecturales complexes. Comprendre la lecture et la conception de ces dessins est essentiel pour tout professionnel du bâtiment. Cette leçon vous guidera à travers les concepts clés, le vocabulaire spécifique, et les particularités des dessins de charpente utilisant des fermes en lamellé-collé. ### Concepts Clés #### Qu'est-ce qu'une charpente bois ? Une charpente est l'ossature d'un ouvrage, souvent un bâtiment, qui supporte la couverture et transmet les charges aux fondations. En bois, elle est composée d'un assemblage de pièces de bois (poutres, chevrons, pannes, etc.) agencées pour résister aux différentes contraintes (poids de la toiture, neige, vent). * **Types de bois utilisés :** * **Bois massif :** Traditionnel, issu directement de la coupe d'un arbre. * **Bois lamellé-collé (BLC) :** Fabriqué par l'assemblage de lamelles de bois séchées et collées entre elles. #### Le Bois Lamellé-Collé (BLC) Le BLC est un matériau composite à base de bois. Il est obtenu par le collage de plusieurs lamelles de bois (généralement des résineux) dont les fils sont orientés parallèlement. Ce processus permet d'obtenir des pièces de grandes dimensions et aux formes variées. * **Fabrication :** Les lamelles sont séchées, purgées de leurs défauts (nœuds, fentes) puis assemblées par entures multiples (doigt de Jupiter) et collées sous pression. * **Avantages du BLC :** * **Grandes portées :** Permet de franchir des espaces importants sans appui intermédiaire, grâce à sa haute résistance mécanique. * **Formes complexes :** Possibilité de fabriquer des poutres courbes ou de sections variables. * **Stabilité dimensionnelle :** Moins sujet aux déformations (retrait, tuilage) que le bois massif. * **Résistance au feu :** Le BLC conserve mieux ses propriétés mécaniques que l'acier en cas d'incendie (charbonisation superficielle). * **Esthétique :** Aspect chaleureux et naturel du bois apparent, souvent utilisé en architecture contemporaine. * **Inconvénients du BLC :** * **Coût :** Généralement plus élevé que le bois massif. * **Poids :** Plus lourd que le bois massif de même section pour des performances structurelles comparables. * **Sensibilité à l'humidité :** Nécessite une protection adéquate contre les intempéries. #### Les fermes en lamellé-collé Une ferme est un élément essentiel de la charpente, formant un triangle indéformable qui reprend les charges de la toiture et les transmet aux murs ou poteaux porteurs. * **Éléments constitutifs d'une ferme (traditionnelle) :** * **Arbalétrier :** Pièce inclinée qui supporte les pannes. * **Entrait :** Pièce horizontale qui relie les pieds des arbalétriers, reprenant les efforts d'écartement. * **Poinçon :** Pièce verticale centrale, reliant l'entrait et le faîtage. * **Contrefiches (ou aisseliers) :** Pièces obliques reliant le poinçon aux arbalétriers, ou les arbalétriers à l'entrait, pour rigidifier l'ensemble. * **Spécificités des fermes en BLC :** * Souvent utilisées pour des **très grandes portées** (plusieurs dizaines de mètres) dans des bâtiments comme les gymnases, les hangars agricoles ou industriels, les piscines. Une portée courante peut être de l'ordre de \( 30 \) à \( 50 \) mètres. * Peuvent prendre des formes variées (droites, courbes, en treillis, en arc) offrant une grande liberté architecturale. * Les assemblages sont souvent réalisés avec des **platines métalliques** et des **goujons/boulons** pour assurer la transmission des efforts élevés. * **Types de fermes en BLC :** * **Fermes à entrait porteur :** L'entrait supporte directement le plancher ou d'autres éléments. * **Fermes en treillis :** Composées de membrures (supérieure et inférieure) et de montants/diagonales formant un réseau de triangles. * **Fermes cintrées ou en arc :** Offrent une esthétique particulière et permettent d'optimiser l'espace intérieur. #### Lecture et interprétation des dessins de charpente BLC Les dessins de charpente en BLC sont cruciaux pour la fabrication, l'assemblage et la pose des éléments. Ils doivent être précis et conformes aux normes. * **Plans de masse/implantation :** Montrent la position des fermes par rapport à l'ensemble du bâtiment. * **Vues en plan :** * **Plan de toiture :** Indique les pentes, les faîtages, les noues et les arêtiers. * **Plan de pannes et chevrons :** Détaille la position et le repérage de ces éléments secondaires supportant la couverture. * **Coupes :** Permettent de visualiser la hauteur des fermes, les pentes, et les détails des assemblages. * **Élévations :** Présentent les façades du bâtiment avec la structure apparente. * **Détails d'assemblage :** Ce sont les pièces les plus importantes. Elles montrent : * Les platines métalliques (épaisseur, forme, matériau). * Les