Concevoir la cabane : les étapes à suivre

Bruno Caillard

Concevoir une cabane en bois est un défi parce qu’il faut sortir un résultat qui soit à la fois mécaniquement et économiquement acceptable. Cet article est conçu pour vous guider dans la conception de votre cabane.

Consistance d’une conception de cabane

D’une manière générale, concevoir une structure consiste à :

  • matérialiser les idées du projet,
  • faire des simulations,
  • calculer les dimensions des éléments,
  • vérifier la disponibilité des sections et des longueurs,
  • faire les plans détaillés avec les matériaux réellement disponibles.

Matérialiser les idées du projet

Matérialiser le projet consiste à mettre sur le papier les idées que l’on a en tête. En effet, il est très important de le faire car on peut avoir de visu la réalité sur le terrain et en même temps donner à quelqu’un d’autre l’opportunité de donner son avis.

Dans cette étape, indiquer sur votre plan les éléments que vous jugez pouvoir être gênants pour la structure : les tuyauteries, les canaux d’évacuation, les descentes d’eau de pluie, les dénivellations, ... . Ces éléments sont sources de décision, aussi bien au niveau structurel qu’au niveau de l’esthétique. Vous avez alors les dimensions de la structure et les dispositions des éléments de façon globale.

Faire des simulations

A l’étape de la matérialisation, vous avez une première image de l’ouvrage. Ensuite, après visualisation de plusieurs modèles sur le net, passer aux simulations. Ne lésiner pas à faire plusieurs images : jouer avec le sol, les fondations, la plateforme, la dalle, les ossatures du mur, les poteaux, les pannes, les muralières, les poutres porteuses, les chevrons, les bras de contreventement, les revêtements intérieurs et extérieurs, les fermes, les liteaux, les couvertures, les planches de rive, les ouvertures et les finitions du bois.

Chaque partie de la cabane peut avoir plusieurs possibilités. Voir ici une liste des parties modulables pour créer la bonne formule pour votre cabane : la fondation, la plateforme, l’ossature du mur, la charpente, la couverture.

Vous pouvez passer aux calculs de structure après avoir pris une décision finale pour ce qui est de la structure voulue.

Calculs de structure

Les calculs de structure suivent la méthode de la descente des charges. En effet, il est logique que les éléments en partie inférieure supportent les charges des éléments en partie supérieure. La formule de base pour le calcul de la section d’un élément prend en compte les différentes charges qu’il supporte : la surcharge climatique + la charge de la structure supportée + le poids propre.

  1. La charge de la toiture : cette charge se divise en deux, à savoir la surcharge (la neige) et la charge permanente (la masse répartie des matériaux de couverture). Pour sa détermination, utilisez l’outil de calcul de la charge sur la toiture. Il suffit d’entrer vos données dans les champs requis. Pour le type de couverture, si vous connaissez exactement sa charge, remplir la case "Charge de couverture" (à titre indicatif 1 daN = 1,02 kg). Pour l’altitude, il ne faut pas vous tromper, la charge de la neige en découlera. Ajouter quelques mètres en plus si vous hésitez.
  2. Les chevrons et les lattes : ces éléments se calculent de la même façon. Utilisez l’outil de calcul des chevrons. La charge sur les chevrons correspond à la somme de la surcharge et de la charge de la couverture.
  3. Les contrelattes : d’une manière générale, le contrelattage consiste à laisser l’espace de ventilation sous la couverture d’une part mais aussi à maintenir en place le pare-pluie s’il y en a.
  4. Les pannes : utilisez l’outil de calcul des pannes. La charge sur les pannes est la somme de la surcharge, avec la charge de la couverture, les lattes et les contrelattes, les chevrons ainsi que sa charge propre. Pour avoir cette charge par mètre carré, il faut diviser la masse totale des éléments par la surface totale englobée par les pannes. Utiliser l’unité daN/m² pour cet outil. Cet outil considère un seul élément de la panne. Si la portée et l’entraxe entre les appuis des pannes sont trop grandes, vous pouvez mettre en oeuvre un moisage pour avoir deux éléments de largeurs égales à la moitié de la largeur d’une seule panne.
  5. Les pannes muralières : les pannes muralières ne font qu’un seul élément vu qu’elles vont directement se fixer sur une façade. Généralement, on utilise la même section que la section d’une seule panne, l’essentiel étant de bien choisir les accessoires de fixation.
  6. L’ossature : sa conception s’annonce particulièrement délicate car il faut en même temps qu’elle soutienne la charge et qu’elle permette de disposer efficacement le contreventement et les isolations. Consultez cet article pour connaître les constituants de l’ossature d’une cabane.
  7. Le contreventement : c’est un élément très important pour une cabane car le vent est l’ennemi quotidien de cette structure mais aussi la neige en hiver. Il y a plusieurs manières de contreventer une cabane. Consultez cet article pour comprendre les mesures à prendre et les techniques possibles.
  8. Le tasseau de bardage : avec un contreventement en panneau OSB, il est important d’ajouter des tasseaux OSB pour fixer convenablement le bardage et ventiler le mur.
  9. Les poteaux : utilisez l’outil de calcul des poteaux. Comme vous avez l’outil de calcul sous Excel, il faut faire attention car l’outil en ligne ci-dessus prend en compte la surface de charge de tous les poteaux ou bien la surface de charge d’un seul poteau tandis que l’outil Excel ne considère que cette surface sur un seul poteau.
  10. La ferme : pour une structure à deux pans ou plus, la ferme est généralement le moyen traditionnel le plus efficace. Voir ici pour connaître toutes les possibilités.

