Calcul Charpente Bois 2026 — Simulateur Eurocode 5, DTU 31.1, Section Chevron en Ligne
⚡ En bref
Le calcul d'une charpente bois suit l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1) et le DTU 31.1. Il dépend de la portée, l'entraxe, la zone neige (A à E), la zone vent (1 à 4), la classe de service (1/2/3) et l'essence (C18/C24/GL24h). Pour une portée de 5 m à 60 cm d'entraxe en zone B1, un chevron 63×175 mm en C24 suffit. La flèche admissible ELS est L/300 soit 16,7 mm pour 5 m de portée.
Qu'est-ce qu'un calcul de charpente traditionnelle bois ?
Une charpente traditionnelle bois — dite "à la française" — est un assemblage de pièces de bois triangulées qui reprend les charges de la couverture et les transmet aux murs porteurs. Le calcul de charpente consiste à dimensionner chaque élément pour qu'il résiste aux sollicitations mécaniques (flexion, cisaillement, compression) sans dépasser les limites réglementaires de déformation.
Les éléments principaux d'une charpente traditionnelle sont :
- Chevrons : pièces inclinées reposant sur les pannes, supportant directement la couverture (tuiles, ardoises). Sections typiques : 40×80 à 75×225 mm selon portée et charges.
- Pannes : pièces horizontales parallèles au faîtage (panne faîtière, pannes intermédiaires, panne sablière) qui reprennent les charges des chevrons et les transfèrent aux fermes.
- Arbalétriers : éléments inclinés formant les rampants de chaque ferme, travaillant principalement en compression-flexion.
- Entrait : pièce horizontale à la base de chaque ferme, travaillant en traction, qui empêche la poussée des arbalétriers sur les murs.
- Poinçon : pièce verticale centrale de la ferme, de laquelle est suspendu l'entrait par des contre-fiches.
- Jambes de force (contrefiches) : pièces inclinées reliant poinçon et arbalétriers, réduisant la portée libre des arbalétriers.
Le calcul détermine la section minimale (largeur × hauteur en mm) de chaque élément en vérifiant deux états limites : l'ELU (État Limite Ultime — résistance à la rupture) et l'ELS (État Limite de Service — déformation admissible, flèche ≤ L/300).
Pour une charpente neuve, le calcul de surface toiture est l'étape préalable indispensable. Le calcul de pente toiture conditionne le coefficient de forme μ1 appliqué à la charge neige.
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Le cadre normatif : Eurocode 5 + DTU 31.1
Depuis le 1er mars 2010 (NOR: DEVL1001989C), l'Eurocode 5 est la norme de référence pour le calcul des structures en bois en France, en remplacement des règles CB71. La norme centrale est la NF EN 1995-1-1 (règles générales pour les bâtiments), complétée par :
- NF EN 1995-1-2 : résistance au feu des structures bois — dimensionnement en situation incendie (méthode des sections résiduelles)
- NF EN 1991-1-3 (Eurocode 1 charge neige) : zones neige A à E, coefficient de forme μ1 selon pente, toits en tandem
- NF EN 1991-1-4 (Eurocode 1 charge vent) : zones vent 1 à 4, coefficients de forme Cpe/Cpi, pression de pointe qp(z)
- DTU 31.1 : mise en œuvre des charpentes et escaliers en bois — humidité à la pose (≤ 18% classe 1), assemblages (tenon-mortaise, boulonnage, connecteurs), tolérances dimensionnelles
- DTU 31.2 : maisons à ossature bois — applicable aux structures poteaux-poutres
- DTU 40.21 / 40.23 / 40.11 : tuiles, ardoises, couvertures métalliques — charges de couverture intégrées dans g
Les coefficients clés de l'Eurocode 5
Le dimensionnement Eurocode 5 applique la philosophie des états limites. La résistance de calcul fd d'un élément bois est :
fk = résistance caractéristique (MPa) · kmod = facteur de modification · γM = coefficient partiel matériau
- kmod (NF EN 1995-1-1 Tableau 3.1) : de 0,6 (charges permanentes, classe 3) à 0,9 (charges court terme, classe 1). Pour charges variables (neige) en classe 2 : kmod = 0,8.
