NF DTU 31.3 - Charpentes en bois assemblées par connecteurs métalliques ou goussets
Le DTU 31.3 encadre les charpentes industrialisées à fermettes assemblées par connecteurs métalliques à dents. Il précise les classes mécaniques du bois, le serrage des connecteurs, le contreventement triangulé et la stabilité au vent. Un défaut de contreventement diagonal ou des fermettes mal stabilisées en phase de levage provoque effondrement par flambement ou déversement de toiture.
Domaine d'application
travaux d'exécution des structures préfabriquées à partir d'éléments en bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties conformes à la NF EN 14250, ou assemblés par goussets à base de bois, intervenant dans un ouvrage neuf ou existant (clause 1 de la partie 1-1). Le document ne s'applique qu'aux structures visées par le NF DTU 31.3 P3 « Règles de conception » et couvre toutes les zones climatiques ou naturelles françaises. Il englobe le stockage, la manutention, le levage, la pose, l'ancrage, les dispositifs de stabilisation — antiflambements, contreventements, lisses filantes, entretoises — et les accidents de toiture
Règles principales
Connecteurs, plaques à clous et organes de fixation admis
1 du CGM). Les connecteurs métalliques à plaques embouties et les plaques à clous sont conformes à la NF EN 14545.
Les autres organes admis sont les pointes, agrafes, vis autoforeuses, vis à bois, tirefonds, boulons, tiges filetées et broches conformes à la NF EN 14592, les crampons et anneaux métalliques conformes à la NF EN 14545, les chevilles métalliques sous ATE selon l'ETAG 001, et les boîtiers, étriers et équerres métalliques sous ATE selon l'ETAG 015. 1 du CGM).
Exceptions :
- • Charpentes traditionnelles à assemblages bois sur bois : le NF DTU 31.1 est applicable, pas le NF DTU 31.3
- • Tout autre système de fixation bénéficiant d'un Agrément Technique Européen est admis dans les limites de l'usage visé (clause 4.1 du CGM)
Fixation des contreventements et antiflambements
On utilise des pointes torsadées ou annelées, en excluant les pointes lisses. 7). Lors de la mise en œuvre, la position des barres d'antiflambement clouées directement sous les arbalétriers (AFA) est prioritaire sur celle des filants au nœud : on admet que ces derniers soient localement désaxés, voire fixés aux diagonales plutôt qu'à l'arbalétrier.
En partie basse, les AFA doivent être fixées de manière à transmettre les efforts au mur porteur, l'entretoise support d'antiflambement (ESA) étant une solution appropriée.
Renvoi au calcul : Eurocode 5 et Règles de conception
2 du CGM). 1). Les fixations et liaisons doivent dans tous les cas être dimensionnées de manière à permettre la transmission des efforts définis par la partie 3. 2 du CGM). Les dispositions d'espacements et de distances minimales de la NF EN 1995-1-1 doivent être respectées dans tous les cas.
Humidité de mise en œuvre et épaisseurs de plis
1).
Des épaisseurs standard minimales de plis sont requises par le CGM : pour des portées entre appuis consécutifs inférieures ou égales à 15 m, l'épaisseur minimale est de 35 mm pour une humidité de référence du bois de 12 % ; au-delà de 15 m de portée, cette épaisseur est portée à 45 mm à 12 % d'humidité, ou à 35 mm par pli dans le cas de jumelage solidaire de plusieurs fermes identiques rigidement liées (clause 1).
1 du CGM).
Stockage, manutention et levage
1). Les fermes sont stockées de préférence verticalement, sur des supports disposés sous les nœuds prévus pour les appuis ; le stockage à plat est admis en positionnant des appuis de niveaux tous les 3 m maximum.
Au levage, il est recommandé de maintenir les fermes verticalement et de localiser les points de levage près des nœuds de triangulation ; le levage doit être réalisé par un minimum de deux points d'ancrage pour les fermes de grandes dimensions, entendues comme celles d'une portée supérieure à 10 m ou d'une masse supérieure à 50 kg. 2).
Exceptions :
- • Fermes endommagées entre fabrication et levage : elles doivent être réparées ou remplacées suivant avis du concepteur, d'un bureau d'études spécialisé ou de toute personne compétente (clause 4.2.2)
Accidents de toiture et distance de sécurité aux conduits
Tous les dispositifs à mettre en œuvre au droit des accidents de toiture — trémies d'escaliers, conduits de fumées, trémies de couverture — doivent faire l'objet d'une justification par calcul. 5). 1.
Point de mise à jour important signalé par la norme : la notion d'« écart au feu » préexistante a été remplacée par celle de « distance de sécurité », et la règle d'écart au feu de 16 cm est caduque — la valeur dépend désormais de la nature du conduit.
Dispositifs de stabilisation et blocage des antiflambements
1). 2). 5).
Maintien latéral des fermes et au droit des appuis
3). Pour l'entrait, les espacements maximaux entre éléments de maintien sont de 60 fois l'épaisseur de l'entrait en zones de circulation, définies par une hauteur libre supérieure à 1,2 m, et de 3,50 m dans les autres zones.
4) : une entretoise doit présenter une hauteur d'au moins 60 % de la hauteur de l'élément à entretoiser, avec un minimum de 72 mm sans excéder 220 mm, et une épaisseur d'au moins 36 mm à 20 % d'humidité.
Exceptions :
- • Certains types de plafond, par exemple en briques plâtrières ou en plâtre projeté, nécessitent des écartements d'entretoises plus faibles que les valeurs générales (clause 5.4.3)
Ancrage des fermes sur support
L'ancrage ne peut être réalisé que sur un support adapté — chaînage maçonné, chaînage ossature bois — permettant de reprendre les efforts en présence. 3). Le dispositif doit tenir compte de la liberté de déplacement nécessaire au fonctionnement de la ferme, et chaque zone d'appui doit être maintenue en position le plus proche possible de la verticalité.