boulons, goujons, et autres connecteurs (diamètre \( \phi \), longueur, nombre, position précise). * Les entailles et abouts des pièces de bois. * **Nomenclatures et repérages :** Chaque pièce (ferme, arbalétrier, entrait, etc.) est repérée sur les plans et listée dans une nomenclature précisant ses dimensions (longueur, section \( \text{largeur} \times \text{hauteur} \)), son essence de bois, et sa quantité. * **Symboles et annotations spécifiques :** Indiquent les sens de pose, les niveaux, les tolérances, les traitements de surface. #### Normes et réglementations La conception et le dessin des charpentes bois doivent respecter des normes strictes pour garantir la sécurité et la durabilité des ouvrages. * **Eurocode 5 (EC5) :** C'est la norme européenne de référence pour le calcul et la conception des structures en bois. Elle couvre les aspects de résistance, de stabilité, de sécurité au feu, et de durabilité. * **Sécurité incendie :** Les bâtiments doivent respecter des exigences de résistance au feu spécifiques (stabilité des éléments, non-propagation). * **Environnement :** Prise en compte de la durabilité du bois et de sa provenance. ### Vocabulaire * **Charpente bois :** Ossature principale en bois d'un bâtiment. * **Bois lamellé-collé (BLC) :** Bois reconstitué par collage de lamelles. * **Ferme :** Élément triangulaire principal d'une charpente, supportant la toiture. * **Arbalétrier :** Pièce inclinée de la ferme, supportant les pannes. * **Entrait :** Pièce horizontale de la ferme, souvent en bas, reprenant les efforts d'écartement. * **Poinçon :** Pièce verticale centrale de la ferme, reliant faîtage et entrait. * **Contrefiche / Aisselier :** Pièce oblique rigidifiant la ferme. * **Pannes :** Poutres horizontales posées sur les fermes, supportant les chevrons. * **Chevrons :** Petites pièces en bois posées sur les pannes, supportant le lattage et la couverture. * **Solivage :** Ensemble des solives qui supportent un plancher. * **Assemblage :** Jonction de plusieurs pièces de bois (ou bois-métal). * **Goujon :** Tige métallique insérée dans le bois pour transmettre des efforts, souvent avec des boulons. * **Platine métallique :** Pièce d'acier utilisée pour renforcer ou réaliser des assemblages complexes. * **Repérage :** Système d'identification unique de chaque pièce sur un dessin. * **Nomenclature :** Liste récapitulative des pièces avec leurs caractéristiques. ### Exemples #### Exemple 1 : Assemblage d'un arbalétrier sur un entrait de ferme en BLC Imaginez une ferme en BLC de \( 25 \) mètres de portée. L'assemblage entre l'arbalétrier et l'entrait au niveau du mur (pied de ferme) est critique. Il est souvent réalisé par une platine métallique boulonnée. * **Description de l'assemblage :** Une platine en acier de \( 10 \) mm d'épaisseur est insérée dans une entaille de l'entrait et de l'arbalétrier. Elle est fixée par \( 8 \) goujons de diamètre \( \phi 16 \) mm, répartis sur les deux pièces. La platine est elle-même ancrée au béton par des tiges filetées scellées. * **Annotation sur le dessin :** Les dessins de détail montreront la coupe de l'assemblage avec les cotes précises pour le positionnement des goujons, les dimensions de l'entaille, et les spécifications de la platine (matériau, épaisseur, traitement). #### Exemple 2 : Coupe d'une ferme cintrée pour un gymnase Dans le cas d'un gymnase, les fermes en BLC peuvent être cintrées pour créer un grand volume sans poteaux intermédiaires. Une coupe transversale du bâtiment montrerait : * La forme courbe de la ferme, par exemple un arc de cercle avec un rayon \( R = 20 \) mètres. * La section des éléments de BLC, par exemple \( 200 \times 1000 \) mm au faîtage et \( 200 \times 600 \) mm aux pieds. * Les points d'appui sur les poteaux béton ou acier. * Le système de pannes et de chevrons supportant la couverture. * Les détails des liaisons entre la ferme et les pannes (sabots métalliques, boulons). ### Exercices 1. **Identification :** Sur un schéma de ferme simple (avec arbalétrier, entrait, poinçon, contrefiches), identifiez et nommez chaque élément. 2. **Avantage du BLC :** Quel est l'avantage principal des fermes en lamellé-collé par rapport aux fermes en bois massif lorsqu'il s'agit de construire un hangar agricole de grande portée ? 3. **Fonction d'une platine :** Expliquez le rôle d'une platine métallique dans un assemblage de ferme en BLC. 4. **Lecture de plan :** Si un plan indique une section de poutre BLC comme \( 160 \times 800 \) mm, qu'est-ce que cela signifie ? ### Devoirs 1. **Recherche :** Recherchez trois exemples de bâtiments notables (en France ou ailleurs) qui utilisent des charpentes avec des fermes en bois lamellé-collé. Pour chaque exemple, indiquez le type de bâtiment, la portée approximative des fermes, et si possible, une photo. 