Charpente métallique : définition

En acier, aluminium ou inox, une charpente métallique est constituée de pièces assemblées entre elles pour former l’ossature d’une construction. Ses piliers principaux sont les poutres, en I, U, UPN, UPE ou H. Ce type de charpente est aussi composé de poteaux, fermes, pannes faîtières, sablières, intermédiaires, montants, linteaux, contreventements. 

Quelles sont les utilisations d’une charpente métallique ?

Les principaux usages d’une charpente métallique sont les suivants :

  • Hangars à usage agricole. Leur durée de vie et leur entretien réduit en font un espace de stockage parfait pour les exploitants agricoles. Matériels, tracteurs, remorques, céréales, fourrages… Ils peuvent tout entreposer dans cet espace protégé des intempéries ou l’exploiter pour l’élevage. Dans ce dernier cas, les structures semi-fermées sont privilégiées.
  • Bâtiments à usage industriel. Ils constituent 64 % de parts de marché pour les constructeurs métalliques. Ils permettent de stocker des appareils de levage, de manutention, des engins industriels, du matériel BTP, des chariots élévateurs, etc. Ils représentent une solution efficace pour augmenter la durée de vie du matériel, tout en garantissant sa valeur marchande. Il est aussi possible de créer une plateforme logistique ou bien un atelier de production, en ajoutant du sprinklage (extinction automatique à eau), un pont roulant, ou des exutoires.
  • Surfaces à usage commercial. Ces bâtiments avec une charpente métallique peuvent être construits par les concessionnaires pour exposer leurs bateaux, voiliers, voitures ou camping-cars disponibles à la vente ou la location.

Quels sont les principaux avantages de la charpente métallique ?

La charpente métallique présente de nombreux atouts :

  • La charpente métallique est de 10 à 30 % moins chère par rapport à une charpente traditionnelle. Le montage est rapide. La préfabrication à 100 % en usine permet de réduire le temps d’exécution de ces travaux.
  • Ce type de charpente offre une grande liberté architecturale. Elle est conçue sans mur porteur, et composée de portées libres allant jusqu’à 50 m. Profilés, poutres, passerelles, poteaux, caissons : tous les éléments d’une charpente métallique se déclinent sous différentes hauteurs (jusqu’à 15 m) et épaisseurs.
  • La charpente métallique est respectueuse de l’environnement. L’acier, son composant majoritaire, est un matériau recyclable à l’infini. En fin de vie, il se recycle à 93 %. Après avoir été récupéré et traité à l’aciérie, il retrouve ses propriétés originelles. Parmi les 7 % d’acier non recyclés, 1 % est mis en décharge, et 7 % sont réutilisés. Chaque année, 6,5 millions de tonnes sont recyclées ou réemployées sur le territoire français. L’acier possède deux leviers de décarbonation. Le premier, un outil de production primaire largement décarboné. Le second, la possibilité d’intégrer une part de réemploi dans sa construction.
  • Les constructions avec une charpente métallique ont un fort potentiel d’évolutivité. Il est envisageable de les surélever, réaliser une extension, modifier les portées, supprimer des poteaux, etc. Cette modularité simplifie le changement d’usage des bâtiments.
  • Une charpente métallique nécessite peu d’entretien. Elle est imputrescible, et ne craint pas les insectes, rongeurs, champignons touchant le bois. S’il est galvanisé, métallisé ou peint, l’acier dispose d’une longévité exceptionnelle.
  • Grâce à sa solidité, la charpente métallique permet de concevoir des structures allégées, pauvres en matières premières. Résistant et flexible, l’acier est idéal pour la construction parasismique. Commet le précise le Syndicat de la construction métallique de France (SCMF) dans sa fiche « Des constructions métalliques durables et pérennes », ce matériau a la capacité de se déformer et s’étirer sans rupture ou ruine prématurée.
  • La charpente métallique est incombustible. Étanche au gaz et aux flammes, elle ne participe pas au développement des feux. L’acier est capable de résister aux hautes ou très hautes températures s’il est protégé de façon adéquate.

Bon à savoir : Sur le marché, les fiches de déclaration environnementale et sanitaire (FDES) de certains aciers présentent de belles performances. C’est le cas de Xcarb, acier d’Arcelor, générant 0,3 kg de CO2 par kg de construction métallique produite. Pour des profils du commerce, seul 1,3 kg de CO2 est rejeté par kg et 1,4 kg pour un profil reconstitué soudé. D’après Roger Briand, président du SCMF, l’objectif de 0,5 kg de CO2 généré par kg d’acier, voire moins, est atteignable. Dans le même temps, l’utilisation d’énergie renouvelable dans la fabrication d’ossature acier se généralise. Elle participe à la réduction de l’empreinte carbone de la construction métallique.

