Comme déjà évoqué dans un autre billet, pour la rénovation de notre toiture j'ai choisi d'utiliser la technique des chevrons autoporteurs en poutre en I. C'est une méthode de construction très à la mode, surtout pour les maisons à isolation en botte de paille.
Sur le papier la poutre en I a de nombreux avantages : rapport taille/solidité exemplaire, poids réduit, stabilité dimensionnelle, disponible en de grandes longueur (et donc grandes portées), rupture de pont thermique et j'en oublie sans doute. Le problème c'est généralement leur cout. C'est certes tolérable au regard des avantages mais quand il en faut en grande quantité ça devient vite rédhibitoire. C'est pour cette raison que beaucoup d'autoconstructeurs fabriquent eux-même leur poutre en I. D'après mes calcul, les fabriquer soit même divise le prix par 3 ou presque... mais il ne faut pas compter son temps et disposer de l'outillage nécessaire, et il est difficile d'atteindre un niveau de qualité équivalent d'une production en usine.

De nombreux blogs abordent la technique de fabrication de ces poutres, pour ma part je me suis inspiré du blog "réhabiliter une longère en Bretagne" (voir la pages "projet amis" de notre blog ou directement ici http://renovationbzh.wordpress.com/ ) Le point commun de ceux qui se sont lancé dans ce genre de fabrication est qu'ils disposent d'un combiné à bois ou au moins d'une toupie. Moi j'ai pris le pari (osé) de faire ça avec une défonceuse et les moyens du bords.

Prérequis

Niveau matériaux c'est pas compliqué, il faut des chevrons 50x75 de longueurs adaptée pour les membrures (pour des grandes portées on peut passer en 63x75), des panneaux d'OSB3 de 9mm pour l'âme (certains mettent du 10, d'autre du 12, plus c'est épais plus c'est solide mais c'est aussi plus lourd et plus cher) et de la bonne colle à bois (en général de la colle polyuréthane mais certains utilisent de la colle blanche D3)

Niveau matériel petit inventaire de l'outillage nécessaire.
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Il faut une scie circulaire équipé d'une lame spéciale pour la découpe des panneaux (dit "clean cut") afin d’éviter d’éclater les bords de coupe. Une meuleuse d'angle équipée d'un disque à lamelle (sera utile pour réaliser un très léger chanfrein sur le bord des plaques d'OSB) et une défonceuse équipée de disques à rainurer (on choisira de préférence du matériel pas trop merdique histoire que ça tienne le temps de faire les 42 poutres)

Après avoir pas mal cherché et hésité longtemps sur l’outil de coupe à acheter pour ma défonceuse, j'ai finalement opté pour les disques à rainer. Étant donné l’épaisseur de mon OSB (9mm) il est très difficile de trouver des fraises de cette taille (en général ça va de 2 en 2 donc 6mm, 8mm, 10mm etc...) en plus avec ces fraises il est difficile de faire des rainures profondes en une seule passe, ou alors il faut des fraises spéciales hors de prix qui n'existent pas dans la dimension voulue.
Bref, avec un porte outils, un disque de 5mm, un disque de 4mm, un roulement (pour régler la profondeur de la rainure) et un jeux de rondelle de calage (pour ajuster avec précision la largeur de la rainure) on a de quoi faire la rainure voulue de la largeur et de la profondeur voulue en une seule passe. Sauf que, l'axe porte outils n'étant pas assez long pour placer la rainure au milieu du chevron, j'ai du aussi acheter une rallonge d'arbre. Au final ça donne un empilage comme ça
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Prévoir aussi une fraise en V afin de faire un chanfrein de chaque côté de la rainure (pour vouloir faire rentrer un panneau de 9mm d’épais dans une rainure de 9mm de large sans chanfrein faut être maso)
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Voilà, ça c'était pour le "gros" outillage. Il faut aussi une règle de maçon et des serre joints à pompe en quantité suffisante. Les serre-joints auront le rôle de maintenir les éléments de la poutre sous presse le temps du collage mais aussi, tout simplement d'aider à l'assemblage. Certains se fabriquent des presses avec des palettes et des tiges filetée. Après avoir un moment considéré la question, je me suis dit qu'il était plus sage d'acheter une collection de serre joint car bien plus pratique et rapide à mettre en place dans le feu de l'action. Je n'ai pour objectif de fabriquer que 2 poutres par jour (une le matin, une le soir) si le temps de prise de la colle le permet, un seul jeu de serre joint sera donc nécessaire.

