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 principales, dites sablières hautes, reçoivent l’appui des planchers ou des entraits de ferme
  
• les sablières basses – ou sablières de chambrée – reposent sur un mur de soubassement servant d’appui ou sur un cours de solives de plancher, notamment dans les pans de bois en encorbellement
  
• les traverses formant linteaux de baies et les appuis des fenêtres sont assemblés dans des poteaux d’huisserie.
  

Les pièces verticales ou poteaux sont également de trois sortes :

• les poteaux montant de fond de longueur au moins égale à deux étages d’habitation ; ils ne sont pas interrompus par des sablières et sont généralement enturés les uns dans les autres, en appui sur la maçonnerie de départ ; parmi ceux-ci, les poteaux corniers sont implantés aux angles convexes et concaves des corps de bâtiment (section en L). On peut trouver aussi d’autres poteaux montant de fond à la rencontre des refends entre eux (ils sont refeuillés intérieurement et leur section transversale est en forme de T ou de X) ainsi qu’avec les parois périphériques.
  
• les poteaux de baie ou d’huisserie, de hauteur d’étage, souvent refeuillés, c’est-à-dire comportant une feuillure pour y loger les menuiseries des portes et des fenêtres ;
  
• les poteaux de remplissage (dits aussi poteaux de remplage), espacés d’un peu plus de vides que de pleins, rainurés et tamponnés jusqu’au XVII^ème siècle pour recevoir un remplissage maçonné de plâtre, plâtras, déchets de coupes de moellons ou, parfois, de briques pleines qui laissent l’ossature apparente, en tout ou partie ; à partir du XVIII^ème siècle, ils sont fréquemment lattés et enduits au plâtre dans les habitations ordinaires et le remplissage est maintenu par les lattes et des rappointis cloués sur les faces intérieures des pièces de charpente. Lorsqu’ils sont interrompus par des pièces obliques, ces poteaux de remplage prennent le nom de tournisses.
  

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, de forte section, inclinées à 60 degrés environ par rapport à l’horizontale, assurent le double rôle mentionné ci-dessus ; leurs extrémités sont assemblées directement dans les sablières et les extrémités hautes sont placées au voisinage des fortes charges en appui sur les sablières hautes (solives d’enchevêtrure, entraits, etc.), autant que faire se peut ;
  
• les croix de Saint-André sont des pièces en forme de X, assemblées dans les sablières hautes et basses ; elles assurent principalement un rôle d’indéformabilité de chaque panneau ;
  
• les guettes sont des pièces plus fortement inclinées que les décharges, et elles n’assurent qu’un rôle d’indéformabilité.
  

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 :

1. les pans de bois à cadre complet de hauteur d’étage, indépendants et superposés, insérés directement entre les cours de solives des planchers et s’appuyant sur elles ; ces ossatures sont sujettes à d’importants tassements dans œuvre, les bois du solivage ayant tendance à s’écraser en compression, transversalement à leurs fibres ; les tassements internes sont prononcés; dus au fait que trois pièces consécutives travaillent en compression transversale les deux sablières et les solives intercalaires).
   
2. les pans de bois en pseudo-portiques de hauteur d’étage placés les uns sur les autres où les poteaux d’extrémités s’assemblent directement sur les sablières hautes, continues, de l’étage inférieur ; les poteaux sont placés sur un même aplomb, avec le même problème d’écrasement desdites sablières à l’aplomb desdits poteaux ; dans ce cas, les sablières basses, discontinues, sont interrompues par les poteaux de baies, et elles sont le plus souvent absentes au droit des portes ; une seule pièce, la sablière haute, est comprimée transversalement au droit des poteaux ; bonne cohésion d’ensemble.
   
3. les pans de bois en pseudo-portiques continus sur plusieurs hauteurs d’étages sont une variante de la disposition précédente à l’angle des édifices, à la rencontre des refends et parois de façades, où l’on place le plus souvent des poteaux montant de fond ; bonne cohésion d’ensemble, tassement internes limités.
   
4. il existe à Paris des dispositions composites avec poteaux de fond montant sur deux niveaux, décalés alternativement d’un étage à l’autre, assemblés avec des sablières semi-continues, placées tous les deux étages ; bonne cohésion d’ensemble, tassement internes limités.
   

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 sablières hautes sont placées juste au-dessous de l’appui des cours de solives des planchers ;
  
• des poteaux sont placés à chaque changement de direction, à la rencontre de deux parois et de part et d’autre de chaque baie ;
  
• les extrémités supérieures des décharges sont souvent implantées au voisinage de l’appui des solives d’enchevêtrure, avec dispositions symétriques en sens contraire à l’intérieur d’un même trumeau ou de part et d’autre d’une baie ou d’un groupe de baies ;
  
• les poteaux de remplissage sont placés dans les intervalles de ces pièces, et espacés de 9 à 10 pouces (24 à 27 cm) ; entraxes de 18 pouces (49 cm).
  

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 XIX^ème 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 XX^ème 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 XVI^ème 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).