- γM = 1,25 pour bois massif et lamellé-collé selon l'annexe nationale française
- kdef (Tableau 3.2) : coefficient de fluage — 0,6 (classe 1 résineux), 1,5 (classe 3 résineux) — majorant la flèche finale
L'article L.111-13 du CCH (Code de la Construction et de l'Habitation) impose le respect des DTU pour les ouvrages soumis à la réglementation de construction. Les Avis Techniques délivrés par le CSTB et les certifications FCBA complètent le cadre pour les procédés spéciaux (connecteurs, OSB, LVL).
🧮 Calculateur gratuit charpente bois 2026
Résultats indicatifs selon Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1). Faire valider par un bureau d'études structure pour tout projet.
Charges à considérer : neige (zones A-E), vent (zones 1-4), poids propre
Le dimensionnement d'une charpente combine trois types de charges selon la combinaison ELS/ELU de l'Eurocode 0 (NF EN 1990) : le poids propre g (charges permanentes), la neige s (charge variable principale) et le vent w (charge variable secondaire ou principale selon orientation).
Zones neige et charge caractéristique sk (NF EN 1991-1-3)
| Zone neige | Régions principales | sk (kN/m²) | Équiv. kg/m² |
|---|---|---|---|
| A | Bretagne, Normandie ouest, Aquitaine | 0,45 | ~46 |
| B1 | Centre, Sud-Ouest intérieur, Pays de Loire | 0,55 | ~56 |
| B2 | Nord, Pas-de-Calais, Lorraine, Alsace basse | 0,55 | ~56 |
| C1 | Est, Jura bas, Lyon, Rhône-Alpes nord | 0,65 | ~66 |
| C2 | Massif Central, Cantal, Puy-de-Dôme | 0,65 | ~66 |
| D | Vosges, Jura haut, Pyrénées bas (<1 000 m) | 0,90 | ~92 |
| E | Alpes (>1 000 m), Pyrénées haut, Corse montagne | 1,40 | ~143 |
Zones vent (NF EN 1991-1-4) et vitesse de référence
| Zone vent | Régions | vb0 (m/s) |
|---|---|---|
| Zone 1 | Sud-est intérieur (PACA, Languedoc bas) | 22 m/s |
| Zone 2 | Bassin parisien, Centre, Grand Est intérieur | 24 m/s |
| Zone 3 | Côtes Manche, Alpes, Massif Central | 26 m/s |
| Zone 4 | Bretagne ouest, Côte Atlantique, Pointe du Raz | 28 m/s |
Choix de la section chevron selon portée et entraxe
Le tableau ci-dessous donne les sections minimales de chevrons en C24 conformes à l'ELS (flèche ≤ L/300) pour une charge totale ELS typique de 0,90 kN/m² (zone B1, pente 35°, g = 0,60 kN/m²). Ces valeurs sont indicatives ; la vérification ELU et les assemblages doivent être validés par un professionnel.
| Portée | Entraxe 40 cm | Entraxe 50 cm | Entraxe 60 cm | Entraxe 80 cm |
|---|---|---|---|---|
| 3 m | 45×95 mm | 45×120 mm | 45×120 mm | 63×145 mm |
| 4 m | 45×120 mm | 45×145 mm | 63×145 mm | 63×175 mm |
| 5 m | 63×145 mm | 63×175 mm | 63×175 mm ✓ | 75×200 mm |
| 6 m | 63×175 mm | 75×200 mm | 75×200 mm | 100×225 mm |
| 7 m | 75×200 mm | 75×225 mm | 100×225 mm | 100×250 mm |
Pour calculer le longueur de rampant de toiture et le nombre de chevrons nécessaires, utilisez notre calculateur dédié. Le calcul de section de poutre bois complète le dimensionnement des pannes et de l'entrait.