3 P3, il est admis qu'un glissement bois sur bois, ou bois sur métal, assure les conditions d'un appui à rouleaux. Dans le cas d'ancrage sur mur, l'emploi de pointes lardées est exclu.
Exceptions :
- • Une conception d'ancrage basée sur des bois noyés en maçonnerie est fortement déconseillée ; si cette option est retenue, ces bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe d'emploi 4 au sens de la NF EN 335-1 (clause 5.3)
Solidarisation des fermes multiples
6). L'annexe A informative donne les principes pour des fermes de 36 mm d'épaisseur. Ferme doublée : pointes non lisses de longueur 70 mm et diamètre minimal 2,5 mm, en quinconce sur tous les éléments, densité minimale d'une pointe par 30 cm linéaire. Ferme triplée : pointes non lisses de 100 mm et diamètre minimal 3,1 mm, en quinconce, même densité, en alternant le clouage sur chacune des faces.
Ferme quadruplée : les deux plis centraux sont assemblés selon le principe de la ferme doublée, les deux autres plis étant ajoutés sur chaque face avec des pointes de 70 mm et diamètre minimal 2,5 mm, complétées d'un boulon au voisinage de chaque nœud et en milieu de barre pour les barres comprimées sous charges verticales descendantes.
Exceptions :
- • Il est envisageable de remplacer le boulon par tout autre dispositif de maintien équivalent (annexe A.3)
Continuité des supports de couverture et fourrures
1). 1 : pour tous les systèmes d'antiflambement, le rôle des supports de couverture comme élément de rappel de point dur suppose que leurs abouts soient cloués à une distance suffisante de leurs extrémités. Pour des arbalétriers d'épaisseur inférieure à 45 mm, cela conduit à adjoindre des fourrures pour la fixation des supports, fixées par des pointes torsadées ou annelées à un écartement moyen de 150 mm.
Protection anticorrosion des organes métalliques
2 du CGM). Les matériaux de fixation et d'assemblage recevant une protection électrolytique doivent être conformes à la NF EN ISO 4042 ; ceux recevant un revêtement par galvanisation à chaud, à la NF EN 10346 ; ceux recevant un revêtement par shérardisation, à la NF EN 13811 ; ceux en acier inoxydable, aux normes de la série NF EN 10088.
Les protections par peinture d'organes métalliques ne sont admises que si elles sont effectivement entretenues, le primaire antirouille complété de la couche de finition devant être appliqué avant mise en œuvre sur la partie métallique en contact avec le bois.
Tolérances d'exécution
| Paramètre | Tolérance | Conditions |
|---|---|---|
| Humidité de mise en œuvre — éléments assemblés par connecteur | ≤ 22 % | Clause 5.1. Pour les autres éléments en bois massif, les dispositions du NF DTU 31.1 s'appliquent |
| Position des fermes par rapport au plan de pose | ± 20 mm | Écart admis par rapport à la position nominale portée au plan de pose (clause 5.2.2) |
| Aplomb (verticalité) des fermes | Selon l'Annexe Nationale de l'Eurocode 5 | NF EN 1995-1-1/NA. Tolérance fonction de la hauteur h de la ferme et de l'épaisseur e d'un pli, prise à l'humidité de mise en œuvre (clause 5.2.1) |
| Déformation des éléments hors plan de la ferme | Selon l'Annexe Nationale de l'Eurocode 5 | NF EN 1995-1-1/NA. Tolérance fonction de la longueur l de l'élément et de l'épaisseur e d'un pli (clause 5.2.3) |
| Espacement des supports — stockage à plat | ≤ 3 m | Appuis de niveaux disposés tous les 3 m maximum (clause 4.2.1) |
| Durée de stockage sans protection ventilée | ≤ 15 jours | Au-delà, protection des charpentes contre les intempéries par dispositif ventilé (clause 4.2.1) |
| Angle entre élingues au levage | ≤ 60° | Valeur conseillée. Palonnier recommandé pour les fermes de grandes dimensions (clause 4.2.2) |
| Écartement des pointes de fixation des fourrures | 150 mm en moyenne | Pointes torsadées ou annelées, arbalétriers d'épaisseur inférieure à 45 mm (clause 5.4.1) |
| Entraxe au-delà duquel un calcul spécifique est requis | > 1,10 m | Contreventements et antiflambements : sections à établir et justifier par calcul (clause 3.2.2 du CGM) |
Dimensions réglementaires
Épaisseur minimale d'un pli — portée ≤ 15 m
Portée entre appuis consécutifs inférieure ou égale à 15 m, à 12 % d'humidité de référence du bois (clause 1)
Épaisseur minimale d'un pli — portée > 15 m
À 12 % d'humidité. Le jumelage désigne la réalisation d'une ferme par assemblage côte à côte de plusieurs fermes identiques rigidement liées (clause 1)
Hauteur d'entretoise au droit des appuis
Épaisseur d'au moins 36 mm à 20 % d'humidité (clause 5.4.4)
Espacement maximal des maintiens latéraux d'entrait — zones de circulation
Zones de circulation définies par une hauteur libre supérieure à 1,2 m (clause 5.4.3)
Espacement maximal des maintiens latéraux d'entrait — autres zones
Certains plafonds, en briques plâtrières ou plâtre projeté, imposent des écartements plus faibles (clause 5.4.3)
Fixation des éléments de stabilité sur chaque ferme
Pointes torsadées ou annelées, pointes lisses exclues (clause 5.4.7)
Clouage de solidarisation — ferme doublée
En quinconce sur tous les éléments, densité minimale d'une pointe par 30 cm linéaire (annexe A.1)
Clouage de solidarisation — ferme triplée
En quinconce, une pointe par 30 cm linéaire minimum, en alternant le clouage sur chacune des faces (annexe A.2)
Seuil de « ferme de grandes dimensions » au levage
Levage par un minimum de deux points d'ancrage (clause 4.2.2)
Position des points de levage
Situés symétriquement par rapport à l'axe de la ferme (clause 4.2.2)
Épaisseur d'arbalétrier imposant des fourrures
Fourrures ajoutées pour la fixation des supports de couverture, pointes torsadées ou annelées à 150 mm d'écartement moyen (clause 5.4.1)
Coefficient de retrait/gonflement β90 (résineux de structure)
Règle de passage D = Dref × [1 + β90 × (H − Href)], coefficient issu de la NF EN 336 (clause 3.2.1 du CGM)
Comprendre NF DTU 31.3
Les Documents Techniques Unifiés définissent les règles de l'art de la construction française : matériaux admis, mise en œuvre, tolérances d'exécution et conditions de réception des ouvrages. Leur respect conditionne la conformité d'un chantier et l'engagement des garanties légales.
