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PANS DE BOIS (DÉCHARGE, CROIX DE SAINT-ANDRÉ, GUETTE, GUETTON, POTEAU CORNIER, POTEAU D’HUISSERIE, POTEAU DE REMPLISSAGE, SABLIÈRE HAUTE, SABLIÈRE DE CHAMBRÉE, TOURNISSE, TRAVERSE) – Assemblage de pièces de charpente formant bâti ou panneau, composé de membrures horizontales, verticales et obliques placées dans un même plan vertical, pour constituer l’ossature des façades, des cages d’escalier ou des parois de refend d’un bâtiment. Ces ouvrages, structuraux, ont été aussi appelés cloisons montant de fond.
Les pièces horizontales dites sablières (ou parfois lisses) sont de trois sortes :
Les pièces verticales ou poteaux sont également de trois sortes :
Les pièces obliques assurent un double rôle de transfert des charges verticales ainsi que d’indéformabilité des panneaux par triangulation, avant l’exécution de leur remplissage.
À Paris, on en trouve de trois sortes :
Les décharges et les guettes sont le plus souvent dédoublées en sens contraire, afin d’assurer une rigidité (dite de contreventement) dans deux directions horizontales opposées, les assemblages par tenon et mortaise ne travaillant efficacement qu’en compression. Enfin, dans les allèges et les parties de parois situées au-dessus des baies de moindre hauteur que les étages, on dispose symétriquement de petites guettes appelées guettons.
On distingue plusieurs types de pans de bois selon la continuité de leurs poteaux ou de leurs sablières, ce qui traduit des modes de transmission des efforts (schémas statiques) différents, et donne lieu à des procédures de montage à blanc (mise en dedans) comme de levage :
Les épaisseurs des pans de bois sont caractéristiques, ce qui permet de les distinguer immédiatement des parois en moellon ou en pierre de taille ; elles sont réglées sur la dimension d’un remplissage d’une demi-brique d’épaisseur, ce qui, à Paris, donne un pan de bois ravalé de 8 à 9 pouces hors œuvre pour les façades (22 à 24 cm), et de 6 à 9 pouces pour les refends (16 à 24 cm). Lorsqu’ils sont apparents, l’épaisseur finie oscille entre 5 et 6 pouces (13,5 à 16 cm).
La continuité entre membrures verticales et horizontales de même nature est assurée par diverses entures, confortées par des plates-bandes en fer. La stabilité verticale du pan de bois est assurée par l’appui des planchers et l’ancrage de ses pièces principales au moyen de harpons à crochets et de boulons plates-bandes ; une sablière haute, empochée à ses extrémités dans deux têtes de murs en maçonnerie, requiert au moins quatre ancrages : un tirant et une ancre, longitudinalement, un tirant (ou harpon) ancré transversalement dans la maçonnerie, le tout à chaque extrémité.
Le pan de bois cylindrique diffère peu du pan de bois plan : ses sablières sont courbes, faites de bois enturés et chaînés les uns aux autres ; les pièces obliques sont pratiquement absentes étant donné que la courbure du cylindre lui confère une rigidité de forme.
Dans les pans de bois enduits, non apparents, on peut aisément repérer les principales pièces de charpente :
Les pièces restantes, peu nombreuses, se conjecturent aisément ou se repèrent par leur spectre, leurs déformations, l’examen des parties endom¬ma¬gées, etc., et, en dernier lieu, par sondage destructif de l’enduit, si nécessaire.
La principale source de désordres dans les pans de bois – en dehors des risques d’incendie (combustion lente) – est due à l’eau et à l’humidité sous toutes leurs formes ; qu’elles proviennent de l’extérieur à travers les enduits, chéneaux, gouttières, descentes pluviales et ménagères ou de l’intérieur par propagation à travers les sols et les parois des pièces humides, les chutes de W.-C. et les collecteurs d’appareils sanitaires ; le confinement de certaines courettes peut provoquer des désordres aggravés.
Les pans de fer ne comportent habituellement que des sablières hautes et des poteaux : ils n’ont pas ordinairement de pièces obliques qui compliqueraient l’exécution de leur remplissage (l’usine Menier à Noisiel est une exception, restée sans suite). Leur indéformabilité est assurée par un remplissage d’une demi-brique d’épaisseur et par des boulons à quatre écrous reliant les poteaux de hauteur d’étage et placés dans les joints horizontaux de ce remplissage. Certains pans de fer de la fin du XIXe siècle, placés dans les refends, comportent des poteaux et des sablières dédoublés au moyen de profilés en I ou en C convenablement assemblés par éclisses, équerres, etc., boulonnées.
A. Ancienneté. Les pans de bois sont utilisés à Paris conjointement et à la place des parois en maçonnerie ; on les observe dès l’époque romaine et, en France, depuis le Moyen Âge jusqu’au début du XXe siècle. Avantages et inconvénients : le pan de bois occupe moins de place, pèse moins lourd, est moins coûteux, mais il est périssable (eau-humidité, incendie).
B. Spécificité du pan de bois parisien. Abondance de bois de chêne amené par flottage (Champagne, Bourgogne, Morvan), de plâtre, de moellons de calcaire ; sous sa forme gothique, il est probablement de tradition nordique ; le pan de bois parisien est enduit au plâtre et sans encorbellement sur rue depuis la fin du XVIe siècle ; il est interdit en limites de parcelles où la coutume exige des ouvrages de maçonnerie coupe-feu.
