Toiture réciproque adaptée pour maison rectangulaire

Salut à tous, j'ai pour projet de construire ma maison en m'approchant de la méthode CST de Tom Rijven, l'idée est de faire une maison modeste (65m2) et peu chère.
Ce sera de l'ossature bois remplissage paille, enduit terre intérieur et chaux à l'extérieur, mais je détaillerai le tout dans un autre topic...

Là je voudrais parler de la charpente, parce que j'ai une idée assez... expérimentale. J'ai un peu potassé le sujet et même faire un truc "tout simple" comme un toit double pan ça me semble bien au-dessus de mes capacités, vu que je n'y connais rien. Evidemment, je peux faire appel à un pro mais ça aura un gros impact sur le coût de la construction.
Comme j'ai été bénévole sur un chantier paillourte, j'ai découvert un moyen très simple de faire des toits : la charpente réciproque.  

Si vous ne connaissez pas, l'idée est que les poutres se soutiennent mutuellement, donc pas besoin de poteau central, possibilité d'un puits de lumière au milieu, c'est très rapide et assez simple à mettre en oeuvre... c'était assez courant dans l'architecture traditionnelle de certaines régions (pensez aux tipis par exemple) et ça a été redécouvert depuis quelques temps dans l'habitat alternatif... mais seulement pour des bâtiments ronds.
Or, je n'ai pas très envie de vivre dans un cercle pour tout un tas de raison (principalement le mobilier et la possibilité de revendre). J'ai donc cherché si d'autres personnes avaient trouvé un moyen d'adapter l'idée à un bâtiment plus standard...

J'ai donc parcouru le seul (?) livre écrit sur le sujet : Reciprocal Frame Architecture, en anglais bien sûr, le pdf est facilement trouvable. O joie, il y a bien des bâtiments à charpente réciproque non-ronds et aussi beaucoup plus grands qu'une paillourte, par exemple p.17 il y a l'opéra philharmonique de Berlin de Hans Scharoun qui utilise de très grandes poutrelles de béton. Plus loin le livre s'intéresse à des architectes japonais qui s'inspirent de la tradition architecturale de leur pays et p.117 il y a un plan de toit réciproque pour un bâtiment carré.

J'ai aussi trouvé une construction dont le toit réciproque est en spirale : you tube [point]com/ watch?v=TTkMqJ8zgHg&t=577s
Des plans en spirale et d'autres formes tarabiscotées sont présentées dans le bouquin mais la plupart sont des formes théoriques ou des réalisations d'étudiants en architecture avec des grosses allumettes, je n'ai pas trouvé d'exemple pour des bâtiments rectangulaires.

Donc j'ai dû trouver mon propre design et voilà ce sur quoi je me suis arrêté, un toit réciproque hexagonal :


(oui les "poutres" sont beaucoup trop hautes, c'est parce que j'ai bricolé sur Sweet Home 3D qui n'est pas prévu pour la charpente...)

Je réponds d'avance à quelques questions qui pourraient venir à l'esprit :
- Oui on peut utiliser des poutres de différentes longueurs sans menacer l'équilibre de l'ensemble, c'est bien précisé dans Reciprocal Frame Architecture
- La longueur des poutres les plus longues est d'environ 7,50m, dans Reciprocal Frame Architecture toujours il est dit que le bois est valable pour des poutres jusqu'à 12m
- Les poutres ne reposent pas les unes sur les autres mais elles tiennent quand même en équilibre parce qu'elles sont reliées à un cadre hexagonal, cette technique est souvent utilisée dans les charpentes réciproques rondes avec un cadre rond ex ici avec une maison de Tom Rijven habitat vegetal [point]com/assets/docs/r%C3%A9alisation%202016.pdf


Voilà comme je n'ai pas l'impression d'être un génie, je me dis que si personne ne l'a fait avant c'est qu'il doit y avoir des défauts à mon idée :
- Bon déjà 4 poutres de 7,50m il faut forcément se les faire livrer et ça doit pas être facile à manier sans machine
- Peut-être que tout le poids du toit qui porte sur seulement 6 points c'est pas une riche idée (même si je prévois un toit "léger" en tuile de bois, et y'aura aussi des liteaux et contre-liteaux)
- Peut-être que ça fait un toit galère à isoler ? Pas par en dessous ce serait dommage de cacher une charpente si originale, par dessus je ne vois pas trop comment gérer le puits de lumière au centre. Ce sera sûrement dans l'épaisseur des poutres, ce qui oblige à mettre un isolant relativement mince (pas de bottes entières)...

Alors, qu'est-ce que vous en pensez ? Est-ce que c'est génial ou débile ? Enfin surtout est-ce que ça a une chance de tenir debout ?
Avant la construction, je compte faire une "maquette" du toit au 10ème ou au 5ème, je posterai des photos.

Bonjour.