2. **Esquisse :** Sur une feuille de papier, esquissez une ferme en BLC de type treillis. Annotez les principaux éléments (membrures supérieures, inférieures, montants, diagonales) et imaginez un détail d'assemblage simple (par exemple, un nœud de treillis avec des boulons). 3. **Analyse comparative :** Dans quelle situation architecturale ou structurelle serait-il plus pertinent d'utiliser des fermes en BLC plutôt que des fermes en béton armé ? Justifiez votre réponse en listant au moins trois arguments. ### Résumé Cette leçon a exploré les dessins de charpente bois, en se concentrant sur les fermes en lamellé-collé. Nous avons appris que le BLC est un matériau composite innovant qui offre des performances structurelles exceptionnelles, notamment pour les grandes portées et les formes complexes. La lecture des dessins de charpente en BLC est essentielle et implique la compréhension des plans d'implantation, des vues en plan, des coupes, et surtout des détails d'assemblage avec les platines et goujons métalliques. Nous avons également souligné l'importance cruciale du respect des normes, notamment l'Eurocode 5, pour la sécurité et la durabilité des constructions. Maîtriser ces concepts vous permettra de mieux comprendre et de concevoir des charpentes bois performantes et esthétiques. Le bois lamellé-collé est un matériau d'avenir pour une construction durable et innovante. ## Dessins des escaliers en bois ### Introduction Les escaliers sont des éléments essentiels de toute construction, permettant le passage entre différents niveaux. Dans le domaine de la charpente bois, la conception et le dessin précis des escaliers sont cruciaux pour assurer leur fonctionnalité, leur sécurité et leur esthétique. Cette leçon vous introduira aux principes fondamentaux de la conception et du dessin des escaliers en bois, en détaillant leurs composants, les règles de dimensionnement et les différentes représentations graphiques. ### Concepts Clés #### 1. Types d'escaliers en bois Les escaliers peuvent être classés selon leur forme et leur disposition: * **Escalier droit:** Le plus simple, sans changement de direction. * **Escalier quart tournant:** Comporte un ou plusieurs paliers ou marches rayonnantes qui permettent un changement de direction de 90 degrés. * **Escalier deux quarts tournants (ou demi-tournant):** Comporte un changement de direction de 180 degrés, souvent avec un palier intermédiaire. * **Escalier hélicoïdal (ou en colimaçon):** Les marches s'enroulent autour d'un fût central. #### 2. Éléments constitutifs d'un escalier Comprendre la terminologie est essentiel pour le dessin: * **Marche:** La surface horizontale sur laquelle on pose le pied. Elle est définie par son **giron** (profondeur) et sa **hauteur**. * **Contremarche:** La surface verticale entre deux marches consécutives. * **Limon:** Pièce d'appui latérale qui supporte les marches et les contremarches. On distingue le limon à crémaillère (découpé pour recevoir les marches) et le limon à l'anglaise (plein, les marches s'encastrent dedans). * **Main courante:** Pièce le long de laquelle on tient la main pour se sécuriser. * **Balustre:** Petites colonnes verticales soutenant la main courante, fixées sur les marches ou le limon. * **Poteau de départ/arrivée:** Poteau vertical massif marquant le début ou la fin d'une volée d'escalier. * **Nez de marche:** Bord avant de la marche, souvent arrondi ou mouluré. * **Jour:** Espace central laissé vide dans un escalier tournant ou hélicoïdal. * **Volée:** Ensemble de marches ininterrompues entre deux paliers ou entre le sol et un palier. #### 3. Calculs et dimensionnement (Loi de Blondel) La conception d'un escalier repose sur des règles ergonomiques et de sécurité, notamment la loi de Blondel qui établit une relation entre la hauteur de marche (h) et le giron (g): \[ 2h + g = ext{environ } (60 ext{ à } 64) ext{ cm} \] * **h:** Hauteur de la marche (distance verticale entre deux marches consécutives). * **g:** Giron de la marche (distance horizontale entre le nez de deux marches consécutives). Autres dimensions clés: * **Hauteur à monter (Ht):** Hauteur totale entre les deux niveaux à relier. * **Nombre de marches (Nm):** \( Nm = rac{Ht}{h} \) (arrondi à l'entier supérieur ou inférieur, puis ajustement de h). * **Reculement (R):** Longueur totale horizontale occupée par l'escalier (\( R = (Nm-1) imes g \) pour un escalier droit). * **Échappée:** Hauteur libre minimale (généralement 1,90 m à 2,10 m) au-dessus d'une marche pour éviter de se cogner la tête. #### 4. Représentation graphique en Dessin Industriel Les escaliers sont représentés par différentes