Pour NF DTU 31.3, le suivi des prescriptions est déterminant : un écart de mise en œuvre peut entraîner un refus de réception, un sinistre non couvert par l'assurance ou une reprise de travaux. La maîtrise d'œuvre vérifie la conformité à chaque étape du chantier.
Qui est concerné ?
Le domaine d'application de NF DTU 31.3 couvre : travaux d'exécution des structures préfabriquées à partir d'éléments en bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties conformes à la NF EN 14250, ou assemblés par goussets à base de bois, intervenant dans un ouvrage neuf ou existant (clause 1 de la partie 1-1). Le document ne s'applique qu'aux structures visées par le NF DTU 31.3 P3 « Règles de conception » et couvre toutes les zones climatiques ou naturelles françaises. Il englobe le stockage, la manutention, le levage, la pose, l'ancrage, les dispositifs de stabilisation — antiflambements, contreventements, lisses filantes, entretoises — et les accidents de toiture. Les projets entrant dans ce périmètre doivent intégrer ces exigences dès la conception pour sécuriser leur conformité et l'engagement des garanties.
Progineer et la conformité document technique unifié
Progineer contrôle l'application des DTU lors de la conception, de la consultation des entreprises et du suivi de chantier, jusqu'à la réception des ouvrages.
Prestations associées
Tout savoir sur NF DTU 31.3
Le NF DTU 31.3 est la norme française de mise en œuvre des charpentes industrialisées, celles que le langage de chantier appelle « fermettes ». Il porte l'indice de classement P 21-205 et se compose de quatre parties : la partie 1-1, cahier des clauses techniques types (CCT), la partie 1-2, critères généraux de choix des matériaux (CGM), la partie 2, cahier des clauses administratives spéciales types (CCS), et — particularité qui le distingue de la plupart des DTU — une partie 3 intitulée « Règles de conception », qui porte le dimensionnement proprement dit.
Cette architecture en quatre parties explique une grande partie des malentendus sur ce document. La partie 1-1 ne dimensionne rien : elle organise la pose. Le dimensionnement des fermes, des antiflambements et des contreventements relève de la partie 3 et de l'Eurocode 5. La conséquence pratique est qu'une charpente à fermettes ne se pose pas « selon le DTU » de manière générique : elle se pose selon un plan de pose, défini à la clause 3.1 comme le dossier descriptif des ouvrages à réaliser fourni par le fabricant, comprenant l'ensemble des plans et détails montrant tous les éléments nécessaires et leur montage pour assurer la stabilité.
Le vocabulaire de la stabilisation est codifié par la clause 3 et il faut le maîtriser pour lire un plan de pose : AFA pour l'antiflambement sous arbalétrier, CVS pour le contreventement de stabilité, FA pour la lisse filante d'arbalétrier, FE pour la lisse filante d'entrait, FC pour l'antiflambement de calcul, ADA pour l'anti-devers d'appuis et ESA pour l'entretoise support de l'antiflambement. Ces sigles ne sont pas décoratifs : chacun désigne une fonction mécanique distincte, et la confusion entre un filant de maintien latéral et une barre d'antiflambement est à l'origine de sinistres structurels.
L'enjeu de sécurité est concentré sur une période courte : la phase de levage et de pose, avant que le système de stabilisation ne soit complet. Les fermes industrialisées sont conçues pour reprendre des efforts dans leur propre plan et sont extrêmement vulnérables hors plan. C'est pourquoi la norme encadre le stockage, la manutention, le nombre et la position des points de levage, et impose que la pose des supports de couverture intervienne en continuité avec la pose de la charpente, ou que des précautions de maintien latéral provisoire soient prises.
Comprendre en détail NF DTU 31.3
Domaine d'application et articulation avec le NF DTU 31.1
La clause 1 de la partie 1-1 définit le champ : travaux d'exécution des structures préfabriquées à partir d'éléments en bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties conformes à la NF EN 14250, ou assemblés par goussets à base de bois, en ouvrage neuf ou existant. Le document est applicable dans toutes les zones climatiques ou naturelles françaises.
Une restriction essentielle est posée dans la même clause : le NF DTU 31.3 ne s'applique qu'aux structures visées par la partie 3 « Règles de conception ». Une charpente dont la configuration sort du domaine couvert par les règles de conception ne relève donc pas de ce DTU, même si elle est assemblée par connecteurs, et doit faire l'objet d'une note de calcul spécifique.
