Le bois massif en charpente : usages et limites

Le bois massif est le matériau historique de la charpente. Des toitures médiévales aux maisons individuelles contemporaines, il reste très utilisé, que ce soit pour des charpentes traditionnelles taillées ou pour des éléments plus simples comme les chevrons et les solives. Son usage obéit pourtant à des règles précises, et il connaît des limites qui expliquent le développement des produits reconstitués et du lamellé-collé.

Ce que recouvre le terme « bois massif »

Le bois massif désigne des pièces obtenues directement par sciage d’une grume, sans collage ni reconstitution. On parle aussi de bois de sciage ou, dans le langage courant, de « bois de charpente ». Il se distingue :

• du bois massif abouté (BMA) et du bois massif reconstitué (BMR), obtenus par collage de pièces plus courtes ou plus petites, présentés dans notre article sur les bois reconstitués BMA et CLT ;
• du lamellé-collé, constitué de lamelles superposées et collées ;
• des panneaux et produits d’ingénierie (contrecollé, panneaux à lamelles croisées).

Les principales essences employées en bois massif de charpente sont les résineux (sapin, épicéa, douglas, pin, mélèze) et, pour les ouvrages traditionnels ou patrimoniaux, le chêne. Le choix de l’essence est détaillé dans l’article consacré aux essences de bois pour une charpente.

Un matériau classé selon sa résistance

Le bois est un matériau naturel, hétérogène : deux pièces de même section peuvent présenter des résistances très différentes selon la présence de nœuds, la pente du fil ou la vitesse de croissance de l’arbre. Pour être utilisé en structure, il doit donc être classé.

Ce classement aboutit à des classes de résistance définies par la norme européenne NF EN 338. Les résineux sont désignés par la lettre C, les feuillus par la lettre D, suivie d’un nombre lié à la résistance en flexion :

Classe	Usage courant
C18	Éléments peu sollicités, ossatures secondaires
C24	Classe la plus courante pour la charpente résineuse
C30 et au-delà	Éléments plus sollicités, disponibilité plus limitée
D18 à D40 et plus	Feuillus, dont le chêne, selon la qualité

Le classement peut être visuel, réalisé par un opérateur qualifié selon des règles normalisées, ou mécanique, à l’aide de machines qui mesurent les propriétés de chaque pièce. Le bois de structure mis sur le marché doit en outre porter le marquage CE, qui atteste de ce classement selon la norme harmonisée applicable.

L’importance du séchage

Un arbre fraîchement abattu contient une grande quantité d’eau. En séchant, le bois se rétracte, se déforme parfois et peut se fendre. Mis en œuvre trop humide, il évolue dans l’ouvrage : apparition de fentes, tuilage, vrillage, desserrage des assemblages, déformation de la couverture.

Les règles de mise en œuvre, notamment le DTU 31.1, fixent des exigences d’humidité pour le bois au moment de sa pose. Le bois séché artificiellement, en séchoir, présente une meilleure stabilité dimensionnelle et une moindre sensibilité aux attaques biologiques.

En charpente traditionnelle de chêne, la situation est différente : le chêne de grosse section est souvent mis en œuvre à l’état vert ou mi-sec, car son séchage complet prendrait des années. Les charpentiers en tiennent compte dans la conception des assemblages, qui accompagnent le retrait du bois.

Durabilité et classes d’emploi

Le bois massif doit aussi résister aux agents biologiques : champignons, insectes à larves xylophages, termites. La norme NF EN 335 définit des classes d’emploi, numérotées de 1 à 5, selon l’exposition du bois à l’humidité :

• classe 1 : bois à l’intérieur, toujours sec ;
• classe 2 : bois à l’abri, avec un risque d’humidification occasionnelle — c’est le cas courant d’une charpente ;
• classe 3 : bois à l’extérieur, sans contact avec le sol ;
• classes 4 et 5 : contact avec le sol ou l’eau douce, puis avec l’eau de mer.

Selon l’essence et la classe d’emploi visée, le bois peut être utilisé tel quel, grâce à sa durabilité naturelle, ou nécessiter un traitement préventif. Dans les zones exposées aux termites, des exigences complémentaires s’appliquent.

Les atouts du bois massif

Le bois massif conserve de nombreux avantages pour la charpente :

• une transformation limitée, sans colle, qui en fait un matériau simple et facile à réemployer ;
• une disponibilité large pour les sections courantes ;
• une bonne aptitude à la taille traditionnelle, indispensable en restauration ;
• une ressource souvent locale, la forêt française produisant une grande partie des essences utilisées ;
• un stockage de carbone pendant toute la durée de vie de l’ouvrage.

Les limites à connaître

Ses limites tiennent principalement à la nature même du matériau :

1. Les dimensions : la section et la longueur des pièces dépendent de la taille des arbres. Au-delà d’une certaine portée, il devient difficile, voire impossible, de trouver des pièces massives adaptées.
2. La variabilité : malgré le classement, les propriétés restent plus dispersées que celles des produits reconstitués.
3. Les déformations : un bois massif de forte section sèche lentement et peut continuer à bouger après la pose.
4. Les défauts : nœuds, fentes et poches de résine réduisent la résistance et doivent être pris en compte.

Ces contraintes expliquent pourquoi les grandes portées et les formes complexes font souvent appel au lamellé-collé ou à des produits d’ingénierie. Le bois massif reste en revanche une solution pertinente pour la grande majorité des charpentes de maisons individuelles, des petits bâtiments et des travaux de rénovation.

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