vues techniques: * **Vue en plan:** Montre l'escalier vu de dessus, indiquant le sens de la montée (par une flèche) et le nombre de marches. Le trait de coupe est souvent représenté. * **Vues en coupe:** Montrent l'escalier coupé verticalement, révélant les hauteurs des marches, les contremarches, l'épaisseur des limons, les détails de fixation et l'échappée. * **Vues en élévation:** Montrent l'aspect extérieur de l'escalier, y compris la main courante, les balustres et les poteaux. * **Détails d'assemblage:** Gros plans sur les jonctions entre les éléments (marches/limons, poteaux/main courante) pour des informations précises sur la menuiserie. ### Vocabulaire * **Marche:** Partie horizontale où l'on pose le pied. * **Contremarche:** Partie verticale entre deux marches. * **Giron:** Profondeur horizontale de la marche. * **Hauteur de marche:** Hauteur verticale entre deux marches. * **Limon:** Pièce de support latérale de l'escalier. * **Main courante:** Barre de soutien pour la main. * **Balustre:** Petite colonne verticale supportant la main courante. * **Poteau:** Montant vertical principal, souvent en début ou fin de volée. * **Nez de marche:** Bord avant de la marche. * **Échappée:** Hauteur libre au-dessus de l'escalier. * **Reculement:** Projection horizontale de l'escalier. * **Jour:** Vide central d'un escalier tournant. * **Volée:** Séquence ininterrompue de marches. * **Ligne de foulée:** Trajectoire théorique suivie par l'utilisateur, généralement à 40-50 cm du limon côté jour ou de l'axe central. ### Exemples **Exemple 1: Calcul des dimensions d'un escalier droit** Un escalier doit relier deux niveaux d'une hauteur totale de 2,80 m. En utilisant la loi de Blondel \( 2h + g = 62 ext{ cm} \), et en visant un giron \( g = 25 ext{ cm} \). 1. Calcul de la hauteur de marche désirée: \( 2h + 25 = 62 ightarrow 2h = 37 ightarrow h = 18,5 ext{ cm} \). 2. Nombre de marches: \( Nm = rac{280 ext{ cm}}{18,5 ext{ cm/marche}} ext{ environ } 15,13 ext{ marches} \). On prend 15 ou 16 marches. Si on prend 15 marches: * Hauteur de marche réelle: \( h = rac{280 ext{ cm}}{15} = 18,67 ext{ cm} \). * Giron ajusté selon Blondel: \( g = 62 - 2 imes 18,67 = 62 - 37,34 = 24,66 ext{ cm} \). 3. Reculement total: Pour 15 marches, il y a 14 girons: \( R = 14 imes 24,66 ext{ cm} = 345,24 ext{ cm} \). **Exemple 2: Représentation en plan** Pour un escalier droit de 15 marches, le plan montrerait 15 traits pour les marches, une flèche indiquant le sens de la montée, et une ligne de coupe traversant l'escalier pour les vues en coupe. Le numéro des marches (1, 2, 3...) serait indiqué le long de la ligne de foulée. ### Exercices 1. Vous devez concevoir un escalier pour une hauteur à monter de 3,00 m. En utilisant la loi de Blondel avec une valeur cible de 63 cm et un giron d'environ 27 cm, calculez le nombre de marches, la hauteur réelle de chaque marche et le giron ajusté. Quel sera le reculement total si l'escalier est droit ? 2. Identifiez sur un schéma d'escalier (à imaginer ou à dessiner rapidement) les éléments suivants : limon, contremarche, balustre, nez de marche, poteau de départ. 3. Dessinez à main levée une vue en plan simplifiée d'un escalier quart tournant avec un palier intermédiaire, en indiquant la flèche de sens de montée et le numéro des marches. ### Devoir 1. Choisissez une hauteur à monter de 2,60 m. Esquissez (plan et coupe) un escalier deux quarts tournants en respectant la loi de Blondel (valeur au choix entre 60 et 64 cm). Indiquez toutes les cotes nécessaires. 2. Recherchez et décrivez trois essences de bois couramment utilisées pour la fabrication d'escaliers en bois, en mentionnant leurs propriétés (dureté, esthétique, facilité de travail) et leurs avantages/inconvénients pour cet usage. ### Résumé La conception et le dessin des escaliers en bois sont des compétences fondamentales en dessin industriel. Nous avons exploré les différents types d'escaliers, identifié leurs composants clés et appliqué la loi de Blondel pour un dimensionnement précis. La capacité à représenter correctement un escalier en plan, en coupe et en élévation, ainsi qu'à détailler ses assemblages, est essentielle pour la fabrication et la pose. Une bonne compréhension de ces principes assure la réalisation d'escaliers fonctionnels, sécuritaires et esthétiques. ## Dessins de détails des assemblages traditionnels en bois (en traction et en compression) ### Introduction Bienvenue à cette leçon dédiée aux dessins de détails des assemblages traditionnels en bois. En charpente, la compréhension et la représentation précise des assemblages sont cruciales pour assurer la solidité et la durabilité des structures. Nous allons explorer comment les forces de traction (tirage) et de compression (poussée) sont gérées par ces assemblages ancestraux, et comment les dessiner avec exactitude pour leur fabrication et leur mise en œuvre. ### Concepts Clés #### Forces en Charpente Bois Les éléments d'une charpente sont soumis à diverses forces que les assemblages doivent pouvoir transmettre et résister. * **Force de Compression:** Une force qui tend à raccourcir un élément, à l'écraser. Les poteaux, par exemple, sont principalement en compression. * **Force de Traction:** Une force qui tend à allonger un élément, à le tirer. Les tirants ou certaines diagonales peuvent être soumis à la traction. * **Force de Cisaillement:** Une force qui tend à faire glisser une partie d'un élément par rapport à une autre. Souvent présente dans les assemblages où un élément est posé sur un autre. #### Principes Généraux des Assemblages Traditionnels Les assemblages en bois traditionnels exploitent les propriétés mécaniques du bois et le principe de l'emboîtement mécanique. * **Transmission des efforts:** Les assemblages sont conçus pour transmettre les forces d'une pièce à l'autre avec un minimum de perte. * **Respect du fil du bois:** La direction du fil du bois est essentielle pour la résistance de l'assemblage. Les efforts sont généralement mieux repris dans le sens du fil. * **Emboîtement et clavetage:** Plutôt que des fixations métalliques, ces assemblages utilisent la forme des pièces et parfois des chevilles ou des clefs en bois pour lier les éléments. #### Assemblages Résistant Principalement à la Compression Ces assemblages sont conçus pour transmettre des forces d'écrasement efficacement d'une pièce à l'autre. * **Aboutage à plat-joint:** C'est l'assemblage le plus simple pour prolonger une pièce. Deux pièces sont simplement mises bout à bout. Il ne résiste bien qu'à la compression directe. * **Assemblage à mi-bois (en compression):** Deux pièces sont entaillées à mi-épaisseur pour s'emboîter. Si l'effort est en compression, les surfaces en contact transmettent la charge. Par exemple, un mi-bois d'angle sur poteau. * **Trait de Jupiter:** Un assemblage d'aboutage complexe permettant de prolonger une pièce de grande longueur, notamment une solive ou une poutre. Sa géométrie particulière (épaulements inclinés, clefs) lui permet de reprendre la compression (et aussi la traction) sur une grande surface. * Schéma simplifié : Les surfaces en biseau et les clefs sont essentielles pour répartir la compression. #### Assemblages Résistant Principalement à la Traction Ces assemblages sont conçus pour empêcher deux pièces de se séparer sous l'effet d'une force de tirage. * **Tenon et mortaise chevillés ou clavetés:** Un tenon (saillie) est inséré dans une mortaise (encoche). Une ou plusieurs chevilles (goujons en bois) traversent l'assemblage pour empêcher le tenon de sortir de la mortaise sous traction. Le "faux-tenon" ou "tenon à bois traversant" est souvent utilisé avec des chevilles passantes pour un meilleur blocage. * **Queue d'aronde:** Un assemblage caractérisé par des formes trapézoïdales ("queues") qui s'emboîtent dans des encoches correspondantes ("arondes"). Il est extrêmement efficace pour résister à la traction dans une direction perpendiculaire aux queues. Couramment utilisé en menuiserie, il se retrouve aussi en charpente pour des solives portant sur des pannes ou pour des angles de murs en bois. * **Assemblage à sifflet (ou mi-bois à enfourchement):** Une variante du mi-bois où l'extrémité d'une pièce est taillée en biseau (sifflet) et insérée dans une entaille correspondante. Peut être chevillée. Il offre une bonne résistance à la traction car les surfaces obliques créent un effet de blocage. #### Conventions de Dessin de Détail Pour représenter ces assemblages, des conventions spécifiques sont à respecter : * **Vues en coupe:** Indispensables pour montrer l'intérieur de l'assemblage et les surfaces en contact. * **Échelles:** Utilisation d'échelles appropriées (par exemple, 1:1, 1:2, 1:5) pour la clarté des détails. * **Cotation:** Toutes les dimensions critiques de l'assemblage (largeur, épaisseur du tenon, profondeur de la mortaise, diamètre des chevilles) doivent être clairement indiquées. * **Hachures:** Pour distinguer les pièces en bois coupées (hachures inclinées) et les différentes pièces en contact. * **Sens du fil du bois:** Représenter le sens du fil du bois sur chaque pièce est primordial car il affecte directement la résistance. * **Repérage des pièces:** Chaque pièce constituant l'assemblage doit être numérotée ou identifiée. ### Vocabulaire * **Assemblage:** Connexion de deux ou plusieurs pièces de bois. * **Charpente:** Ensemble des pièces de bois constituant l'ossature d'une