Première étape : découpe des panneaux d'OSB

Les panneaux reçut faisant 280x120, j'ai choisit de les couper en 4 bandes de 29.7x280 (il y'a l’épaisseur du trait de scie) ce qui au final, donnera des poutres de 37cm de haut. Pour le coup j'avoue que le dimensionnement est fait à l’instinct (on peut même dire carrément au pif) en me basant sur les données des catalogues des vrais fabriquant de poutres en I et de ce qu'on fait d'autres autoconstructeurs.
Pour couper proprement et avec précision, il faut déjà commencer par se fabriquer un banc de coupe. Vu la tailles des panneaux, il faut que ceux-ci restent parfaitement à plat durant toute la durée de l’opération, la partie coupée doit elle aussi rester bien à plat et n'avoir aucun mouvement relatif vis à vis du reste de la plaque du début à la fin de la coupe. Pas la peine de chercher compliqué, quelques planches et chutes de chevrons font l'affaire.
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Les gens bien outillés ont une scie circulaire avec un rail de guidage, ce n'est pas mon cas. Pour palier à ça, une simple règle de maçon fait l'affaire. Après un traçage minutieux, elle est fixée au plaques à chaque extrémité par un serre joint. Il ne reste alors qu'a couper en gardant la semelle de la scie contre la règle. Les plaques sont coupées 4 par 4 pour deux raisons. Déjà pour gagner en productivité, inutile de prendre les plaques 1 par 1 pour faire exactement la même découpe sur toutes. Ensuite pour gagner en précision des assemblages. Vu qu'il est pratiquement impossible de couper une plaque parfaitement en 4 mais qu'il me faut 2 bandes pour faire une poutre, donc 2 bandes qui devront avoir exactement la même largeur, autant couper 2 ou 4 plaques en même temps et prendre les paires de la même coupe pour chacune des poutres.
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Bien sûr il ne faut pas oublier de repérer les paires afin de les retrouver au moment de l'assemblage. Quelques heures de travail plus tard ça donne ça : 84 bandes d'OSB3 de 297x2800mm en attente pour la fabrication de 42 poutres en I
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Deuxième étape : rainurage des chevrons

Cette étape est fastidieuse mais finalement réalisable facilement à la défonceuse (ouf ! pari gagné...) Comme il y a un changement d'outils entre les deux étapes (rainure puis chanfrein) autant en faire un bon lot à chaque fois. Mais comme après un certain nombre on a mal au dos, au épaules et au bras, je ne vais pas non plus tout faire d'un coup. Faire une vingtaine de chevrons à chaque session, soit des quoi m'assurer 1 semaine d'assemblage si je me tiens au planning prévu, me parait être un bon compromis. Je devrais alors assurer 4 sessions de rainurage (plus que 3 maintenant) Le truc, c'est qu'il ne faut pas être un manche comme moi. Un outils de coupe tournant à forcement un sens d'avance (le mouvement de coupe doit s'opposer au mouvement d'avance) Etant particulièrement nul, tout en sachant ça, lors de mes essais j'ai malgré tout commencé du mauvais côté, j'avançais donc "en avalant". Il a fallut quand même que je me mange 4 nœuds (avec le disque qui drape et la défonceuse qui vole limite à m’échapper des mains) avant que je me pose la question "tiens, et si j'avançais à l'envers ?" "Bingo ducon ! commence de l'autre bout, ça va aller nettement mieux"
Après rainurage mais avant chanfreinage ça donne ça :
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Troisième étape : assemblage - collage

C'est finalement le plus délicat et le plus fastidieux. Il faut déjà encoller les rainures, ce qui prend du temps et on arrive rapidement à la limite du "temps ouvert" de la colle. Et après il faut encore engager les plaques d'OSB dans les rainures et les enfoncer à fond (à l'aide des serre joints) et ça prend un temps fou et finalement on dépasse le temps permis par la colle, galère !
Un assemblage en deux temps permet un peu plus de souplesse. D'abord encollage d'une moitié de rainure d'une seule membrure puis mise en place d'une première plaque, mise sous presse à l'aide de chute de chevrons rainurées. Encollage de l'autre moitiés de la rainure et mise en place et sous presse de l'autre plaque suivant la même méthode. Petite pause (le temps de faire autre chose) le temps de réticulation de la colle puis on revient pour la deuxième membrure. Mise sous presse de l’ensemble et vérification que tout est bien enfoncé a fond en mesurant la hauteur finale de la poutre à espace rapproché.
Parfois, en plus des serre-joint, il faut un peu taper avec un maillet pour aider les plaques à rentrer bien à fond dans les rainures. Voilà, il ne reste plus qu'a attendre le temps indiqué sur le flacon de colle (il me manque encore 2 ou 3 serre-joint alors en attendant je m'aide de sangles à cliquet, ce n'est pas idéal mais c'est mieux que rien)
Notez les planches vissées aux tréteaux "à 2 balles" les empêchant de se casser la gueule à chaque pet de mouche.
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La toute première poutre en I (prototype) sortie de notre atelier terminée et stockée en attente de mise en place. A l'heure ou j'écris c'est ligne, seulement 2 sont assemblées. Il en reste donc 40 à fabriquer...
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La solidité semble être au rendez-vous, aucun fléchissement sous mon poids (ok c'est pas une référence...) on a vraiment l'impression d'avoir affaire à une bonne grosse poutre massive. Sauf que niveau poids ça n'a rien à voir ! cette poutre de 4.5m de long (5.5m pour la membrure la plus longue) je la porte facilement tout seul. Verdict dans quelques mois, quand elles devront supporter notre toiture toute neuve.