Boulon de charpente

À priori, rien ne ressemble plus à un boulon qu’un autre boulon ! Il faut pourtant y regarder de plus près car, pour ne considérer que le domaine de la charpenterie, on utilise des boulons différents pour les structures en bois et les charpentes métalliques.

Ils ne répondent pas aux mêmes normes, ont des caractéristiques mécaniques différentes et nécessitent des pratiques professionnelles distinctes. Faisons une revue de détails.

Boulon de charpente bois : 1 type pour 2 usages

Le boulon de charpente est assimilé aux boulons d’usage courant. Il comporte habituellement une tête carrée ou hexagonale, suivie d’une tige lisse et d’un filetage de même diamètre. L’écrou est de longueur égale au diamètre nominal. L’ensemble est constitué d’acier zingué forgé à chaud et doit satisfaire aux classes de qualité 4.6 ou 4.8 (norme SN/ISO 898).

Les diamètres usuels s’étalent de 8 à 18 mm, au pas de 2 mm, mais il en existe jusqu’au diamètre (Ø) 36, pour des longueurs allant jusqu’à 600 mm.

Résistance à la rupture de l’assemblage bois

La résistance d’un assemblage de pièces de bois par boulons est déterminée par :

• l’épaisseur du bois :
• le diamètre des boulons ;
• la direction de l’effort par rapport au fil du bois.

Montage à boulon normal

Sont ainsi nommés les assemblages dont le Ø du perçage est supérieur (< 1mm) au Ø du boulon.

Montage à boulon ajusté

Le montage à boulon ajusté n’autorise aucun jeu entre la vis et le perçage dans lequel elle est insérée. On obtient ainsi une répartition uniforme des pressions latérales sur le bois, qui assure une meilleure résistance de l’assemblage.

Toutes choses égales par ailleurs, cette méthode autorise :

• des boulons de diamètre légèrement moins importants ;
• des assemblages cachés ;
• de multiples sections cisaillées (en intercalant dans l’assemblage des tôles qui répartissent la charge, on augmente encore sa tenue).

Boulons de charpente métallique

Les fixations dédiées aux structures métalliques ont fait l’objet d’études et de normalisation extrêmement poussées. Il s’ensuit une gamme de boulons en acier brut, zingué blanc, galvanisés à chaud ou inox, beaucoup plus large et surtout plus technique.

Ils sont catégorisés par ordre croissant de résistance à la traction par rapport à une valeur d'allongement déterminée. Classes de qualité : 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9 et 12.9

Par souci sécuritaire, la directive européenne DPC 89/106/CEE harmonise et réglemente les caractéristiques des produits entrant dans la composition des ouvrages à structure métallique. Les boulons doivent ainsi satisfaire à ces exigences et comporter obligatoirement un marquage CE.

La norme "NF 070 – Boulonnerie de constructions métalliques" comporte des exigences complémentaires pour les travaux effectués dans notre pays :

• ensemble vis/écrous issus du même fabricant ;
• numéro de lot gravé sur le boulon ;
• couple de serrage imprimé sur chaque emballage ;
• conservation décennale des analyses et des essais du produit.

Norme EN 14399 : 3 modes de serrage

Aux termes de cette norme, les caractéristiques du boulon déterminent une classe K qui conditionne le mode de serrage sur site :

• Les boulons classés K0, pour lesquels la valeur du coefficient K n’est pas définie, sont inadaptés au serrage par clé dynamométrique.
• Les boulons de classe K1, dont le coefficient K est compris entre deux valeurs déterminées, doivent subir un pré-serrage à la clé dynamométrique. Ensuite, l’écrou doit subir un angle de rotation défini.
• Les boulons classés K2, qui comportent un coefficient K défini pour chaque lot, sont la seule classe à pouvoir être serrée au couple ou par toute autre méthode contrôlée.

Norme NF EN 15048 : de nouvelles exigences

Cette norme remplace depuis mai 2010 tous les textes antérieurs en matière de boulons non précontraints.

Le fabricant doit attester l’aptitude de ces produits à cet usage par un sigle "SB" inscrit sur les vis et les écrous en complément du marquage CE :

• Toutes les longueurs, dans les diamètres M12 à M36, sont concernées par cette mesure, dans les classes de 4.6 à 10.9. Seule la classe 12.9 n’y est pas soumise.
• Vis et écrous doivent répondre aux caractéristiques dimensionnelles de la norme.
• Le retaraudage est strictement prohibé.
• La résistance du couple vis/écrou doit être conforme aux efforts de traction définis par la norme.
• Vis et écrous doivent être commercialisés dans un même emballage scellé et non ouvert. Ils peuvent toutefois être livrés séparément, sous la responsabilité du seul fabricant.
• L’étiquetage doit comporter les mentions légales (lettres SB, numéro du lot, identification du fabricant).
• On doit pouvoir lire sur chaque vis et écrou, la classe de qualité, l’identification du fabricant et le sigle "SB".

Prix des boulons de charpente

Le prix des boulons de charpente varie en fonction de la classe, du matériau, de la protection à la corrosion, du diamètre et de la longueur.

Pour une charpente en bois :

• Boulon acier zingué, classe 4.6, tête carrée, Ø 14 / L 200 mm : entre 3,50 et 4 € TTC l’unité.
• Boulon acier zingué, classe 4.6, tête carrée, Ø 20 / L 350 mm : entre 7 et 8 € TTC l’unité.

Pour une charpente métallique :

• Boulon SB, acier zingué, marquage CE, classe 8.8, tête hexagonale, Ø 20/L 50 mm : entre 2,50 et 3 € TTC l’unité.
• Boulon HR, acier galvanisé à chaud, marquage CE, classe 10.9, tête hexagonale, Ø 20/L 50 mm : entre 9,50 et 11,50 € TTC l’unité.

Pour en savoir plus :

• Tout ce qu'il faut savoir sur la charpente traditionnelle : normes, formes, techniques de montage, calculs, etc.
• Comment calculer sa charpente ?
• Zoom sur le gousset de charpente, une pièce de faible dimension, fixée à l'angle d'un assemblage, pour en assurer la rigidité.