Portée : 5 m · Entraxe chevrons : 60 cm · Pente : 35° · Essence : C24 · Classe service 2
sk = 0,55 kN/m² · μ1 = 0,67 (pente > 30°) · Charge neige projetée : 0,30 kN/m²
Charge totale ELS : 0,90 kN/m² · Section chevron : 63×175 mm C24
Flèche : 14 mm vs L/300 = 16,7 mm ✅ · Budget bois : ~5 850 € (90 m² × 65 €/m²)
Portée : 4 m · Entraxe : 50 cm · Pente : 25° · Essence : GL24h · Classe service 2
sk = 1,40 kN/m² · μ1 = 0,8 · Charge neige projetée : 1,02 kN/m²
Charge totale ELS : 1,62 kN/m² · Section chevron : 75×200 mm (ou GL24h 100×180)
Budget bois : ~8 400 € (90 m² × 93 €/m² GL24h)
Portée : 3 m · Entraxe : 50 cm · Pente : 20° · Essence : C24 autoclave CB3 · Classe service 3
kmod = 0,7 (permanente, classe 3) · sk = 0,45 kN/m² · Charge neige : 0,34 kN/m²
Charge totale : 0,80 kN/m² · Section chevron : 45×120 mm C24 CB3
Budget bois : ~1 950 € (30 m² × 65 €/m²)
Essences et classes de résistance (C18 / C24 / GL24h / D30)
La norme NF EN 338 classe le bois structural par sa résistance caractéristique en flexion fm,k. Les classes C désignent les résineux (conifères), les classes D les feuillus. Le lamellé-collé (GL) est classé par NF EN 14080.
| Classe | Type | Essences typiques | fm,k (MPa) | E0,mean (GPa) | Usage charpente |
|---|---|---|---|---|---|
| C18 | Résineux massif | Sapin/épicéa brut FR | 18 | 9,0 | Portées courtes <3 m |
| C24 | Résineux massif | Épicéa Nordique, Douglas | 24 | 11,0 | Standard — ~80% usages |
| GL24h | Lamellé-collé | Épicéa + colle MUF | 24 | 11,6 | Grandes portées >6 m |
| GL28h | Lamellé-collé | Épicéa haute densité | 28 | 12,6 | Portées >8 m, combles |
| D30 | Feuillu massif | Chêne sessile/pédonculé | 30 | 12,0 | Assemblages, poinçons |
| D40 | Feuillu haute densité | Chêne rouge, châtaignier | 40 | 13,0 | Porteurs haute densité |
Pour choisir entre résineux et feuillu, l'indicateur de performance est le ratio fm,k / densité (résistance spécifique). L'épicéa C24 affiche un ratio excellent (~0,12 MPa·m³/kg) expliquant sa domination commerciale. Le calcul de poutre bois pour les pannes reprend les mêmes principes normatifs.
Flèche admissible ELS : pourquoi L/300 est critique
La flèche est la déformation verticale d'un élément fléchi sous charge. L'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1 §7.2) distingue deux niveaux de vérification aux États Limites de Service :
Flèche finale w_fin ≤ L/250 (avec fluage : w_fin = w_inst × (1 + kdef))
L = portée libre · kdef = 0,6 (classe service 1, résineux) à 2,0 (classe service 3)
La formule de la flèche maximale pour une poutre sur deux appuis, chargée uniformément :
q = charge linéaire (N/mm) = charge surfacique × entraxe · L = portée (mm) · E = module (N/mm²) · I = moment quadratique (mm⁴) = b×h³/12
Pourquoi L/300 est critique : au-delà de ce seuil, les conséquences sont multiples — fissuration des plaques de plâtre fixées sur les chevrons (déplacement > 15 mm), décollement des contre-lattes et des tuiles, formation de rétentions d'eau au faîtage (risque d'infiltration), inconfort acoustique (vibrations perçues). En revanche, un sur-dimensionnement (flèche < L/500) pénalise le budget sans gain fonctionnel significatif.
Le fluage du bois est un phénomène non négligeable : sous charge permanente soutenue, le bois se déforme de 60% à 200% de sa déformation instantanée selon la classe de service. C'est pourquoi la vérification à long terme (flèche finale ≤ L/250) est souvent dimensionnante pour les pannes qui supportent des charges permanentes importantes (toiture végétalisée, isolation lourde).
