# Charpente et assemblages > Des poutres tenues par tenons et chevilles - Date: v. 5 255 av. J.-C. - Époque: Préhistoire - Domaine: [Construction & cités](https://lastcodex.org/fr/domains/building/) - Palier: II (Établissement) - Difficulté: 3/5 - URL: https://lastcodex.org/fr/inventions/timber-framing/ La charpente à pans de bois monte le squelette d'une maison ou d'une grange en grosses pièces équarries, tenues entre elles par des assemblages taillés et des chevilles de bois, avec peu ou pas de clous. Les plus anciens assemblages datés par les cernes du bois se trouvent dans des cuvelages de puits en chêne, taillés vers 5255 av. J.-C. par les premiers agriculteurs d'Europe centrale avec des outils de pierre. ![Charpente et assemblages · Des poutres tenues par tenons et chevilles](https://lastcodex.org/_astro/plate.DjZQ7E6j_1883i4.webp) ## Légende 1. Soubassement en pierre 2. Sablière basse 3. Poteau 4. Lien 5. Entrait 6. Poinçon 7. Arbalétrier ## Ce que c'est Une charpente à pans de bois est le squelette d'un bâtiment, fait de grosses pièces de bois assemblées entre elles par le bois lui-même. Les poteaux se dressent sur une sablière basse, des poutres courent à leur sommet, des liens raidissent les angles et des chevrons portent le toit. Les murs, remplis ensuite de torchis, de brique ou de planches, ne portent presque rien. Chaque assemblage est taillé pour qu'une pièce entre dans l'autre, un tenon dans une mortaise ou une entaille sur une entaille, et une cheville de bois enfoncée au travers le tient fermé. Pendant la plus grande partie de l'histoire, le fer coûtait cher, et un assemblage bien taillé s'en passe. ## Comment ça marche ![Une doloire à large lame, un ciseau de charpentier, un maillet de bois et une équerre d'acier posés près d'une courte poutre de chêne marquée de coups de hache](https://lastcodex.org/_astro/v1.C50XE0cT_21AXUE.webp) _L'outillage de base du charpentier : la hache pour équarrir, le ciseau et le maillet pour les assemblages, l'équerre pour les tracer._ **De l'arbre à la poutre.** Dans une grande partie de l'Europe, les charpentiers travaillaient le chêne vert, peu après l'abattage, quand il se taille encore facilement. Le tronc était équarri à la hache ou refendu en long par deux scieurs de long, l'un sur la grume, l'autre en dessous. Une fois complètement sec, le chêne peut avoir perdu jusqu'à un dixième de sa largeur dans le sens des cernes, et une charpente chevillée encaisse ce mouvement. Les résineux comme le pin et le sapin étaient en général séchés avant d'être mis en œuvre. **Le tenon et la mortaise.** Une languette rectangulaire, le tenon, taillée au bout d'une pièce, entre dans un logement de même forme, la mortaise, creusé dans le flanc d'une autre, et une cheville traverse les deux. Dans le chevillage à tire, le trou du tenon est percé environ 3 mm plus près de l'épaulement. La cheville conique force les trous à s'aligner et plaque l'épaulement contre le poteau ; quand le bois se rétracte, la cheville, légèrement fléchie, garde l'assemblage serré. ![Deux poutres de chêne aboutées par un long recouvrement en biais, deux chevilles de bois enfoncées à travers les deux pièces](https://lastcodex.org/_astro/v2.CVyXxrVv_18WAYS.webp) _Une enture en sifflet allonge une poutre ; les chevilles traversent les deux moitiés du recouvrement._ L'assemblage à mi-bois fait se chevaucher deux pièces sur toute leur surface de contact, ce qui répartit l'effort. Une queue d'aronde taillée dans un mi-bois s'élargit vers son extrémité : la pièce qu'elle retient ne peut plus sortir de côté. L'enture met deux pièces bout à bout quand aucun arbre n'est assez long, avec un recouvrement d'environ trois fois la hauteur de la poutre. **Le triangle.** Un rectangle de poutres chevillées peut se déformer en parallélogramme sous la poussée du vent. Un lien posé en travers de chaque angle crée des triangles, et un triangle ne peut changer de forme sans qu'un de ses côtés change de longueur. **La ferme de toit.** Deux arbalétriers appuyés l'un contre l'autre poussent vers l'extérieur à leur pied. Dans une ferme, ils reposent sur un entrait qui retient leurs pieds : les arbalétriers travaillent en compression, l'entrait en traction, comme une corde. Dans une ferme à poinçon, la pièce verticale centrale pend du faîte et soutient le milieu de l'entrait ; elle est donc tendue, elle aussi. ![Des villageois en tunique redressent un portique de charpente avec de longues perches, tandis que deux hommes retiennent une corde de l'autre côté](https://lastcodex.org/_astro/v3.Ce5kFLjj_ZUC4EO.webp) _Le levage d'un portique : les perches le poussent, la corde tendue de l'autre côté l'empêche de basculer._ **Le levage.