La frontière avec le NF DTU 31.1 est nette : les charpentes traditionnelles à assemblages bois sur bois relèvent du NF DTU 31.1 « Charpente et escaliers en bois ». Le NF DTU 31.3 y renvoie d'ailleurs pour tous les éléments en bois massif autres que ceux assemblés par connecteur, notamment pour leur humidité de mise en œuvre (clause 5.1) et pour les tolérances non traitées par la clause 5.2 (clause 5.2.4).
Les épaisseurs standard minimales de plis sont annoncées dès la clause 1 : 35 mm à 12 % d'humidité pour des portées entre appuis consécutifs inférieures ou égales à 15 m, et 45 mm à 12 % au-delà de 15 m, avec une alternative à 35 mm par pli en cas de jumelage solidaire de plusieurs fermes identiques rigidement liées.
Le plan de pose : pièce contractuelle centrale
La clause 3.1 définit le plan de pose comme le dossier descriptif des ouvrages à réaliser fourni par le fabricant. La note qui l'accompagne en précise le contenu attendu : l'ensemble des plans et détails montrant tous les éléments nécessaires et leur montage pour assurer la stabilité de la charpente — antiflambements, entretoises, lisses filantes, contreventement de stabilité.
Ce document conditionne la conformité de la pose. La clause 5.4.1 rappelle que, dans tous les cas et quel que soit le dispositif de stabilisation envisagé, on doit se reporter aux prescriptions contenues dans le dossier de mise en œuvre fourni par le concepteur. La clause 5.4.3 précise que les éléments de maintien latéral sont définis par le plan de pose, leur nombre et leur écartement étant fixés conformément à la partie 3. La clause 5.4.5 en dit autant des contreventements de stabilité.
En maîtrise d'œuvre, l'absence de plan de pose au dossier d'exécution est un motif de refus de démarrage du lot charpente. Sans lui, ni l'entreprise ni le contrôleur technique ne disposent du référentiel de stabilité, et la clause 5.4.7 précise que le respect du positionnement des éléments mentionné dans le plan de pose est impératif.
Toute modification de ferme sort du cadre standard : la clause 5.1 impose que les fermes à modifier le soient suivant avis du concepteur ou de toute personne compétente. Une reprise de fermette pour créer une trémie ou passer une gaine, décidée sur le chantier sans retour au concepteur, est une non-conformité caractérisée.
Stockage, manutention et levage : la phase la plus critique
La clause 4.2.1 impose d'éviter tout contact des éléments de structure avec le sol pendant le stockage. Pour un stockage de plus de 15 jours, il devient nécessaire de protéger les charpentes des intempéries par un dispositif ventilé — la note suggère un film étanche posé sur contre-lattage pour éviter le contact continu entre film et bois. Les fermes sont stockées de préférence verticalement, sur des supports disposés sous les nœuds prévus pour les appuis ; le stockage à plat reste admis avec des appuis de niveaux tous les 3 m maximum.
La clause 4.2.2 pose le principe qui gouverne toute la manutention : les fermes industrialisées sont conçues pour reprendre des efforts dans leur propre plan. Il est donc recommandé de les maintenir verticalement et de privilégier la localisation des points de levage près des nœuds de triangulation, en manutention manuelle comme mécanique.
Le levage doit être réalisé par un minimum de deux points d'ancrage pour les fermes de grandes dimensions, la norme définissant explicitement cette catégorie comme les fermes d'une portée supérieure à 10 m ou d'une masse supérieure à 50 kg. Les points de levage doivent être situés symétriquement par rapport à l'axe et distants l'un de l'autre de 1/3 à 1/2 de la portée. L'angle conseillé entre les élingues est de 60° ou moins, et l'usage d'un palonnier est recommandé pour les grandes fermes.
Les fermes endommagées, c'est-à-dire présentant des désordres apparus entre la fabrication et le levage, doivent être réparées ou remplacées suivant avis du concepteur, d'un bureau d'études spécialisé ou de toute personne compétente. Il n'existe pas de tolérance implicite : une plaque à clous déformée ou partiellement arrachée n'est pas une non-conformité mineure.
Tolérances de mise en œuvre (clause 5.2)
La clause 5.2 traite quatre familles de tolérances. La verticalité des fermes, dite tolérance d'aplomb, renvoie à l'Annexe Nationale de l'Eurocode 5, NF EN 1995-1-1/NA, qui la définit en fonction de la hauteur h de la ferme et de l'épaisseur e d'un pli, cette épaisseur étant prise à l'humidité de mise en œuvre.
La position des fermes fait l'objet de la seule valeur numérique directement fixée par le DTU : par rapport à la position nominale des fermes sur le plan de pose, une tolérance de ± 20 mm est admise (clause 5.2.2). C'est la tolérance à contrôler en priorité sur un relevé d'entraxes, car un décalage cumulé perturbe la pose des supports de couverture et le calepinage des plafonds.
La déformation des éléments hors plan de la ferme renvoie également à l'Annexe Nationale de l'Eurocode 5, avec une tolérance fonction de la longueur l de l'élément considéré et de l'épaisseur e d'un pli (clause 5.2.3). Enfin, la clause 5.2.4 renvoie au NF DTU 31.1 pour toutes les autres tolérances.
L'humidité de mise en œuvre est traitée à la clause 5.1 et non dans la section tolérances : l'humidité de l'ensemble des éléments assemblés par connecteur doit être inférieure ou égale à 22 %. C'est un seuil de chantier vérifiable à l'humidimètre, et il conditionne aussi la lecture des tolérances d'aplomb, qui dépendent de l'épaisseur du pli mesurée à cette humidité.
