Vous devez couvrir une grande surface et deux options s’offrent à vous : la structure spatiale ou la ferme métallique classique. Toutes deux sont en acier, toutes deux sont sûres, mais elles travaillent différemment et excellent dans des situations différentes. Réalisant les deux systèmes, nous proposons une comparaison impartiale.
La différence fondamentale : la reprise des charges
La ferme métallique est un système plan : chaque ferme reprend la charge selon sa direction et la transmet aux poteaux, les pannes franchissant l’intervalle entre fermes. La structure spatiale travaille en trois dimensions : la charge se répartit par les nœuds sur toutes les barres, dans les deux directions. Si une barre est trop sollicitée, ses voisines partagent l’effort.
Tableau comparatif
| Critère | Structure spatiale | Ferme métallique |
|---|---|---|
| Portée | Jusqu’à 100 m en plan, 200 m en voûte | 10 – 40 m |
| Poids propre | Plus légère en grande portée | Augmente vite avec la portée |
| Trame de poteaux | Espacée, libre | Un poteau par file de ferme |
| Liberté de forme | Plane, voûte, dôme, libre | Surtout plane et à versants |
| Travaux sur site | Tout boulonné, rapide | Boulons et soudures |
| Passage des réseaux | Dans le treillis, en tous sens | Dans les vides de ferme, une direction |
| Aspect | Esthétique, peut rester apparente | Souvent masquée par un plafond |
| Démontage et transfert | Facile | Limité |
Quand la ferme métallique est-elle le bon choix ?
- Lorsque la portée est inférieure à 25 – 30 mètres
- Lorsque le plan est étroit et long et que la charge peut être portée dans un seul sens
- Lorsque la forme est une simple toiture à deux versants
- Pour les bâtiments où l’économie prime : étables, petits entrepôts
Quand la structure spatiale est-elle le bon choix ?
- Lorsque la portée est grande et qu’aucun poteau intérieur n’est souhaité
- Lorsque le plan est proche du carré (le travail bidirectionnel est avantageux)
- Lorsqu’un dôme, une voûte ou une forme particulière est demandé
- Lorsque la toiture reste apparente et que l’esthétique compte
- Lorsque des réseaux denses, des charges scéniques ou d’éclairage sont à suspendre
- Lorsque l’extension ou le transfert du bâtiment est envisageable
Du point de vue du coût
Au kilo, les éléments d’une charpente tridimensionnelle coûtent plus cher qu’une ferme à cause des sphères et cônes usinés. Mais en grande portée, le travail tridimensionnel permet des sections plus fines ; il faut moins de poteaux et de fondations, et le montage est plus court. La comparaison doit donc porter sur le coût global du bâtiment, pas seulement sur celui de la toiture.
Comportement au séisme
Bien dimensionnés, les deux systèmes sont sûrs au séisme. La légèreté de la structure spatiale réduit l’effort sismique sur le bâtiment, et le partage des charges entre de nombreuses barres lui donne une réserve de capacité.
En cas d’hésitation, nous prédimensionnons les deux systèmes et présentons ensemble la comparaison des sections et des coûts.
Questions fréquentes
Lequel convient pour une portée de 30 mètres ?
Trente mètres est la zone limite où les deux systèmes sont économiques. La charpente tridimensionnelle l’emporte souvent si le plan est proche du carré ou si la toiture reste apparente ; la ferme métallique pour un bâtiment étroit et long à deux versants simples.
Peut-on associer les deux systèmes ?
Oui. Par exemple une structure spatiale sur la salle principale et des fermes sur les ailes, toutes deux appuyées sur la même ossature de poteaux.
Indiquez la portée, la surface et le lieu du projet : nos ingénieurs préparent un avant-projet et un chiffrage.
