Quand il s’agit de parler de la toiture d’une maison pour des travaux de construction ou de rénovation, la question de la charpente est essentielle. La charpente métallique a d’abord été largement utilisée pour des charpentes de bâtiments à vocation industrielle (entrepôts, bâtiments agricoles, usines…). Mais depuis quelques années, ce type de structure s’invite peu à peu dans nos maisons, remplaçant alors les charpentes traditionnelles en bois. Quels sont les usages des charpentes métalliques ? Quels en sont les avantages et inconvénients ? Quel prix et donc quel devis faut-il prévoir pour une telle charpente ? Toutes les réponses à ces questions dans cet article.
Définition et usages de la charpente métallique
Conçue en éléments d’acier, la charpente métallique est bâtie de la même manière que la charpente traditionnelle à ossature bois : fermes, pannes, contreventements, montants, traverses. Les pièces de bois sont simplement remplacées par des pièces métalliques selon un assemblage et une structure tout aussi précis.
Il existe plusieurs types de structures de charpente métallique, selon l’application à laquelle le bâtiment est destiné :
- Les structures métalliques en portiques, à base de poutres et poutrelles sont la base de la plupart des charpentes en métal.
- Les structures en treillis, pour réaliser des bâtiments aves de grandes portées, à usage souvent industriel.
- Les structures tridimensionnelles réalisées à partir de tubes ronds creux, pour réaliser des bâtiments à architectures et structures spécifiques, comme des gares ou des aéroports.
Tout comme la charpente bois, qu’elle soit traditionnelle ou industrielle, il faut d’abord concevoir et dimensionner la charpente en acier selon les charges que va supporter la charpente : poids des matériaux de couverture, de l’isolation, de l’habillage intérieur, des contraintes climatiques (vent, pluie, neige). Cette conception se fait en bureau d’études par des professionnels de l’ossature métallique.
La fabrication de la charpente métallique, une fois calculée, est faite en usine. La construction de la charpente, très précise, nécessite un façonnage et un matériel particulier permettant de donner au métal les formes souhaitées, voire de le laminer tel que prévu dans les plans.
Bon A SavoirLe laminage est un processus industriel de transformation qui consiste à faire traverser le métal entre 2 cylindres tournant dans 2 sens contraires. Le métal va alors être compressé ou façonné à la forme souhaitée et à l’épaisseur choisie.
Ces pièces de métal sont ensuite assemblées directement sur le chantier en fonction des plans définis.
Aussi bien utilisée dans la construction neuve que dans l’agrandissement de maison, la charpente métallique peut répondre à différents projets de construction :
- Charpentes métalliques en kit : elles s’adaptent à de simples configurations et ne permettent en général pas l’aménagement des combles.
- Charpentes métalliques sur-mesure : elles répondent aux exigences les plus poussées, permettant alors les formes architecturales plus complexes, l’aménagement de combles, ou de simples travaux de rénovation de toiture.
Les différents types de poutres
La charpente métallique est composée de différents types de poutres et poutrelles. Chaque poutre a des caractéristiques de résistance et de flexion qui lui sont propres, et sera adaptée à un usage précis. On peut ainsi trouver :
- Les poutres en I : l’âme (partie centrale) est plus épaisse et les ailes (côtés de la poutre) sont étroites. Elles sont souvent utilisées horizontalement pour supporter des fortes charges.
- Les poutres avec un profil en H, ont une largeur d’aile sensiblement égale à la hauteur de l’âme. On les retrouve aussi bien en poteau (verticalement) qu’horizontalement. Elles sont plus légères que les poutres en I.
- Les poutres avec un profil en U ont des ailes plus petites que l’âme.
- Les cornières en L ou en T sont plus utilisées dans les contreventements (dispositifs conçus pour reprendre les efforts du vent dans la structure et les descendre au sol).
- Les pannes Z, beaucoup plus fines (1,5 à 2 mm) et plus légères, souvent galvanisées, permettent de réaliser des chantiers plus petits, avec des portées dépassant rarement 8 mètres.
Avantages de la charpente métallique
Vous vous lancez dans un projet de construction ou dans des travaux de rénovation de la toiture de votre maison ? La charpente métallique présente de nombreux avantages.
- Légèreté et robustesse : les pièces de métal étant plus légères que le bois, les fondations nécessaires sont moins importantes, et le montage sur le chantier pendant les travaux est plus aisé. Elle peut aussi supporter toutes sortes de matériaux de couverture, même les plus lourds. L’installation en est donc facilitée.