Assemblage de pièces de bois (verticales, horizontales, obliques) formant bâti ou panneau, composé de membrures horizontales, verticales et obliques placées dans une même surface verticale (plane ou cylindrique), afin de constituer l’ossature des façades ou des parois de refend d’un bâtiment. Ces ouvrages, structuraux, étaient autrefois appelés : cloisons montant de fond.
Contraintes admissibles du bois de chêne axialement et transversalement : en traction (axiale : 100 bars ; transversale : 5 à 10 bars) ; en compression (axiale : 90-110 bars ; transversale : 40-44 bars), cisaillement (16 bars), flexion statique (125 bars).
En conséquence, tous les assemblages de poteaux à tenons et mortaises rencontrant une sablière haute ont tendance à écraser celle-ci axialement, ce qui induit des tassements internes importants dans un pan de bois conçu en panneaux de hauteur d’étage portant planchers et disposés les uns au-dessus des autres.
A. Essence de bois : chêne flotté ;
B. Épaisseurs : en première approximation, un pan de bois est deux fois moins épais (6“ à 8”) qu’un mur en maçonnerie et, en façade sur rue ou sur cour, il est habituellement modulé sur la brique de 8“ (21,66 cm) ; l’épaisseur finie varie entre 4” (10,8 cm) et 9“ (24,3 cm) ; 6” (16,24 cm), 7“ et 8” sont les épaisseurs les plus courantes pour les pans de bois enduits ; en façade apparente, l’épaisseur finie peut se réduire à Paris à 5 pouces (13,5 cm).
C. Poids (à comparer avec celui de la maçonnerie de même épaisseur) : 230 kg/m2 en 8“ à 9” d’épaisseur (690 à 700 kg/ml sur une hauteur d’étage) ; 160 kg/m2 en 6“ d’épaisseur (480 à 500 kg/ml sur une hauteur d’étage) ;
D. Prix au mètre cube de bois mis en œuvre : 3 à 5 000 F. (450 à 800 euros).
Pièces horizontales (sablière haute recevant l’appui des planchers ou située dans le plan des solives ; sablière basse, dite aussi de chambrée) ; pièces verticales (poteaux montants de fond ; poteaux de hauteur d’étage, poteaux d’huisserie avec feuillures ; poteaux de remplissages, tournisses) ; pièces obliques assurant une double fonction de transfert et d’indéformabilité (décharges, croix de Saint-André, écharpes, guettes, goussets, guettons ) ; dispositifs de remplissage (lattes, moellons et plâtre, briques, rappointis, rainures et tampons).
VI. ASSEMBLAGES
Tenons et mortaises chevillés (tenon standard de 14 à 15 lignes d’épaisseur courant sur toute la largeur de la pièce) ; d’une façon générale, les assemblages des pan de bois ne travaillent pas en traction ; pour cette raison, ils sont fréquemment dédoublés (hypothèse de symétrie des efforts horizontaux) ou renforcés par des pièces en fer (plates-bandes, harpons à crochets, équerres etc.) ; ils sont considérés comme des appuis simples ancrés, d’où la nécessité d’assurer l’indéformabilité de ces ossatures par triangulation ou remplissage formant diaphragme.
Assemblage de poteau sur sablière (tenon et mortaise, voir § 3) ; assemblage de sablière sur poteau : tenon et mortaise avec épaulement reprenant une partie du cisaillement ; assemblage oblique : tenon et mortaise avec ou sans embrèvement (découverts, avec ou sans gorge) ; poteaux de fond : entures à mi-bois avec tenon et mortaise, avec ou sans plate-bande en fer ; assemblage de sablières entre elles : entures droites ou à crans, traits de Jupiter avec plate-bande en fer.
VII. ÉQUARRISSAGES
Membrures de pans de bois de façade de 10’ à 12’ de hauteur d’étage (3,20 m à 3,90 m) et de n niveaux portants planchers ; poteaux de fond d’au moins deux hauteurs d’étage (corniers, rencontre de deux parois, etc. équarrissage courant sur 1 pied de diamètre) ; sablières hautes de grandes longueurs (section transversale de 8 à 10” de haut, un arbre scié en deux ; sablières basses (6“ de gros) ; poteaux d’huisserie (6” à 8“ selon que le chambranle est rapporté ou non) ; décharges (10” en section transversale) ; guettes, poteaux de remplage (5“ à 7” de gros).
A. Appuis sur poitrails en façades : sur sablières basses posées au nu de la face extérieure du poitrail.
B. Poutres-allèges (poutres extradossées) : à 1 poinçon (king post), à 2 poinçons (queen post) ;
C. Poutres-cloisons de hauteur d’étage avec écharpes, sous-sablières et aiguilles pendantes.
D. Étage en retrait et transfert
a) par sablière basse sur un plancher d’assemblage à système d’enchevêtrure
b) sur poutre à lambourdes disposée parallèlement à la façade.
E. Possibilité de cage d’escalier demi-cylindrique portée à chaque étage par les enchevêtrures de planchers.
F. Courette portée par les planchers, en tout ou partie.
G. Conduits de cheminée portés à chaque étage par les enchevêtrures de plancher : le pan de bois est interrompu au droit des batteries de conduits ; repérage : absence de refend au rez-de chaussée au-dessous de ces conduits.