Ceci n'est pas une toiture réciproque. La solidité de l'ensemble dépend de la solidité de la fixation de chaque poutre et ne me semble pas simple d'autant plus que le poids de ces poutres me semble assez important. L'isolation par dessous enlève tout aspect " esthétique" à cette charpente.

Jean-Pierre

he he... je me reconnais un peu dans tes questions...
et si je venais d'inventer un truc magique, genial?
pi ensuite potasser un peu, voir que quelques millenaires de construction ont finalement bien deblaye le chemin
et qu'un toit "traditionnel" est loin d'etre chiant, mais fichtrement malin!

ton idee en fait c'est plutot une construction avec une cle de voute comme dans les batiments gothiques, pas reciproque.
plusieurs choses sont a mon avis problematiques.
- le poids du toit est reparti sur 6 points et il faudra faire du bien bien costaud pour que les murs aient pas tendance a vouloir partir. Un toit traditionnel c'est fait avec des triangles pour contrer ce probleme... un triangle ca se deforme pas, c'est le principe de la ferme du toit.
- comment tu fais pour renover un toit comme ca le jour ou il faut changer un chevron abime, tu es oblige de tout demonter car si tu enleve un des point tu fragilises beaucoup ce qui reste, c'est aussi le probleme des charpente reciproques
- si ton idee, c'est de finir avec des tuiles, ca fait un gros boulot de decoupe de tuiles, et pleins d'endroits potentiels ou il faudra faire tres bien l'etancheite...

moi m'est d'avis que si tu veux faire un toit le plus simple possible avec une maison rectangulaire, un toit d'un seul pan avec une facade plus haute que l'autre, une pente pas trop forte... bon tout ca c'est si c'est une option par chez toi...

Il ne s'agit effectivement pas d'une charpente réciproque, qui comme son nom l'indique utilise comme principe de faire porter le poids d'une poutre sur l'autre, en créant une torsion (chaque poutre contient des efforts en compression et d'autres en traction). Pour faire un truc réciproque on n'a pas besoin que ça soit rond, il faut au minimum un triangle et trois poutres. (on en revient toujours au triangle)

Ce qui est présenté là, comme la charpente des yourte, est d'un principe différent. le poids du toit est projeté vers la base des poutres, vers l'extérieur. Pour le retenir, et empêcher que l'ensemble ne s'aplatisse, il faut que le cercle qui relie la base de ces poutres ensemble aie la résistance en traction nécessaire pour faire ce chainage (dans les yourtes modernes c'est un câble en acier). Ou alors, opter sur le principe des coupoles maçonnées, et construire des contreforts dont le poids très élevé tient celui du toit. (il faut calculer. ou faire des maquettes pour trouver la proportion par empirisme)

si l'ensemble était posé directement par terre (pas de murs), on pourrait l'ancrer directement dans le sol. comme une tente.
Mais le mur est un problème, car il faut construire un truc qui renvoie dans le sol les efforts tranchants qui arrivent en haut du mur, sans le renverser. or les murs ne sont pas très doués pour faire ça. prend un truc plat, peu épais, et haut, pousse dessus par le côté haut : qu'est-ce qui se passe ?

et ça nous amène vers la difficulté de faire ça sur un plan rectangulaire : les efforts ne seront pas répartis à l'identique partout.

ensuite des poutres en bois de plus de 4.5m prennent un prix exponentiel avec leur longueur.

les questions sur l'isolation me semblent pour le moment prématurées. d'abord on conçoit une structure qui tient.

au final, je trouve que c'est un projet bien plus complexe qu'une simple toiture deux pans archiclassique. et même niveau coût : un charpentier vous vendra deux fermes fournies posées pour 1000 balles, et ça ne lui prendra que quelques heures à mettre en place. Pour un résultat dont la durabilité est éprouvée depuis des siècles.
Sinon il reste aussi la solution traditionnelle sans charpente : tu maçonne des murs porteurs tous les 4.5m environ. et le toit, c'est juste des poutres qui vont de murs à murs, et qui portent les chevrons. Aucun travail d'assemblage de bois. on ne peut pas faire plus simple.

Merci pour les réponses !

Effectivement c'est sûrement s'emmerder pour pas grand'chose, mais bon je suis dans la phase conception donc je me fais plaisir
Je vais probablement prendre une charpente 2 pans tout à fait classique juste pour avoir des combles aménageables (d'ailleurs j'ai des questions là-dessus mais je vais ouvrir un autre sujet).

Si un jour quelqu'un veut s'essayer à la charpente réciproque sur rectangle : l'idée la plus rationnelle serait je pense de diviser le rectangle en deux carrés. Chaque carré serait porteur d'une charpente réciproque de 4 poutres et ensuite une poutre faîtière relierait les deux ouvertures.
Evidemment, l'agencement des pièces est un peu chiant si on veut que les ouvertures arrivent au centre d'une pièce... bref ce n'est pas ce que je cherchais et de toute façon je ne me sens pas pour me lancer là-dedans.