Pour les charpentes avec combles aménageables portant un plancher, la flèche admissible du plancher est plus sévère : L/400 selon NF EN 1995-1-1 Tableau 7.2 pour les planchers en contact avec des éléments fragiles. Consultez un bureau d'études pour ce cas.
Contreventement : stabilité transversale et longitudinale
Le contreventement est le système structural qui assure la stabilité d'ensemble de la charpente sous l'action horizontale du vent et les imperfections géométriques. Sans contreventement, une série de fermes peut basculer latéralement comme un jeu de dominos. La vérification du contreventement est obligatoire selon NF EN 1995-1-1 §9.
Contreventement transversal (dans le plan perpendiculaire aux fermes)
- Palées de stabilité transversales : croix de Saint-André en bois ou acier plat dans un ou deux travées entre fermes. Reprennent les forces horizontales transmises par les pannes de contreventement.
- Pannes de rive (ou pannes de contreventement) : pannes rigides en tête d'arbalétrier qui transfèrent les poussées horizontales vers les palées.
- Liaison fermes-murs : sabots de scellement, ancrages chimiques, tirants en attente dans le béton — reprenant la poussée horizontale transmise aux murs porteurs.
Contreventement longitudinal (dans le plan du toit)
- Contreventement de toiture : triangulation diagonale dans le plan du rampant, réalisée par des voliges croisées, des contrelattes ou un panneau OSB/contreplaqué agissant comme diaphragme. Indispensable pour les charpentes sans fermes industrialisées.
- Panne faîtière : raidie par son propre poids et ses assemblages, elle participe à la rigidité longitudinale.
- Entrait-retroussé : dans les charpentes mansardées, l'entrait-retroussé horizontalise les efforts et réduit la poussée sur les murs.
Le dimensionnement des éléments de contreventement suit NF EN 1995-1-1 §9.2 (systèmes de stabilisation). La force totale de stabilisation est proportionnelle au nombre de fermes et à leur imperfection géométrique initiale (angle φ = 1/500 rad selon §5.4.4). Pour les charpentes de moins de 5 fermes avec une pente supérieure à 25°, un simple voligeage cloué peut suffire si le toit assure une rigidité de diaphragme suffisante.
Consultez également notre page calcul charge neige toiture pour le détail des combinaisons de charges selon l'Eurocode 0. Pour les structures complexes, le simulateur IR 2026 vous permet de vérifier la déductibilité des travaux de rénovation charpente.
❓ Foire aux questions — Charpente Bois 2026
Quelle norme régit le calcul de charpente bois en France en 2026 ?
En 2026, le calcul de charpente bois est régi par l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1), en vigueur depuis 2010 et obligatoire pour les marchés publics depuis 2013. Il est complété par NF EN 1995-1-2 (résistance au feu), NF EN 1991-1-3 (charges neige) et NF EN 1991-1-4 (charges vent). Le DTU 31.1 encadre la mise en œuvre (assemblages, humidité du bois à la pose ≤ 18% en classe service 1, tolérances). L'Eurocode 5 remplace les règles CB71 et s'applique à toutes les structures bois neuves.
Qu'est-ce que la classe de service 1, 2 ou 3 ?
L'Eurocode 5 définit trois classes de service selon l'humidité d'équilibre du bois. Classe 1 : intérieur chauffé, humidité bois ≤ 12% (charpente combles habités). Classe 2 : abrité mais humide, humidité ≤ 20% (charpente sous couverture, garage, grange). Classe 3 : extérieur exposé aux intempéries, humidité > 20% (pergola, terrasse, balcon). La classe de service détermine le coefficient kmod (0,9 en classe 1 à 0,7 en classe 3 pour les charges variables courte durée) et le coefficient de fluage kdef (0,6 en classe 1 à 2,0 en classe 3 pour les résineux).
Comment choisir entre C18, C24 et GL24h ?