** Chaque portique transversal était assemblé à plat au sol, et ses assemblages recevaient des marques de charpentier pour être retrouvés. Sur le chantier, une équipe le soulevait à la main, puis avec de longues perches, pendant que d'autres tenaient des cordes de l'autre côté pour qu'il ne dépasse pas la verticale. Des étais provisoires posés en diagonale le maintenaient debout jusqu'à ce que les poutres des murs et les liens définitifs rendent la charpente stable dans les deux sens. **Au sec.** Le bois qui reste humide pourrit. La sablière basse repose donc sur un muret de pierre ou de brique, le soubassement, hors du sol et des éclaboussures de pluie. Elle reste la pièce qui pourrit le plus souvent dans les vieux bâtiments, et on peut la remplacer pendant que la charpente repose sur des étais. ## Comment la construire Un assemblage d'essai et un petit cadre contreventé suffisent pour comprendre l'essentiel. Il faut du résineux ou du chêne vert de 100 × 100 mm, une scie, un ciseau de 25 mm, un maillet, une perceuse avec des mèches de 20 et 30 mm, une équerre et des chevilles fendues dans du chêne sec. **Tracer l'assemblage.** Prenez toutes les mesures à partir d'une même face de référence sur chaque pièce. Sur le poteau, tracez une mortaise de 35 mm de large, environ le tiers de la pièce, et de 100 mm de long ; sur la poutre, un tenon de 35 mm d'épaisseur et de 75 mm de long. **Tailler.** Percez des trous de 30 mm qui se chevauchent, sur 80 mm de profondeur, entre les traits de la mortaise, puis dressez les parois au ciseau. Sciez les joues du tenon, puis les épaulements. Le tenon doit entrer sous de petits coups de maillet. **Cheviller à tire.** Percez le trou de cheville à travers le poteau et la mortaise, à 35 mm de la face par laquelle entre la poutre. Emboîtez le tenon, marquez-y le centre du trou, démontez et percez le tenon 3 mm plus près de l'épaulement. Taillez la pointe de la cheville en cône, remontez et enfoncez-la : l'épaulement se referme. **Comparer le carré et le triangle.** Posez à plat sur le sol deux poteaux, une sablière basse et une poutre haute, et emboîtez-les par quatre de ces assemblages, sans les chevilles. Poussez un angle sur le côté : le rectangle se déforme en parallélogramme. Démontez, ajoutez deux liens à 45 degrés, tenonnés dans le poteau et la poutre, remontez et chevillez, puis poussez de nouveau : le cadre reste d'équerre. Vérifiez avec le triangle 3-4-5 : 300 mm sur la sablière, 400 mm sur le poteau, 500 mm entre les deux marques. Laissez le cadre à plat, ou étayé sur ses deux faces si vous le dressez ; c'est un exercice, il ne doit porter aucune charge. > **Sécurité.** Haches, ciseaux et scies coupent profondément : bridez la pièce, gardez les deux mains derrière le tranchant et travaillez en éloignant l'outil du corps. Portez des lunettes de protection pour enfoncer les chevilles et des chaussures à embout renforcé. Un poteau de chêne vert de cette section et de 3 m de long pèse environ 30 kg : soulevez les pièces lourdes à plusieurs et ne levez un cadre qu'avec assez de bras, de cordes et d'étais. Préparez chaque levage à l'avance et fixez des étais provisoires sur un cadre dressé avant que quiconque le lâche. Ne vous tenez jamais sous une pièce levée, ni du côté où un cadre pourrait tomber. Travaillez en hauteur depuis un échafaudage, pas depuis une échelle. Toute charpente destinée à porter un toit, un plancher ou des personnes, même celle d'un abri de jardin, doit être dimensionnée par un ingénieur structure et respecter les règles de construction locales. ## Histoire et évolution Les plus anciens assemblages datés par les cernes du bois viennent de puits de la culture rubanée, celle des premiers agriculteurs d'Europe centrale. À Ostrov, en Tchéquie, des planches ont été glissées dans de longues rainures creusées dans quatre poteaux d'angle en chêne ; les arbres des poteaux ont été abattus en 5259–5258 av. J.-C., ceux des planches en 5256–5255. Quatre puits des environs de Leipzig, aux chênes abattus entre 5206 et 5098 av. J.