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Leçon 1 — Référentiel CAP Charpentier Bois et structures bois

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Leçon 1 — Référentiel CAP Charpentier Bois et structures bois

Découvrir le métier de charpentier bois, comprendre le référentiel CAP et identifier les grandes familles de structures bois utilisées dans la construction française.

Objectifs pédagogiques

  • Identifier les activités professionnelles du charpentier bois : implantation, taille, levage, finition.
  • Décrire les épreuves EP1 et EP2 du CAP Charpentier Bois et leurs coefficients.
  • Distinguer les structures bois : charpente traditionnelle, fermettes industrielles, lamellé-collé (BLC), CLT.
  • Connaître le rôle des organisations professionnelles : UMB-FFB Charpentiers, CNDB, CAPEB.
  • Situer la filière bois dans la RE2020 et la construction bas carbone.

1. Le métier de charpentier bois

Le charpentier bois est un professionnel du bâtiment qui conçoit, taille, assemble et pose des ouvrages en bois : charpentes de toiture, ossatures de bâtiments, planchers, escaliers, terrasses et bardages. Son champ d'intervention couvre la construction neuve, la rénovation du patrimoine bâti et la réhabilitation.

Le titulaire du CAP Charpentier Bois exerce principalement dans des entreprises de charpente, des PME du bâtiment ou des entreprises de construction bois. Il travaille en équipe sous la responsabilité d'un chef d'équipe ou d'un chef de chantier. Le métier exige une bonne condition physique, le goût du travail en hauteur, la rigueur géométrique et le sens du détail.

« Le charpentier est l'héritier d'une tradition millénaire et l'acteur d'une révolution contemporaine : la construction bois bas carbone. » — FFB Charpente, livre blanc 2024

2. Le référentiel CAP Charpentier Bois

Le CAP (Certificat d'Aptitude Professionnelle) Charpentier Bois est un diplôme de niveau 3 (anciennement niveau V) délivré par l'Éducation Nationale. Il se prépare en 2 ans après la classe de 3e, en lycée professionnel, en CFA (apprentissage) ou en formation continue pour adultes.

Les épreuves professionnelles

ÉpreuveIntituléCoefficientDurée
EP1Analyse d'une situation professionnelle43 h écrit
EP2Réalisation d'un ouvrage9 (dont 1 PSE)15 h pratique
EG1Français, Histoire-Géographie, EMC32 h 15
EG2Mathématiques-Sciences physiques22 h
EG3EPS1CCF

L'épreuve EP2 est la plus lourde : le candidat doit tailler à la main et assembler une portion de charpente (ferme latine, croupe, lucarne...) à partir d'un plan d'épure et d'une nomenclature. La sécurité au travail (PSE) y est intégrée.

3. Les grandes familles de structures bois

a) La charpente traditionnelle

Héritée du Moyen Âge et perfectionnée par les Compagnons du Tour de France, la charpente traditionnelle est constituée de pièces de bois massif (chêne, douglas, sapin) assemblées par tenons-mortaises, embrèvements et chevillage. Elle compose les fermes latines, à entrait retroussé, à la Philibert Delorme, ainsi que les charpentes de combles habitables.

b) La charpente industrielle (fermettes)

Apparue dans les années 1960, la fermette industrielle est composée de bois de petite section (36×97, 36×122) assemblés par connecteurs métalliques à dents. Elle est calculée et fabriquée en usine, livrée et levée à la grue. Elle représente aujourd'hui plus de 80 % des charpentes de maisons individuelles en France.

c) Le bois lamellé-collé (BLC) et le CLT

Le BLC (lamellé-collé) est un produit d'ingénierie obtenu par collage de lamelles de bois de 33 à 45 mm. Il permet de réaliser des poutres de très grandes portées (gymnases, halls, ponts). Le CLT (Cross Laminated Timber, bois lamellé-croisé) est une plaque de bois massif contrecollée à plis croisés, utilisée en construction multi-étages bois.

Cas pratique — Identifier les ouvrages

Mission : sur le chantier d'une maison individuelle de 90 m² au sol avec combles aménageables, identifier le type de charpente le plus adapté en fonction de trois critères : coût, habitabilité des combles, délai de réalisation.