Quels sont les types de couvertures pour une charpente métallique ?

La couverture d’une charpente métallique varie d’un bâtiment à l’autre. Elle peut être mono-pente, bi-pente ou plate. Le choix de la couverture dépend de :

  • Les règles d’urbanisme du lieu où est implantée la construction métallique ;
  • L’architecture du bâtiment ;
  • Le secteur d’activité de l’entreprise (agricole, industriel, automobile, etc.) ;
  • La pente de la toiture. Une couverture en multicouche requiert une pente de toit supérieure à 3,1 %. Les panneaux sandwich ou tôle bac acier 10 %, le fibrociment 21 %.

Panneaux sandwich

Les panneaux sandwich ont l’avantage de couvrir et d’isoler la toiture en même temps. Ils sont constitués d’une âme isolante en polyuréthane ou laine minérale au milieu d’un double parement en acier plaqué. L’épaisseur de l’isolant varie de 30 à 120 mm, selon les besoins. En plus de son caractère isolant, le panneau sandwich est apprécié pour sa légèreté, sa tenue dans le temps, sa polyvalence et son prix.

Tôle bac acier

La tôle bac acier est adaptée aux toitures affichant une pente supérieure à 10 %. Elle peut être nervurée ou ondulée, colorée ou imiter une texture comme celle des tuiles. Ce type de couverture pour une charpente métallique est plébiscité pour sa robustesse, sa facilité de mise en œuvre, son coût abordable et son esthétisme. Toutefois, elle présente l’inconvénient de conduire la chaleur l’été, et le froid l’hiver.

Fibrociment

Cette couverture pour charpente métallique est le plus souvent posée sur les bâtiments de type agricoles. Elle se compose d’un feuillage intégré, lui conférant une bonne résistance et une grande capacité à absorber l’humidité (3 kg par m² environ). Les plaques de fibrociment sans amiante étant prépercées et prédécoupées en usine, elles sont rapides à poser. Leur facilité d’installation les rend économiques. Elles existent en plusieurs couleurs.

Panneaux photovoltaïques

Outre les couvertures classiques, il est possible d’opter pour la pose de panneaux photovoltaïques sur la structure ou des bacs acier. Seule condition, la toiture doit supporter leur poids (environ 14 kg par m²).

Pour fonctionner, un bâtiment industriel a besoin d’une quantité importante d’énergie. L’installation d’une centrale solaire en toiture permet de diminuer la facture énergétique et le bilan carbone de l’entreprise. En parallèle, il renforce son autonomie énergétique. Le surplus d’électricité solaire produit peut être revendu. Des aides au financement viennent réduire le coût d’investissement de ce type de couverture
 

Quel est le coût moyen d’une charpente métallique ?

Pour un bâtiment industriel, le coût moyen d’une charpente métallique est compris entre 85 et 125 euros le m². La part consacrée aux matériaux varie de 25 à 55 euros le m². Une charpente métallique en kit, main-d’œuvre comprise, revient à 110 euros le m². Une charpente métallique sur mesure, main-d’œuvre incluse s’élève à 200 euros environ le m².

Charpente métallique : quelles règles et normes ?

Pour la construction d’un bâtiment avec une charpente métallique, il convient de respecter :

  • Les normes NF DTU 32.1 « Charpentes et ossatures en acier » de novembre 2020 et NF EN       1090-2 de juin 2018 ;
  • La règlementation environnementale RE2020 ;
  • Les Eurocodes 0, 1 et 3. Il s’agit de codes européens de référence pour concevoir et calculer      les ouvrages.

Les matériaux utilisés doivent disposer du marquage CE (Règlement (UE) no 305/2011).

Comment choisir la meilleure charpente métallique ?

Plusieurs critères sont à prendre en compte dans le choix d’une charpente métallique :

  • Pour quel type de construction (commerciale, industrielle, agricole, etc.) ?
  • Le fabricant propose-t-il des charpentes en kit, sur mesure ou les deux ? Est-il réputé ?
  • Le bâtiment a-t-il vocation à évoluer à court, moyen ou long terme ?
  • L’esthétisme de la construction métallique est-il important ?

Quelle est la durée de vie d’une charpente métallique ?

Une charpente métallique affiche une durée de vie d’au moins 120 ans, avec peu ou pas d’entretien. Pour protéger l’acier de la corrosion, il est souvent galvanisé, à chaud ou à froid.