Qu'est-ce qu'un système de ferme?
En architecture ou en ingénierie structurelle, un système de fermes est un agencement de poutres de support en bois ou en acier configurées dans une forme triangulaire. En règle générale, les extrémités horizontales sont connectées à d'autres fermes dans le système. Les systèmes en treillis sont fréquemment utilisés dans la construction de bâtiments, de ponts et de tours de services publics. Ils sont également couramment utilisés dans la conception de scènes et les affichages.
L'un des avantages du système de treillis est sa simplicité. Le triangle ne supporte que des charges au niveau de ses articulations, ou nœuds. Une structure triangulaire est stable et ne nécessite aucun support supplémentaire pour empêcher l’effondrement, contrairement à un rectangle. Les calculs de force sont faciles car seules les forces de compression et de tension sont présentes. Cela limite le nombre et la direction des forces à prendre en compte lors de la détermination des forces dans un membre de la ferme.
Malgré sa simplicité, un système de fermes de bois est extrêmement résistant. Un système en treillis est plus résistant qu'une poutre car il peut dissiper les forces sur ses membres structurels. L'utilisation de systèmes de fermes dans la construction est restée populaire même après la disponibilité d'autres matériaux plus résistants. Les systèmes de fermes sont faciles à construire car ils se composent de quelques pièces. Ils ont tendance à être légers et très peu coûteux, car seuls des poutres et des joints sont nécessaires.
Les systèmes en treillis peuvent couvrir de grandes distances et dissiper les forces sur l'ensemble de la structure en ne supportant que les extrémités. Cela peut s'avérer très pratique dans la construction de bâtiments résidentiels et commerciaux, car des murs non porteurs peuvent être placés à intervalles réguliers entre les deux extrémités du système de fermes. Cela permet une flexibilité dans l'espacement des murs et permet de les enlever facilement si nécessaire.
Les systèmes de fermes comportent certains inconvénients, raison pour laquelle ils ne sont pas utilisés dans toutes les structures de toit. Dans les situations où il faut plus de place au niveau de la toiture, comme dans les pièces sous les combles, les systèmes de fermes pourraient prendre trop de place. Les systèmes de fermes sont plus difficiles à placer que les chevrons. Ils doivent être assemblés au sol et levés à l'aide d'une grue, tandis que les chevrons peuvent être construits rapidement et sans équipement spécial. Dans les systèmes de toiture présentant de nombreuses irrégularités de forme, les systèmes de fermes risquent de ne pas bien fonctionner.
De nombreuses variantes du système en treillis sont disponibles pour contrer certains des inconvénients et permettre au système de gérer différentes exigences de charge. Dans le cas des tours de services publics, un système en treillis tridimensionnel pourrait être utilisé pour rendre la structure verticalement stable et capable de résister aux vents violents sans basculement. Un autre exemple de variante du système de fermes est l’utilisation d’une ferme en porte-à-faux dans la construction de ponts pour permettre de longues portées de systèmes de fermes.