Vérifier la disponibilité des éléments

Chaque projet représente une certaine composition d’éléments. Après avoir eu les sections et longueurs des éléments, vérifier auprès de vos fournisseurs potentiels la disponibilité des sections et des longueurs que vous venez de calculer. En effet, il n’est pas toujours évident, même pour des sections standards, que votre fournisseur commercialise les sections et les longueurs dont vous avez besoin. Si le ou les fournisseur(s) environnant ne dispose pas des éléments théoriques, relever ceux qui sont disponibles et refaire les calculs. Vous aurez ensuite les éléments pratiques.

Conception de la cabane RENARD

Voyons en détail la conception de la cabane RENARD afin de comprendre

Cabane RENARD monopente

Hypothèses
Pour la conception, prenons les hypothèses suivantes :

  • Département : Yvelines 78
  • Altitude : 150 m
  • Largeur : 400 cm
  • Profondeur : 180 cm
  • Hauteur à la sablière : 200 cm
  • Porte-à-faux de devant : 20 cm
  • Type de couverture : bardeau d’asphalte
  • Pente de toiture : 17,6 %
  • Aucun plafond ni isolant
  • Bois utilisé de classe C18
  • Masse volumique : 500 kg/m3

1- Les charges sur la toiture

La couverture choisie dans l’outil de calcul sera directement le "bardeau d’asphalte bitumé avec panneaux de particules compris".

Les charges sur la toiture sont les suivantes :


2- Les chevrons

Vérification de la section de chevron à h75 x b50
  • Portée : pour une profondeur de 180 cm et une pente de 17,6 %, on a des chevrons de portée 183 cm en rampant.
  • Entraxe admissible : étant donné qu’un panneau d’OSB mesure généralement 250 cm, divisons ce chiffre pour avoir 4 chevrons recevant un panneau, soit un entraxe maximal de chevron égal à 83 cm.

Pour la méthode de fixation, nous allons prendre "Fixation par le haut et par le bas" car les chevrons seront fixés en même temps sur la lisse faîtière et la lisse sablière.
Vérifions si la section de 75 x 50 mm passe dans ces conditions.

3- Les ossatures

Vérifier l’ossature

Les pièces de bois en vertical supportent beaucoup plus de charges qu’il n’y paraît. Une lambourde de 60 x 40 mm, dans cette zone, peut supporter jusqu’à 62,5 kg. La cabane RENARD aura une surcharge et une charge totale d’environ 460 kg. Cette charge peut être supportée par 8 lambourdes de 60 x 40 mm.

Par souci de flambement et pour faciliter la mise en oeuvre, une ossature à plateforme aura généralement des montants avec un entraxe maximum de 60 cm. Donc, on aura plus de montants. Il faudra ensuite voir l’ossature avec les ouvertures.

4- Le contreventement

Concevoir le contreventement

Il existe plusieurs techniques pour contreventer une structure. Il faut choisir en fonction de la place disponible, du type de bardage choisi et un peu en fonction du rendu que l’on veut pour l’intérieur de la cabane. Voici l’article montrant ces types de contreventements.

Les détails des composants et de la construction des murs sont disponibles dans cet article.

Les précautions à prendre

  • Il est important durant les calculs de structure de voir au préalable les méthodes de fixation des éléments. Vérifier aussi pendant votre quête de matériaux les possibilités des accessoires d’assemblage et de fixation.
  • L’évacuation des eaux de pluie doit être bien pensée pour éviter les stagnations de flaques d’eau sous ou aux environs immédiats de la cabane. Ceci afin d’éviter de détériorer rapidement le sol et les ancrages au sol.

Le guide de construction

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