C18 (fm,k = 18 MPa, E = 9 GPa) : résineux basique, adapté aux charpentes légères et portées courtes < 3 m. Moins cher mais nécessite des sections plus importantes. C24 (fm,k = 24 MPa, E = 11 GPa) : standard du marché, ~80% des charpentes neuves, disponible en toutes sections. GL24h (fm,k = 24 MPa lamellé-collé, E = 11,6 GPa) : résistance similaire au C24 mais défauts redistribués — préféré pour les portées > 6 m car les pièces massives de grande section sont rares en C24 et risquent les gerces. Le surcoût GL24h est de +25 à +40% sur le C24. D30 (chêne, fm,k = 30 MPa) : résistant mais lourd et coûteux, réservé aux assemblages traditionnels ou expositions décoratives.
Quelle section de chevron pour une portée de 4 mètres ?
Pour 4 m de portée en C24, classe service 2, zone neige B1 (sk = 0,55 kN/m²), charge totale ELS ≈ 0,90 kN/m² : entraxe 40 cm → 45×120 mm, entraxe 50 cm → 45×145 mm, entraxe 60 cm → 63×145 mm, entraxe 80 cm → 63×175 mm. Ces sections vérifient la flèche ≤ L/300 = 13,3 mm. En zone E (Alpes, sk = 1,40 kN/m²), la charge est nettement plus importante : augmenter d'un niveau de section. Ces valeurs sont indicatives ; faire valider par un bureau d'études structure pour tout projet nécessitant un permis.
Qu'est-ce que la flèche L/300 et pourquoi est-elle critique ?
L/300 est la flèche instantanée maximale admissible aux États Limites de Service (ELS) selon NF EN 1995-1-1 §7.2. Pour une portée L = 4 m, la flèche maximale est 4000/300 = 13,3 mm. Au-delà : risque de fissuration des plaques de plâtre, décollement des tuiles, formation de rétentions d'eau et infiltrations. La flèche finale (fluage inclus) est limitée à L/250. La formule de la flèche maximale est δ = 5 × q × L⁴ / (384 × E × I), où I = b×h³/12 est le moment quadratique de la section en mm⁴.
Comment intégrer la charge neige selon ma zone géographique ?
Selon NF EN 1991-1-3, la charge neige au sol sk est définie par zone : A = 0,45 kN/m², B1/B2 = 0,55 kN/m², C1/C2 = 0,65 kN/m², D = 0,90 kN/m², E = 1,40 kN/m². La charge de calcul sur toiture est s = μ1 × Ce × Ct × sk, avec μ1 = 0,8 pour pente ≤ 30° (coefficient de forme), Ce = 1,0 (exposition normale), Ct = 1,0 (coefficient thermique, pas de chaleur sortante). Pour une pente entre 30° et 60° : μ1 = 0,8 × (60 - α) / 30. Au-delà de 60°, μ1 = 0 (neige ne tient pas).
Faut-il un contreventement sur une charpente traditionnelle ?
Oui, le contreventement est obligatoire selon NF EN 1995-1-1 §9. Sans lui, la charpente peut basculer latéralement sous l'action du vent ou des imperfections géométriques. Il comprend : les palées de stabilité (croix de Saint-André entre fermes, au moins 2 par versant), les pannes de contreventement (pannes rigides reprenant les forces horizontales), et le contreventement de toiture dans le plan du rampant (voligeage croisé, OSB ou panneau dérivé du bois). Pour les petites charpentes (<5 fermes, pente > 25°), le voligeage cloué peut assurer une rigidité de diaphragme suffisante.
Quelle différence entre un chevron et une panne ?
Un chevron est une pièce inclinée parallèle à la pente du toit, supportant directement la couverture (voliges + tuiles ou ardoises). Il est perpendiculaire au faîtage et repose sur les pannes. Une panne est une pièce horizontale parallèle au faîtage qui reprend les charges des chevrons et les transmet aux fermes ou aux murs porteurs. Il existe la panne faîtière (au sommet), les pannes intermédiaires (sur les rampants) et les pannes sablières (en pied de charpente, sur les murs). Les pannes travaillent principalement en flexion et doivent être vérifiées pour le déversement.