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.

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

1. par sablière basse sur un plancher d’assemblage à système d’enchevêtrure
   
2. 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.

Fragilité des pans de bois au flambement (voir l’élancement géométrique de 13 à 21 en moyenne) ; nécessité d’ancrages systématiques à chaque niveau de plancher (tirants et ancres, harpons à crochets, boulons plates-bandes, etc.) ainsi que de pièces assurant les continuités de traction (plates-bandes droites, en équerres, etc.) ; raccordement d’un pan de bois avec un mur en maçonnerie (partie courante de mur ou tête de mur : minimum de 2 ancrages par extrémité, en long et en travers de la sablière haute).

Dimensions à relever : dans œuvre (fini, brut) horizontal à 1 m du sol fini, entraxes ; hauteur d’étage brute : dessous brut des solives d’enchevêtrures d’un niveau à l’autre (dessus des sablières hautes). N.B. : le plus souvent, il n’y a pas d’enchevêtrures déchargeant les baies d’un pan de bois, les sablières étant supposées assurer le transfert horizontal des charges (présence néanmoins d’exceptions) ; cependant, on en dispose à l’autre extrémité de la travure afin d’assurer un entretoisement correct des solives courantes.

A. Exposition à l’eau et l’humidité (alternance sec-humide) en corniches, bandeaux, voisinage du sol ; usage prohibé en sous-sols, risqué en murs périmétraux de rez-de-chaussée.
B. Voisinage de la collecte des eaux de pluie (chéneaux, gouttières, descentes).
C. Voisinage de la collecte des eaux vannes et usées (W.-C., cuisines, salles d’eau).
D. Confinement en courettes ainsi que dans les angles des murs d’une cour, etc.

(dilatation, corrosion, vulnérabilité au feu, faible résistance acoustique et thermique). Indéformabilité obtenue par boulons à 4 écrous et par remplissage formant diaphragme.

Refend, façades sur cour ou sur courettes ; comparaison avec le mur en brique pleine et limites d’emploi dans les épaisseurs courantes de murs périphériques.

Superposition de panneaux ; assemblage des poteaux par éclisses, cornières et boulons traversants ; doublement des sablières ; poteaux composés de deux profilés interrompus à chaque étage assemblés à un profilé I intérieur, perpendiculaire, assurant la continuité avec éclisses (2 I a. o. de 120 mm, I de 80 ou 100 mm, 2 sablières filantes formées par des I a. o. ou des U de 200 mm, le tout entretoisé par des boulons à 4 écrous) ; appuis des planchers.

Deux profilés I laminés ou reconstitués, entretoises et brides, tirants et ancres d’extrémités ; appui des planchers.

Poteaux en I : ils doivent être capables de résister au flambage (voir abaques) ; le poteau reçoit en tête une semelle en tôle, généralement constituée par deux équerres rivées sur les âmes de la poutrelle ; on trouve en pied le même dispositif, complété par une tôle supplémentaire rivée sur les équerres et recevant des boulons d’ancrage de part et d’autre du poteau ;
Poteaux formés avec des fers en U : on assemble deux fers U, directement âme contre âme, ou bien on maintient écarté deux fers U entretoisés par leurs ailes à des fers plats (3 couples d’entretoises par hauteur d’étage) ; leur écartement est réglé sur la demi-brique qui sert généralement de remplissage et contribue, avec les enduits en plâtre, à protéger contre l’incendie ;
Poteaux composés de 3 poutrelles : ils comportent 2 poutrelles principales, qui forment les ailes du poteau et une plus petite poutrelle (généralement un I de 80 mm) placée dans les âmes des deux premières et constituant l’âme du poteau composé ;
Poteaux d’angle : ils peuvent être constitués de 2 poutrelles I et d’une cornière, entretoisées par des plats façonnés en forme de tube carré dont un des angles est disposé pour que les deux ailes des poutrelles I disposées perpendiculairement entre elles puissent former le dièdre intérieur du pan de fer ; une autre solution consiste à assembler 2 fers U perpendiculairement entre eux, de façon à ce que l’aile de l’un soit en continuité avec l’âme de l’autre et que chacun d’eux puisse recevoir la demi brique de remplissage des parois d’angle.

Elles sont généralement constituées de 2 poutrelles I, entretoisées (comme dans un filet ou un poitrail). Assemblages des poteaux et sablières.
Les âmes des poteaux s’interrompent au droit des sablières et sont assemblées entre elles par des éclisses ; elles peuvent aussi recevoir des cornières rivetées de chaque côté, assemblées haut et bas entre elles par des boulons traversants placés entre les deux profilés formant sablière.
Appui des poutrelles de plancher sur les sablières : les poutrelles, éventuellement grugées dans leurs ailes supérieures, sont assemblées dans l’âme de la sablière intérieure par cornières boulonnées ou rivetées ; elles peuvent être aussi simplement posées sur le dessus des sablières et entretoisées par les briques du remplissage.


Par Jacques FREDET