- Flexibilité : dans sa mise en œuvre, l’acier bénéficie d’une flexibilité permettant de modifier la charpente, même au dernier moment. Il permet en outre de concevoir des formes architecturales originales s’adaptant à tous types de projets de travaux.
- Grandes portées : certaines pièces de métal peuvent atteindre des portées jusqu’à 40 m, dépassant les capacités du bois, même du lamellé-collé.
- Rapidité : l’assemblage des éléments métallique reste rapide, par boulonnage.
- Ecologique : recyclable, l’acier est un matériau écologique.
- Economique : selon la complexité, le prix d’une charpente métallique peut se révéler environ 10 % moins cher que celui d’une charpente traditionnelle en bois. Un point positif pour votre budget !
- Insensible aux champignons et insectes xylophages : l’acier qui compose l’ossature métallique n’est pas vulnérable aux insectes, comme les termites, ou aux champignons, ce qui permet de vous passer de traitement à cet égard. C’est une option sérieuse dans certaines régions très infestées par les termites.
Inconvénients de la charpente métallique
Même si les avantages sont nombreux, la charpente métallique a cependant quelques contraintes qu’il faut connaître avant de vous lancer dans un projet de rénovation de toiture ou de construction.
- Conception : il est impératif de faire concevoir la charpente métallique auprès d’un professionnel de l’ossature métallique.
- Mauvaise isolation : le métal est moins isolant que le bois pour une charpente. Il est donc nécessaire de prévoir une isolation renforcée sur ce type d’ouvrage.
- Sensibilité au feu : le métal reste plus sensible que le bois. Sous l’effet de la chaleur, les poutres résistent moins longtemps et la charpente métallique va s’effondrer plus rapidement. Il faut donc protéger le métal avec une peinture ou un enduit ignifuge qui retardera l’effet de la chaleur comme le fait le bois.
- Sensibilité à la rouille : le métal nécessite de recevoir une couche de protection contre l’oxydation.
Prix et devis pour une charpente métallique
Point important dans vos critères de choix et pour prévoir votre budget, le tarif pour la conception et installation d’une charpente métallique. En kit ou sur-mesure, la charpente métallique s’adapte aux formes et structures de bâtiment les plus simples comme les plus complexes : habitation, local, extension, hangar, bâtiment agricole ou industriel. Le prix d'une charpente métallique va donc varier selon la complexité du projet et de la conception. On calculera la surface de charpente par rapport à sa projection horizontale, c'est-à-dire, sans prendre en compte la pente. Le coût d’une charpente métallique va donc s’établir dans une fourchette de prix très large allant de 30 à 150 € par m², auquel il faudra rajouter le tarif de la main-d’œuvre pour la pose et l’assemblage, entre 40 et 70 € par m² selon les régions.
Les frais de la charpente métallique sont en général inférieurs à ceux d’une construction en bois. Cependant, il faudra prévoir dans votre budget des frais supplémentaires pour les calculs et la conception en bureau d’étude par rapport à une charpente traditionnelle en bois. Il est donc préférable de consulter directement des fabricants de charpentes en métal afin de faire établir un devis précis.
Pour calculer le prix d’une charpente métallique, il convient aussi de tenir compte :
- de la qualité de l’acier utilisé, et du traitement contre le feu utilisé ;
- de la dimension de la charpente métallique ;
- de la forme ;
- du nombre de pans ;
- du nombre d’ouvertures ;
- de la région climatique où se trouve le projet (les contraintes de charges seront différentes entre la plaine et une zone de montagnes ou les charges de neiges et de vents sont plus importantes) ;
- des accessoires complémentaires.
Le prix varie également entre une charpente métallique sur-mesure ou une charpente en kit, plus industrialisée, jusqu’à 2 fois moins chère.
Dans tous les cas, il est important de demander l’avis d’un ou de plusieurs professionnels et de faire établir plusieurs devis, afin de pouvoir comparer les devis.
Le taux de TVA peut aussi influer sur le prix des travaux de construction d’une charpente métallique. Dans le cadre de l’amélioration de la performance thermique du toit, ou lors du remplacement d’une charpente en mauvais état, vous pouvez bénéficier en tant que propriétaire d’un taux de TVA à 10 % si vous confiez vos travaux de charpente (réalisation et pose) à un professionnel.