construction. * **Cheville:** Tige de bois insérée dans un trou pour lier des pièces ou bloquer un assemblage. * **Clef (ou clavette):** Petite pièce de bois de forme conique ou prismatique, insérée dans un assemblage pour le serrer ou le bloquer. * **Compression:** Force qui tend à écraser ou raccourcir un corps. * **Cisaillement:** Contrainte qui tend à faire glisser une section de matériau par rapport à une autre. * **Épaulement:** Surface d'appui perpendiculaire au fil du bois, formée par l'entaille d'un tenon ou d'un assemblage. * **Fil du bois:** Direction des fibres du bois, essentielle pour la résistance mécanique. * **Mortaisage:** Opération de réalisation d'une mortaise. * **Mortaise:** Entaille rectangulaire ou carrée pratiquée dans une pièce de bois pour y recevoir un tenon. * **Queue d'aronde:** Assemblage à tenons et mortaises de forme trapézoïdale, très résistant à la traction. * **Tenon:** Saillie de bois formée à l'extrémité d'une pièce pour s'insérer dans une mortaise. * **Tenonner:** Opération de réalisation d'un tenon. * **Traction:** Force qui tend à étirer ou allonger un corps. * **Trait de Jupiter:** Assemblage complexe d'aboutage pour prolonger des pièces, résistant à la traction et à la compression. ### Exemples #### Exemple 1: Assemblage en Trait de Jupiter (Compression & Traction) Imaginez deux poutres de bois que l'on souhaite prolonger pour former une très longue poutre. L'assemblage en trait de Jupiter permet de réaliser cela. Il est dessiné avec des épaulements et des clefs qui répartissent les forces. Sous compression, les surfaces en contact absorbent l'effort. Sous traction, les clefs et la géométrie des épaulements empêchent la séparation. Le dessin de détail montrerait une coupe longitudinale de la poutre avec la forme complexe de l'assemblage et la position des clefs. #### Exemple 2: Assemblage Tenon-Mortaise Chevillé (Traction) Considérons une ferme de charpente où un arbalétrier (pièce inclinée) rencontre un entrait (pièce horizontale). Si l'entrait est soumis à des efforts de traction (il tire sur l'arbalétrier), un simple tenon-mortaise ne suffirait pas à lui seul. On utilisera un tenon-mortaise chevillé. Le dessin de détail montrera la mortaise dans l'entrait, le tenon dans l'arbalétrier, et une ou deux chevilles traversant l'ensemble. Les cotes des chevilles et leur position par rapport à l'épaulement sont cruciales. Les chevilles, bien que petites, reprennent une partie importante de l'effort de traction par cisaillement. #### Exemple 3: Queue d'Aronde pour une Poutre Solive (Traction) Pour fixer une solive sur une panne ou une poutre principale, on peut utiliser une queue d'aronde. La queue taillée sur la solive s'insère dans l'aronde de la poutre principale. Cet assemblage est très efficace pour empêcher la solive de se désolidariser de la poutre principale par des forces de traction (par exemple, si la solive se soulève). Le dessin de détail mettra en évidence la forme spécifique de la queue et de l'aronde, leurs angles et profondeurs, ainsi que le sens du fil du bois pour chaque pièce. ### Exercices 1. **Identification d'Assemblages:** À partir d'un schéma simplifié, identifiez un trait de Jupiter et un assemblage tenon-mortaise chevillé. Pour chacun, précisez quelle force (traction ou compression) il est conçu pour résister principalement. 2. **Dessin de Vue en Coupe:** Dessinez la vue en coupe d'un assemblage à mi-bois d'angle (à 90°) entre deux pièces de bois de section égale. Indiquez le sens du fil du bois et la cotation minimale nécessaire pour sa réalisation. 3. **Analyse de Résistance:** Expliquez en quoi la forme trapézoïdale de la queue d'aronde la rend particulièrement résistante aux forces de traction. 4. **Choix d'Assemblage:** Vous devez prolonger une poutre de grande portée soumise à de fortes compressions. Quel type d'assemblage d'aboutage choisiriez-vous et pourquoi ? ### Devoirs 1. **Dessin Détaillé d'un Angle de Mur:** Sur une feuille de dessin technique, réalisez le dessin de détail (vue de face, de dessus et une coupe pertinente) d'un assemblage d'angle entre deux poutres murales utilisant une queue d'aronde. Indiquez toutes les cotes nécessaires et le sens du fil du bois. 2. **Recherche et Présentation:** Recherchez un assemblage traditionnel en bois non abordé dans cette leçon (par exemple, un assemblage à sifflet à mi-bois ou une enfourchement) et préparez une brève présentation (schémas à l'appui) expliquant sa fonction principale et comment il résiste aux forces (traction, compression ou cisaillement). 