Le DTU 31.1 est-il obligatoire pour auto-construire une charpente ?
Le DTU 31.1 n'est pas légalement obligatoire pour un particulier auto-constructeur, mais il constitue la référence de l'art de bâtir. Pour tout ouvrage soumis à permis de construire, l'article L.111-13 du CCH impose le respect des règles de l'art dont les DTU. Un bureau de contrôle obligatoire (ERP, logements collectifs) vérifiera la conformité à l'Eurocode 5. Pour les maisons individuelles, l'absence de DTU engage la responsabilité décennale en cas de sinistre. Humidité bois à la pose ≤ 18% (classe service 1) selon DTU 31.1 §5.2.3 est un point particulièrement contrôlé.
Comment protéger la charpente (classe biologique CB2, CB3) ?
La protection biologique du bois suit la norme NF EN 335 (classes d'emploi 1 à 5). En charpente intérieure classe service 1 : résineux sec C24 sans traitement (classe d'emploi 1, pas de risque biologique). Classe service 2 (charpente humide non chauffée) : traitement CB2 insecticide + fongicide conseillé. Classe service 3 (extérieur abrité, pergola) : traitement CB3 autoclave indispensable (résineux imprégné sous pression). Classe service 3 exposée aux intempéries avec contact sol : CB4 (autoclave renforcé). Le traitement doit être certifié CTB-B+ (contrôlé FCBA). Les feuillus denses comme le chêne ou le robinier résistent naturellement en classe d'emploi 3 sans traitement chimique.
Assemblages de charpente : connecteurs, sabots et boulons
Les assemblages sont les points critiques d'une charpente. Un assemblage sous-dimensionné cède avant la section de bois elle-même. L'Eurocode 5 §8 (Connexions) impose la vérification des efforts tranchants et normaux aux connexions.
Types d'assemblages et charges admissibles indicatives
| Type | Usage courant | Effort admissible indicatif | Norme/certification |
|---|---|---|---|
| Sabot d'assise galvanisé (ex: Simpson LBU) | Jonction chevron–panne, poutre–poteau | 4 à 18 kN (selon ref.) | ETA-04/0013, DTU 31.1 |
| Boulon M12 double cisaillement bois/bois | Assemblage ferme, poteau | ~5-7 kN/boulon (C24) | EC5 §8.5 |
| Vis structurelle filetée longue (ex: SPAX 8×200) | Contreventement, renforts, rallonges | ~3-5 kN en cisaillement | ETA-13/0466 |
| Tirefond bois/maçonnerie (M16 époxy) | Ancrage sablière sur maçonnerie | ~15-25 kN en traction | DTU 31.1 §4.3 |
| Couvre-joint bois cloué (mi-hauteur) | Joint de continuité panne ou chevron | Moment ≤ 0 (joint en zone de faible moment) | EC5 §5.3 |
Pour les assemblages de charpente traditionnelle complexe (ferme à arbalétriers, demi-ferme, enrayure), la vérification des nœuds (tenon-mortaise cloué, queue d'aronde) relève d'un bureau d'études bois agréé. Le dimensionnement simplifié de notre calculateur couvre uniquement les travées simples (chevron bi-appuyé, appuis simples).
Humidité du bois : le risque de retrait et de gauchissement
Le bois de construction doit être livré avec une teneur en humidité (MC) ≤ 19 % pour classe de service 2 et ≤ 12 % pour classe de service 1 (charpente de combles habités, EC5 Table 3.2). Un bois mis en œuvre humide (MC 25-30 % fréquent en été) se rétracte de 0,2 à 0,3 % par point d'humidité dans le sens radial lors du séchage en place. Pour un madrier 75×200 mm, cela représente jusqu'à 4-5 mm de retrait sur la hauteur — source de fissuration des plâtres et de désalignement des fixations. Exiger l'attestation MC ≤ 19 % (mesure humidimètre) à la livraison est une clause contractuelle courante dans les marchés de charpente.
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