Ancrage : ce qui est admis et ce qui est exclu
La clause 5.3 pose que l'ancrage ne peut être réalisé que sur un support adapté — chaînage maçonné, chaînage ossature bois — permettant de reprendre les efforts en présence. En règle générale, chaque appui doit disposer d'un dispositif d'ancrage par ferrure métallique, équerre, sabot ou ferrures diverses, ou par scellement dans le cas d'une ferme tronquée ou monopente.
Deux exigences fonctionnelles s'ajoutent. Le dispositif doit tenir compte de la liberté de déplacement nécessaire au fonctionnement de la ferme : un ancrage trop rigide contrarie le schéma statique retenu au calcul. Et chaque zone d'appui doit être maintenue en position le plus proche possible de la verticalité, faute de quoi l'ancrage ne remplit pas correctement sa fonction quel que soit son type.
La norme admet, sous les réserves du NF DTU 31.3 P3, qu'un glissement bois sur bois ou bois sur métal assure les conditions d'un appui à rouleaux. Cette hypothèse doit être cohérente avec la note de calcul : elle ne se décide pas sur le chantier.
Deux exclusions sont explicites. Une conception d'ancrage basée sur des bois noyés en maçonnerie est fortement déconseillée ; si cette option doit néanmoins être retenue, ces bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe d'emploi 4 au sens de la NF EN 335-1. Et dans le cas d'ancrage sur mur, l'emploi de pointes lardées est exclu.
Antiflambement, contreventement et maintien latéral (clause 5.4)
La clause 5.4.1 décrit le système de stabilisation comme la combinaison de trois fonctions : le maintien latéral de chaque nœud de triangulation, le maintien latéral des éléments entre les nœuds selon nécessité issue du calcul, et le maintien vertical des fermes. Ces trois fonctions sont assurées par des familles d'éléments distinctes qu'il ne faut pas confondre.
Les éléments d'antiflambement FC, FE et FA doivent être systématiquement bloqués sur des appuis fixes, intégrés dans un dispositif global (clause 5.4.2.2). Ce dispositif est soit un diaphragme de toiture — plan rigide pouvant être présent notamment dans le plan des arbalétriers, sous forme d'AFA, de poutre de stabilisation ou de mur perpendiculaire aux fermes — soit des éléments de triangulation proches de 45° reliant les antiflambements de calcul à au moins un plan de diaphragme existant. Un antiflambement qui ne trouve pas d'appui fixe ne stabilise rien.
Le maintien latéral relève de la clause 5.4.3 : tous les nœuds de triangulation doivent être maintenus latéralement par les filants FA et FE, dont la continuité doit être assurée par des fixations adaptées. Pour l'entrait, les espacements maximaux entre éléments de maintien sont de 60 fois l'épaisseur de l'entrait en zone de circulation, définie par une hauteur libre supérieure à 1,2 m, et de 3,50 m dans les autres zones. Certains plafonds, en briques plâtrières ou en plâtre projeté, imposent des écartements plus faibles.
Au droit des appuis, la clause 5.4.4 impose un maintien latéral de tous les éléments de fermes pour éviter le déversement, par entretoises, équerres ou étriers. Une entretoise doit présenter une hauteur d'au moins 60 % de la hauteur de l'élément à entretoiser, avec un minimum de 72 mm sans excéder 220 mm, et une épaisseur d'au moins 36 mm à 20 % d'humidité.
Les contreventements de stabilité (CVS) assurent l'aplomb des fermes et doivent toujours trouver un filant FE ou FA à leurs extrémités (clause 5.4.5). Ils peuvent aussi servir d'éléments de triangulation reliant les antiflambements à un diaphragme existant, et peuvent être cloués sur les barres comprimées pour servir de renvoi d'antiflambement de diagonale.
Clouage : règles de fixation des éléments de stabilité
La clause 5.4.7 exclut les pointes lisses : on utilise des pointes torsadées ou annelées. La fixation des éléments de stabilité à chaque ferme doit comporter au moins deux pointes de 70 mm pour les éléments d'épaisseur 25 mm, et deux pointes de 90 mm pour les éléments d'épaisseur 36 mm.
Une règle de priorité géométrique est posée dans la même clause : lors de la mise en œuvre, la position des barres d'antiflambement AFA, clouées directement sous les arbalétriers, doit être considérée comme prioritaire par rapport à la position des filants au nœud. On admet par conséquent que ces derniers soient localement désaxés, ou éventuellement fixés aux diagonales de la ferme plutôt qu'à l'arbalétrier.
En partie basse, les AFA doivent être fixées de manière à transmettre les efforts au mur porteur, l'entretoise support de l'antiflambement (ESA) constituant une solution appropriée. Au croisement de deux diagonales de contreventement, les distances entre les fixations sur la ferme et le nœud le plus proche doivent être les plus faibles possible.
Un avertissement encadré accompagne la clause 5.4.1 sur les supports de couverture : leur rôle d'élément de rappel de point dur suppose que leurs abouts soient cloués à une distance suffisante de leurs extrémités. Pour des arbalétriers d'épaisseur inférieure à 45 mm, cela conduit à adjoindre des fourrures pour la fixation des supports, fixées par des pointes torsadées ou annelées à un écartement moyen de 150 mm.
Fermes multiples : assemblage des plis (annexe A)
La clause 5.6 impose que les fermes porteuses multiples ou éléments multiples soient solidarisés par clouage, vissage, boulonnage ou autre sur l'ensemble des barres, conformément aux plans d'exécution. L'annexe A, informative, détaille les principes pour des fermes de 36 mm d'épaisseur.