3. **Problématique de Dessin:** Un charpentier vous demande un dessin détaillé d'une enture simple par chevauchement (mi-bois) pour lier deux solives. Le cahier des charges précise que l'assemblage doit être capable de résister à la fois à des efforts de compression et de traction modérés. Comment modifieriez-vous un simple mi-bois pour y intégrer une meilleure résistance à la traction ? Dessinez cette modification. ### Résumé Cette leçon a souligné l'importance des dessins de détails des assemblages traditionnels en bois en charpente. Nous avons vu que la conception de ces assemblages est directement liée aux forces qu'ils doivent supporter : la **compression** (pour résister à l'écrasement) et la **traction** (pour résister à la séparation). Des assemblages comme le **trait de Jupiter** excellent en compression, tandis que le **tenon-mortaise chevillé** et la **queue d'aronde** sont particulièrement efficaces contre la traction. La précision du dessin, l'utilisation correcte des vues en coupe, de la cotation, et l'indication du sens du fil du bois sont fondamentales pour la réussite d'une structure en bois. Comprendre ces principes permet de réaliser des ouvrages robustes et durables, fidèles à l'ingéniosité des techniques ancestrales. ## Représentation des profilés, des boulons, des rivets et des soudures en charpente métallique ### Introduction Dans le domaine du dessin industriel, la clarté et la précision sont primordiales, surtout lorsqu'il s'agit de charpente métallique. Pour que les structures soient construites correctement, il est essentiel de maîtriser la manière de représenter leurs composants. Ce cours vous guidera à travers les conventions de dessin des éléments clés de la charpente métallique : les profilés, les assemblages boulonnés, rivetés et soudés. Une bonne compréhension de ces représentations garantit une communication efficace entre les concepteurs, les fabricants et les monteurs. ### Concepts Clés #### Représentation des profilés métalliques Les profilés sont les éléments de base de toute charpente métallique. Leur représentation normalisée est cruciale. * **Types de profilés courants** * Profilés en I : HEA, HEB (poutrelles à larges ailes), IPE (poutrelles européennes à profils normaux). Ex: IPE 200. On les représente souvent par leur forme en coupe. * Profilés en U : UPN (profils en U normaux). Ex: UPN 180. * Cornières : Égales (L égales) ou inégales (L inégales). Ex: L 100x100x10. * Tubes : Tubes ronds, carrés ou rectangulaires. Ex: TR 100x5, TCR 120x80x6. * **Conventions de dessin** * **Vues en coupe** : Les profilés sont souvent représentés en coupe pour montrer leur forme et leurs dimensions. Les surfaces coupées sont hachurées. * **Vues en élévation et en plan** : Montrent le profilé dans sa longueur. Des lignes d'axes sont utilisées pour indiquer le centre des profilés. * **Désignation normalisée** : Sur les dessins, les profilés sont désignés par leur sigle normalisé suivi de leurs dimensions. Par exemple, IPE 200 indique un profilé IPE d'une hauteur de 200 mm. #### Représentation des assemblages boulonnés Les boulons permettent des assemblages démontables et sont très utilisés en charpente métallique. * **Les boulons** * Un boulon est composé d'une tige filetée, d'une tête, d'un écrou et souvent d'une ou deux rondelles. * **Symbolisation simplifiée** : En vue, un boulon est souvent représenté par un cercle pour la tête ou l'écrou, avec un trait pour l'axe. En coupe, il est représenté par des traits épais. * **Représentation détaillée** : Pour des détails, le filetage et la forme exacte de la tête et de l'écrou peuvent être dessinés. * **Cotation** : On cote le diamètre nominal du boulon (ex: M16 pour un diamètre de 16 mm), sa longueur sous tête et l'emplacement des centres des perçages. * **Désignation normalisée** : M16x80 (Boulon métrique diamètre 16 mm, longueur 80 mm). #### Représentation des assemblages rivetés Les rivets créent des assemblages permanents. Bien que moins courants aujourd'hui, ils sont historiquement importants et peuvent encore être rencontrés. * **Les rivets** * Un rivet est un élément cylindrique avec une tête qui est inséré dans des trous alignés, puis dont l'autre extrémité est écrasée (ou matée) pour former une seconde tête, assurant ainsi l'assemblage. * **Utilisation** : Anciennement très utilisés pour les ponts et les grandes structures métalliques. * **Symbolisation simplifiée** : En vue, un rivet est symbolisé par un cercle (pour la tête) parfois avec un point ou une croix selon le type et la position du rivet. En coupe, il est représenté par sa forme. * **Types de têtes** : Têtes rondes, fraisées, bombées, coniques. * **Cotation** : Diamètre du rivet et son positionnement. #### Représentation des soudures Les soudures sont des assemblages permanents par fusion. Leur représentation normalisée est essentielle pour la fabrication. * **Types de