Analyse : les fermettes industrielles W avec entraits porteurs sont rapides et économiques mais empêchent l'aménagement des combles. Les fermettes "à combles aménageables" avec entrait porteur surdimensionné autorisent l'habitabilité. La charpente traditionnelle (chevrons sur pannes + entrait à fonctions retroussées) offre la meilleure liberté volumétrique mais coûte 30 à 40 % plus cher.

Décision : fermettes à combles aménageables si budget contraint, traditionnelle si projet patrimonial ou architecture spécifique.

4. Les essences de bois utilisées

En France, les essences résineuses dominent (sapin, épicéa, douglas, pin sylvestre) car elles offrent un bon rapport résistance/poids et un coût modéré. Les feuillus (chêne, châtaignier) sont réservés aux ouvrages de prestige ou de restauration patrimoniale.

EssenceClasse résistanceMasse volumiqueUsages
Épicéa / SapinC24420 kg/m³Charpente traditionnelle, fermettes
DouglasC18 à C30510 kg/m³Charpente, ossature, bardage
Pin sylvestreC22520 kg/m³Charpente, ossature
ChêneD30720 kg/m³Restauration, traditionnelle
MélèzeC24590 kg/m³Bardage extérieur, terrasse

Traditions Compagnons du Devoir

Les Compagnons du Devoir et du Tour de France forment des charpentiers depuis le Moyen Âge. Le Tour de France compagnonnique dure entre 5 et 7 ans : l'aspirant change de ville et d'entreprise tous les 6 à 12 mois pour apprendre auprès de différents maîtres. Le chef-d'œuvre, une maquette de charpente à l'échelle exécutée à la main, marque la réception du compagnon dans la confrérie. Cette transmission orale et gestuelle reste un pilier de la profession.

5. La filière bois et la RE2020

La RE2020 (réglementation environnementale 2020) impose le calcul du carbone embarqué des matériaux. Le bois, matériau biosourcé, stocke le CO2 atmosphérique pendant toute la durée de vie de l'ouvrage. La filière bois française pèse 60 milliards d'euros et 440 000 emplois (chiffres CODIFAB 2024). La CNDB et le CODIFAB accompagnent la promotion du bois construction.

Sécurité : risques majeurs du métier

Le charpentier figure parmi les métiers les plus accidentogènes du BTP. Les chutes de hauteur représentent la première cause d'accidents mortels (source INRS). Le port du harnais antichute, l'installation de lignes de vie, de garde-corps périphériques et l'utilisation d'échafaudages conformes sont obligatoires dès lors que la hauteur de travail dépasse 3 mètres. Le risque chute d'objets, les blessures par outils tranchants (scie, ciseau à bois, herminette) et les troubles musculo-squelettiques complètent le tableau des dangers.

Pour aller plus loin

6. Les épreuves du CAP Charpentier Bois — Détail officiel

Le CAP Charpentier Bois est organisé selon le Bulletin Officiel n°31 du 27 août 2020 (référentiel Eduscol). Il comprend deux épreuves professionnelles et trois épreuves générales.

EP1 — Analyse d'une situation professionnelle (coefficient 4, durée 3 h écrit)

L'épreuve EP1 évalue la capacité du candidat à analyser un dossier technique charpente et à formuler des solutions adaptées. Le sujet comporte :

  • Un plan de charpente annoté à lire et décoder (vue en plan, coupes, détails).
  • Des calculs géométriques : longueur d'arbalétrier, hauteur du poinçon, pente en % et en degrés.
  • L'établissement d'une nomenclature et d'une fiche de débit.
  • Le choix des assemblages (tenon-mortaise, embrèvement, mi-bois) avec justification.
  • L'identification des risques professionnels et les mesures de prévention PSE (Prévention Santé Environnement).

Le coefficient 4 représente 20 % des points professionnels. La maîtrise du vocabulaire technique et la rigueur des calculs sont déterminantes.