L'opération de clouage est à réaliser sur une surface plane afin d'assurer un bon assemblage des fermes entre elles. Lorsqu'elles sont assemblées en position verticale, des dispositions doivent être prises pour les maintenir dans leur plan et assurer un contact uniforme entre les fermes.
Ferme doublée : assemblage par pointes non lisses de longueur 70 mm et diamètre minimal 2,5 mm, en quinconce sur tous les éléments de la ferme, avec une densité minimale d'une pointe par 30 cm linéaire. Ferme triplée : pointes non lisses de longueur 100 mm et diamètre minimal 3,1 mm, en quinconce, même densité, en alternant le clouage sur chacune des faces.
Ferme quadruplée : les deux plis centraux sont assemblés sur le principe de la ferme doublée, les deux autres plis étant ajoutés sur chaque face avec des pointes de 70 mm et diamètre minimal 2,5 mm à raison d'une pointe par 30 cm linéaire. En complément, un boulon doit être prévu au voisinage de chaque nœud et en milieu de barre pour les barres comprimées sous charges verticales descendantes ; il est envisageable de le remplacer par tout autre dispositif de maintien équivalent. Dans tous les cas, les espacements et distances minimales de la NF EN 1995-1-1 doivent être respectés.
Accidents de toiture et distance de sécurité aux conduits
La clause 5.5 pose une règle sans exception : tous les dispositifs à mettre en œuvre au droit des accidents de toiture doivent faire l'objet de justification par calcul. Le NF DTU 31.3 P3 fournit des exemples de solutions concernant les trémies d'escaliers, les conduits de fumées ou les trémies d'accidents de couverture, mais l'emploi de ces solutions ne dispense pas de la nécessité de leur justification.
La distance de sécurité entre le nu extérieur d'un conduit de fumée et les éléments de structure en bois doit être respectée, telle que définie par le NF DTU 24.1. Ce renvoi est à traiter en coordination avec le lot fumisterie dès la phase études d'exécution, car il conditionne le calepinage des chevêtres.
La norme signale une évolution réglementaire que beaucoup d'intervenants ignorent encore : la notion d'« écart au feu » préexistante a été remplacée par la notion de « distance de sécurité », et la règle d'écart au feu de 16 cm est caduque. La valeur applicable dépend désormais de la nature du conduit, et doit être lue dans le NF DTU 24.1 pour le conduit effectivement mis en œuvre.
En pratique, cette évolution invalide les chevêtres dimensionnés par habitude sur la règle des 16 cm. Sur une opération de rénovation avec insert ou poêle, le chevêtre doit être recalculé sur la base de la distance de sécurité du conduit retenu, avant fabrication des fermettes.
Matériaux, durabilité et protection anticorrosion (partie 1-2)
Le CGM renvoie les fermes à la NF EN 14250 et fixe les épaisseurs minimales de plis. Il donne également la règle de passage liant sections et humidités : D = Dref × [1 + β90 × (H − Href)], où Dref est la dimension connue à Href % d'humidité, D la dimension recherchée à H %, et β90 = 0,0025 pour les résineux usuellement utilisés en structure, coefficient issu de la NF EN 336. Cette formule permet de convertir une section commerciale annoncée à une humidité donnée vers l'humidité de mise en œuvre réelle.
Les sections minimales des contreventements et antiflambements pour emplois courants sont données au point de saturation des fibres par le CGM. Une limite d'emploi est posée : pour les entraxes supérieurs à 1,10 m, les sections doivent être établies et justifiées par des calculs spécifiques.
Les panneaux à base de bois utilisés en voile ou en diaphragme doivent être conformes à la NF EN 13986, avec des exigences par classe de service : contreplaqué EN 636-1S, 636-2S ou 636-3S selon la classe de service 1, 2 ou 3 ; OSB de type OSB/2 en classe de service 1 et OSB/3 ou OSB/4 en classe de service 2, les OSB étant exclus en classe de service 3 ; panneaux de particules P4 ou P6 en classe de service 1 et P5 ou P7 en classe de service 2, exclus en classe de service 3.
Côté protection des organes métalliques, tout procédé est admis à condition de conférer une protection au moins aussi grande que la galvanisation. Les référentiels applicables sont la NF EN ISO 4042 pour la protection électrolytique, la NF EN 10346 pour la galvanisation à chaud, la NF EN 13811 pour la shérardisation et la série NF EN 10088 pour l'acier inoxydable. Les protections par peinture ne sont admises que si elles sont effectivement entretenues.
Points de contrôle en maîtrise d'œuvre
Avant démarrage : exiger le plan de pose du fabricant et vérifier qu'il porte bien l'ensemble des dispositifs de stabilité — AFA, CVS, FA, FE, FC, ADA, ESA — et non seulement l'implantation des fermes. Vérifier la cohérence entre les portées annoncées et les épaisseurs de plis livrées, au regard du seuil de 15 m.
À la livraison sur site : contrôler les conditions de stockage — absence de contact avec le sol, protection ventilée au-delà de 15 jours, appuis sous nœuds en stockage vertical ou tous les 3 m à plat — et l'état des plaques à clous, toute ferme endommagée devant faire l'objet d'un avis du concepteur avant pose.
Pendant la pose : mesurer l'humidité des éléments assemblés par connecteur, qui doit rester inférieure ou égale à 22 %, contrôler les entraxes à ± 20 mm par rapport au plan de pose, et vérifier que le maintien latéral provisoire est en place tant que les supports de couverture ne sont pas posés.