soudures** * **Soudure bout à bout** : Assemblage de deux pièces dans le prolongement l'une de l'autre (en I, en V simple ou double, en X). * **Soudure d'angle (ou en congé)** : Assemblage de pièces à angle droit ou en T (à clin, en T). * **Soudure par points** : Pour l'assemblage de tôles minces. * **Symbolisation normalisée (selon ISO 2553)** * Un symbole de soudure est composé d'une ligne de référence, d'une ligne d'identification (en pointillés ou continue) et d'une flèche pointant vers l'emplacement de la soudure. * **Symboles élémentaires** : Ils décrivent la forme du cordon de soudure (ex: triangle pour soudure d'angle, carré pour soudure bout à bout en I). * **Symboles complémentaires** : Indiquent la forme de la surface du cordon (plat, convexe, concave) ou la finition (meulé, chanfreiné). * **Indications de dimensions** : Placées sur la ligne de référence (taille du côté du cordon, longueur, pas). * **Indications de procédés** : Peut inclure le procédé de soudage (ex: 135 pour MAG). * **Exemple de symbole simple** : Un triangle (symbole de soudure d'angle) au-dessus de la ligne de référence indique une soudure d'angle sur la face supérieure (côté flèche). S'il est sous la ligne de référence, c'est sur la face inférieure. ### Vocabulaire * **Profilé** : Barre métallique de section transversale normalisée (ex: IPE, HEA, UPN). * **Boulon** : Élément d'assemblage démontable composé d'une tige filetée, d'une tête et d'un écrou. * **Rivet** : Élément d'assemblage permanent, déformé à l'une de ses extrémités après insertion. * **Soudure** : Assemblage permanent de pièces métalliques par fusion des bords à assembler, avec ou sans apport de métal. * **Charpente métallique** : Structure portante d'un bâtiment ou d'un ouvrage, réalisée en acier ou autre métal. * **Cordon de soudure** : Le volume de métal déposé et solidifié lors du soudage. * **Hachures** : Lignes inclinées parallèles utilisées pour indiquer les zones coupées sur un dessin technique. * **Normalisation** : Établissement de règles et de symboles communs pour assurer l'interopérabilité et la clarté. ### Exemples 1. **Représentation d'un assemblage boulonné** : Imaginez deux cornières L 80x80x8 assemblées par deux boulons M16. Sur le dessin d'ensemble, les boulons seraient représentés de manière simplifiée. Sur un détail, on pourrait montrer la tête hexagonale, la rondelle et l'écrou. 2. **Représentation d'une soudure** : Pour une poutre IPE soudée à une platine, on pourrait avoir un symbole de soudure d'angle ( \( T_{20}\) ou similaire) pour indiquer un cordon de soudure de 8 mm d'épaisseur sur les deux côtés du contact, avec un profil concave. Le symbole précis serait placé sur la ligne de référence, avec la flèche pointant vers l'emplacement exact de la soudure. ### Exercices 1. Dessinez un profilé HEA 240 en coupe et en élévation, en respectant les conventions. Indiquez sa désignation. 2. Sur un croquis, représentez un assemblage de deux plats métalliques par trois boulons M12. Dessinez l'assemblage en vue de face et en vue de dessus, en montrant la position des boulons. 3. Interprétez le symbole de soudure suivant : un triangle au-dessus de la ligne de référence avec la lettre "a" et un "8" à gauche du triangle. Décrivez le type de soudure, sa position et ses dimensions. 4. Dessinez la représentation simplifiée d'un rivet à tête ronde assemblant deux tôles. ### Devoirs 1. Recherchez la norme ISO 2553 sur la symbolisation des soudures et identifiez au moins trois symboles complémentaires de surface différents. 2. Dessinez un détail d'assemblage entre une colonne HEB 300 et une poutre IPE 400. La poutre repose sur une platine soudée à la colonne et est boulonnée à cette platine. Incluez la représentation des soudures et des boulons. Indiquez les désignations des profilés. 3. Concevez un petit assemblage riveté (par exemple, deux tôles superposées) en respectant les conventions de dessin et de cotation pour les rivets. ### Résumé Ce cours a abordé les conventions essentielles pour la représentation des composants de charpente métallique. Nous avons vu comment dessiner les différents types de profilés (IPE, HEA, UPN), en utilisant des coupes et des vues. La symbolisation des assemblages boulonnés et rivetés a été détaillée, mettant en évidence l'importance des désignations normalisées. Enfin, nous avons exploré la représentation complexe mais indispensable des soudures, en comprenant les symboles élémentaires et complémentaires selon la norme ISO 2553. La maîtrise de ces conventions est fondamentale pour toute personne travaillant dans la conception ou la fabrication de structures métalliques, assurant une communication claire et sans ambiguïté sur les plans techniques.