-C., ont des angles entaillés, et deux reposent sur des cadres de base assemblés à tenon et mortaise. Tout a été taillé à l'herminette de pierre, au coin et au feu. Dans la basse vallée du Yangzi, des bois de la culture de Hemudu, vieux de 7 000 à 5 000 ans, portent eux aussi des tenons et des mortaises. Les haches et les scies de fer ont accéléré le travail, et l'Europe médiévale a bâti maisons, granges et charpentes de cathédrales à assemblages chevillés. En 1833, Augustine Taylor construit l'église St Mary de Chicago avec de minces montants sciés de 2 × 4 et 2 × 6 pouces, disposés à intervalles rapprochés et cloués. Les clous étaient bon marché et les charpentiers qualifiés rares. Le nom de « balloon frame », l'ossature à claire-voie, viendrait des sceptiques qui prédisaient que le bâtiment s'envolerait. Il n'est pas sûr que Taylor ait été le premier, mais la plupart des maisons à ossature légère descendent de cette méthode. Au XXᵉ siècle, les ingénieurs apprennent à coller de fines planches pour en faire de grandes poutres. Mjøstårnet, une tour norvégienne de 18 étages achevée en 2019, repose sur des treillis en lamellé-collé assemblés par des plaques d'acier et des broches. ## Chiffres clés - Plus anciens assemblages datés par dendrochronologie: Puits en chêne d'Ostrov (Tchéquie) : poteaux d'angle rainurés, bois abattu entre 5259 et 5255 av. J.-C. - Décalage du chevillage à tire: Environ 3 mm dans les bois de charpente - Retrait du chêne au séchage: Jusqu'à 10 % environ dans le sens des cernes (retrait tangentiel), du bois vert au bois anhydre - Enture: Recouvrement d'environ trois fois la hauteur de la poutre - Une des premières ossatures à claire-voie: Église St Mary, Chicago, 1833 : 36 × 24 pieds, environ 400 dollars ## Nécessite - [Outils de pierre](https://lastcodex.org/fr/inventions/stone-tools/): Le premier tranchant (il y a 3,3 millions d'années) - [Corde & cordage](https://lastcodex.org/fr/inventions/rope/): Des fibres torsadées qui tiennent tout (il y a 46 000 ans) ## Mène à - [Grue & poulie](https://lastcodex.org/fr/inventions/crane/): Soulever plus que son propre poids (v. 515 av. J.-C.) - [Presse à imprimer](https://lastcodex.org/fr/inventions/printing-press/): Des caractères mobiles, copiés par milliers (v. 1440) - [Gouvernail d'étambot et coque](https://lastcodex.org/fr/inventions/sternpost-rudder/): Tenir le cap, garder l'eau dehors (v. 1180) - [Moulin à vent](https://lastcodex.org/fr/inventions/windmill/): Le vent changé en farine (v. 900) ## Sources - [World's oldest dendrochronologically dated archaeological wood construction (Rybníček et al., Journal of Archaeological Science 115, 2020)](https://asep.lib.cas.cz/arl-cav/en/detail-cav_un_epca-0524340-Worlds-oldest-dendrochronologically-dated-archaeological-wood-construction/), Czech Academy of Sciences, ASEP repository - [Strengthening the wooden parts of the well, archaeological finding at Dolní Roveň (Ostrov)](https://fr.upce.cz/en/fr/strengthening-wooden-parts-of-well-archeological-finding-dolni-roven), University of Pardubice, Faculty of Restoration - [Early Neolithic Water Wells Reveal the World's Oldest Wood Architecture (Tegel et al., 2012)](https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0051374), PLOS ONE - [Press release of 19 December 2012 on the dating of the Neolithic wells near Leipzig](https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm-en/press-releases-2012/pm.2012-12-19.366-en), University of Freiburg - [Timber frames and roofs](https://www.newforestnpa.gov.uk/document/timber-frames-and-roofs/), New Forest National Park Authority - [Master Carpenter Video: How to Drill and Assemble a Timber-Frame Joint](https://finehomebuilding.com/?p=39216), Fine Homebuilding - [How to Make a Drawbored Mortise-and-Tenon Joint](https://finewoodworking.com/?p=149125), Fine Woodworking - [Wood Moves, but How Much?](https://www.finewoodworking.com/2026/10/02/wood-moves-but-how-much), Fine Woodworking - [King post](https://en.wikipedia.org/wiki/King_post), Wikipedia - [Chicago (The Engines of Our Ingenuity, J. H. Lienhard)](https://engines.egr.uh.edu/cdlist/structure/3), University of Houston - [Exhibition on the Hemudu Culture opens at the National Museum of China](https://english.beijing.gov.cn/latest/news/202311/t20231109_3298090.html), Beijing Municipal Government - [Mjøstårnet: Construction of an 81 m tall timber building (R. Abrahamsen, 2017)](https://events.forum-holzbau.com/pdf/31_IHF2017_Abrahamsen.pdf), Internationales Holzbau-Forum - [Precise dating shows Czech well is oldest wooden structure in the world](https://english.radio.cz/node/8108814), Radio Prague International Faits vérifiés le 2026-10-15. --- The Last Codex · https://lastcodex.org/fr/inventions/timber-framing/ · © The Last Codex. Textes, planches et figures : CC BY-NC-ND 4.0.