Avant fermeture des combles : vérifier que chaque antiflambement est bloqué sur un appui fixe intégré à un diaphragme ou relié à celui-ci par triangulation proche de 45°, que tous les nœuds de triangulation sont maintenus latéralement avec continuité des filants, que les entretoises d'appui respectent les 60 % de hauteur avec minimum de 72 mm, et que le clouage utilise des pointes torsadées ou annelées aux quantités prescrites. C'est le dernier moment où ces vérifications restent possibles sans dépose de plafond.
Glossaire NF DTU 31.3
- Plan de pose
- Dossier descriptif des ouvrages à réaliser fourni par le fabricant, comprenant plans et détails de tous les éléments nécessaires et de leur montage pour assurer la stabilité de la charpente (clause 3.1).
- Élément de structure
- Structure préfabriquée à partir d'éléments en bois ou à base de bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties ou goussets : ferme, fermette (clause 3.2).
- AFA — antiflambement sous arbalétrier
- Lisse fixée sous les arbalétriers liant les faîtages de fermettes à des points d'ancrage au droit des appuis. Elle forme avec les arbalétriers un angle voisin de 45° (clause 3.3).
- CVS — contreventement de stabilité
- Élément de maintien de la verticalité cloué sur les fiches de triangulation de la ferme et associé à des lisses filantes ou entretoises disposées aux nœuds. Angle voisin de 45° avec les fiches (clause 3.4).
- FA — lisse filante d'arbalétrier
- Lisse filante ou entretoise reliant les nœuds de triangulation des arbalétriers (clause 3.5).
- FE — lisse filante d'entrait
- Lisse filante ou entretoise reliant les nœuds de triangulation des entraits (clause 3.6).
- FC — antiflambement de calcul
- Lisse intermédiaire, issue du calcul, placée entre des lisses de type FA ou FE (clause 3.7).
- ADA — anti-devers d'appuis
- Dispositif — entretoise, équerre — fixé à proximité des appuis et assurant le non-déversement des appuis de ferme (clause 3.8).
- ESA — entretoise support de l'antiflambement
- Entretoise supportant la fixation de l'AFA au droit des appuis, permettant la transmission des efforts au mur porteur (clauses 3.9 et 5.4.7).
- Diaphragme de toiture
- Plan rigide servant d'appui fixe aux antiflambements, présent notamment dans le plan des arbalétriers sous forme d'AFA, de poutre de stabilisation ou de mur perpendiculaire aux fermes (clause 5.4.2.2).
- Ferme de grandes dimensions
- Au sens de la clause 4.2.2, ferme d'une portée supérieure à 10 m ou d'une masse supérieure à 50 kg. Elle impose un levage par au moins deux points d'ancrage.
- Jumelage
- Réalisation d'une ferme par assemblage côte à côte de plusieurs fermes identiques rigidement liées. Il autorise des plis de 35 mm au-delà de 15 m de portée (clause 1).
- Classe de service
- Classement au sens de l'Eurocode 5 conditionnant les exigences sur les panneaux à base de bois : classe 1 milieu sec, classe 2 milieu humide, classe 3 extérieur ou humide confiné (clause 3.3 du CGM).
- Classe d'emploi
- Classement de durabilité biologique défini par les NF EN 335-1 à 3. La classe d'emploi 4 est exigée pour tout bois d'ancrage noyé en maçonnerie (clause 5.3).
- Distance de sécurité
- Notion qui remplace l'ancien « écart au feu » pour les conduits de fumée. La règle des 16 cm est caduque : la valeur dépend de la nature du conduit et se lit dans le NF DTU 24.1 (clause 5.5).
Questions fréquentes sur NF DTU 31.3
Qu'est-ce que NF DTU 31.3 ?
NF DTU 31.3 - Charpentes en bois assemblées par connecteurs métalliques ou goussets. Le DTU 31.3 encadre les charpentes industrialisées à fermettes assemblées par connecteurs métalliques à dents. Il précise les classes mécaniques du bois, le serrage des connecteurs, le contreventement triangulé et la stabilité au vent. Un défaut de contreventement diagonal ou des fermettes mal stabilisées en phase de levage provoque effondrement par flambement ou déversement de toiture. Ce document relève de documents techniques unifiés.
Quels projets sont concernés par NF DTU 31.3 ?
Le domaine d'application couvre : travaux d'exécution des structures préfabriquées à partir d'éléments en bois assemblés par connecteurs à plaques métalliques embouties conformes à la NF EN 14250, ou assemblés par goussets à base de bois, intervenant dans un ouvrage neuf ou existant (clause 1 de la partie 1-1). Le document ne s'applique qu'aux structures visées par le NF DTU 31.3 P3 « Règles de conception » et couvre toutes les zones climatiques ou naturelles françaises. Il englobe le stockage, la manutention, le levage, la pose, l'ancrage, les dispositifs de stabilisation — antiflambements, contreventements, lisses filantes, entretoises — et les accidents de toiture. Toute opération entrant dans ce périmètre doit intégrer ces exigences dès la phase de conception.
Comment garantir la conformité à NF DTU 31.3 sur un projet ?
En tant que maître d'œuvre, Progineer vérifie l'application des référentiels à chaque phase — conception, consultation des entreprises, suivi de chantier et réception — et coordonne les bureaux d'études spécialisés lorsque le projet l'exige.
Quelle humidité maximale du bois à la pose d'une charpente à fermettes ?
La clause 5.1 du NF DTU 31.3 P1-1 fixe l'humidité de mise en œuvre de l'ensemble des éléments assemblés par connecteur à une valeur inférieure ou égale à 22 %. Pour tous les autres éléments en bois massif, ce sont les dispositions du NF DTU 31.1 qui s'appliquent.
Quelle tolérance sur la position des fermes ?
La clause 5.2.2 admet une tolérance de ± 20 mm par rapport à la position nominale des fermes portée sur le plan de pose. C'est la seule tolérance numérique directement fixée par le DTU : l'aplomb et la déformation hors plan renvoient à l'Annexe Nationale de l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1/NA).
Quelle épaisseur minimale pour les plis d'une fermette ?
Selon la clause 1, l'épaisseur standard minimale est de 35 mm à 12 % d'humidité de référence pour des portées entre appuis consécutifs inférieures ou égales à 15 m. Au-delà de 15 m, elle est portée à 45 mm à 12 % d'humidité, ou maintenue à 35 mm par pli dans le cas d'un jumelage solidaire de plusieurs fermes identiques rigidement liées.
Combien de pointes pour fixer un contreventement sur une ferme ?
La clause 5.4.7 impose au minimum deux pointes de 70 mm pour les éléments de stabilité d'épaisseur 25 mm, et deux pointes de 90 mm pour les éléments d'épaisseur 36 mm. Les pointes doivent être torsadées ou annelées : les pointes lisses sont explicitement exclues.
Quel espacement maximal entre entretoises sur l'entrait ?
La clause 5.4.3 distingue deux cas : en zones de circulation, définies par une hauteur libre supérieure à 1,2 m, l'espacement maximal est de 60 fois l'épaisseur de l'entrait ; dans les autres zones, il est de 3,50 m. Certains types de plafond, en briques plâtrières ou en plâtre projeté par exemple, nécessitent des écartements plus faibles.
Quelle hauteur minimale pour une entretoise au droit des appuis ?
La clause 5.4.4 exige une hauteur d'au moins 60 % de la hauteur de l'élément à entretoiser, avec un minimum de 72 mm sans toutefois excéder 220 mm, et une épaisseur d'au moins 36 mm à 20 % d'humidité.
Comment lever une ferme sans l'endommager ?
La clause 4.2.2 recommande de maintenir la ferme verticalement et de localiser les points de levage près des nœuds de triangulation. Pour les fermes de grandes dimensions — portée supérieure à 10 m ou masse supérieure à 50 kg — le levage doit se faire par au moins deux points d'ancrage, situés symétriquement par rapport à l'axe et distants de 1/3 à 1/2 de la portée, avec un angle entre élingues de 60° ou moins et, de préférence, un palonnier.
Peut-on modifier une fermette sur le chantier ?
Non, pas librement. La clause 5.1 impose que les fermes à modifier le soient suivant avis du concepteur ou de toute personne compétente. Toute découpe pour créer une trémie, passer une gaine ou reprendre un appui doit faire l'objet d'un retour au bureau d'études avant exécution.
L'écart au feu de 16 cm autour d'un conduit est-il toujours applicable ?
Non. La clause 5.5 indique que la notion d'écart au feu préexistante a été remplacée par la notion de distance de sécurité, et que la règle d'écart au feu de 16 cm est caduque : la distance dépend désormais de la nature du conduit et se lit dans le NF DTU 24.1.
Comment stocker des fermettes livrées avant la pose ?
La clause 4.2.1 impose d'éviter tout contact avec le sol. Au-delà de 15 jours de stockage, une protection contre les intempéries par dispositif ventilé devient nécessaire. Le stockage vertical est préféré, sur des supports disposés sous les nœuds prévus pour les appuis ; le stockage à plat est admis avec des appuis de niveaux tous les 3 m maximum.
Peut-on ancrer une fermette sur des bois noyés dans la maçonnerie ?
La clause 5.3 le déconseille fortement. Si cette option est néanmoins retenue, ces bois doivent présenter une durabilité naturelle ou conférée correspondant à la classe d'emploi 4 au sens de la NF EN 335-1. Par ailleurs, dans le cas d'ancrage sur mur, l'emploi de pointes lardées est exclu.
Comment solidariser deux ou trois fermes accolées ?
L'annexe A donne les principes pour des fermes de 36 mm. Ferme doublée : pointes non lisses de 70 mm, diamètre minimal 2,5 mm, en quinconce sur tous les éléments, une pointe par 30 cm linéaire minimum. Ferme triplée : pointes non lisses de 100 mm, diamètre minimal 3,1 mm, même densité, en alternant le clouage sur chacune des faces. Le clouage doit être réalisé sur une surface plane.
Quelle différence entre le NF DTU 31.3 et le NF DTU 31.1 ?
Le NF DTU 31.3 traite les charpentes préfabriquées assemblées par connecteurs à plaques métalliques embouties ou par goussets. Le NF DTU 31.1 traite les charpentes et escaliers en bois à assemblages traditionnels bois sur bois. Le NF DTU 31.3 renvoie d'ailleurs au NF DTU 31.1 pour l'humidité des éléments en bois massif non assemblés par connecteur et pour les tolérances qu'il ne traite pas lui-même.
Le NF DTU 31.3 permet-il de dimensionner une charpente ?
Non : la partie 1-1 organise la mise en œuvre, pas le dimensionnement. Celui-ci relève de la partie 3 « Règles de conception » et de l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1 et son Annexe Nationale). La clause 5.1 impose de respecter les plans d'exécution et les indications du concepteur découlant de la partie 3, et la clause 5.4.6 renvoie au CGM et à la partie 3 pour les sections.
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Dernière mise à jour
Ce document a été mis à jour le 15 janvier 2024
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NF DTU 31.3 - Documentation réglementaire du Workspace Progineer. Bureau d'études spécialisé en conformité réglementaire du bâtiment en région PACA. connecteur métallique, gousset, assemblage, charpente industrielle, fermettes, charpente, bois.