EP2 — Réalisation d'un ouvrage (coefficient 10, dont 1 PSE, durée 15 h pratique sur 2 jours)

L'épreuve EP2 est la pièce maîtresse du CAP. Le candidat taille, trace et assemble à la main une portion de charpente à partir d'un plan d'épure et d'une nomenclature fournis. Les ouvrages typiques :

  • Ferme latine simple avec poinçon, arbalétriers, entrait et contre-fiches.
  • Fragment de croupe avec arêtier et pannes de croupe.
  • Lucarne demi-jacobine avec chevêtre et jouées inclinées.
  • Assemblage d'une panfaîtière avec enrayure.

Le coefficient 10 (9 charpente + 1 PSE) représente 50 % des points professionnels. Les critères d'évaluation : précision géométrique des assemblages (±3 mm tolérance), qualité de finition au ciseau, respect des règles de sécurité au poste de taille, autonomie et gestion du temps.

PSE — Prévention Santé Environnement

Le PSE est évalué dans le cadre de l'EP2. Il porte sur 4 à 6 questions écrites relatives aux risques spécifiques du charpentier : chutes de hauteur, TMS, bruit, poussières de bois (cancérogène de catégorie 1), et les gestes de premiers secours SST.

ÉpreuveIntitulé officielCoefficientDurée / ModePart du total
EP1Analyse d'une situation professionnelle43 h — écrit20 %
EP2Réalisation d'un ouvrage charpente915 h — pratique45 %
PSEPrévention Santé Environnement1Écrit intégré EP25 %
EG1Français, Histoire-Géo, EMC32 h 15 — écrit15 %
EG2Maths et Sciences physiques22 h — écrit10 %
EG3EPS1CCF en cours d'année5 %
« Le référentiel CAP Charpentier Bois définit 5 compétences professionnelles : C1 Analyser, C2 Préparer, C3 Réaliser, C4 Contrôler, C5 Communiquer. L'EP2 évalue principalement C3 et C4. » — Eduscol — Référentiel CAP Charpentier Bois, BO n°31, 27 août 2020

7. Les structures bois en France — État des lieux complet

La France dispose d'un parc de charpentes bois diversifié, reflet de son histoire architecturale et de l'évolution des techniques de construction depuis le Moyen Âge.

La charpente traditionnelle — ~70 % du parc existant

La charpente traditionnelle constitue l'essentiel du parc immobilier existant français (construit avant 1970). Elle est composée de fermes à poinçon (ferme latine), de pannes et de chevrons en bois massif, avec des sections importantes (souvent 80×200, 100×220, 120×240 mm). Les essences utilisées varient selon les régions : chêne en Normandie et dans le Périgord, châtaignier en Bretagne, sapin dans les Alpes et le Massif Central, pin maritime en Aquitaine.

La restauration du patrimoine (cathédrales, maisons à colombages, manoirs, fermes) représente un secteur économique important. La reconstruction de la flèche de Notre-Dame de Paris (2022-2024) en chêne massif a remis cette tradition en lumière internationale.

La charpente industrielle (fermettes) — ~80 % des constructions neuves

Depuis les années 1970, la fermette industrielle s'est imposée dans la construction de maisons individuelles. Fabriquées en usine par des industriels (MiTek, Wolf System, Spengler, Charpentes Françaises), les fermettes sont calculées par ordinateur selon l'Eurocode 5, débitées par machines à commande numérique et assemblées par connecteurs métalliques à dents sous presse hydraulique. Elles sont livrées sur chantier et levées en quelques heures à la grue.

Ce mode constructif représente aujourd'hui plus de 80 % des charpentes de maisons individuelles neuves en France, avec une portée typique de 6 à 14 m.

L'ossature bois (MOB) — 5 % en forte croissance

La Maison à Ossature Bois (MOB) est un système constructif où la structure porteuse est un squelette de montants et lisses en bois de section 45×120 ou 45×145 mm, espacés de 40 à 60 cm, contreventé par des panneaux OSB. Elle combine structure et isolation dans la même épaisseur de mur. Représentant 5 % des maisons neuves en 2024, elle est en forte croissance grâce à la RE2020 et la valorisation du carbone biosourcé.

Le bois lamellé-collé (BLC) pour les grands ouvrages

Le BLC (Bois Lamellé-Collé) permet des portées exceptionnelles (30 à 80 m) que le bois massif ne peut atteindre. Il équipe les gymnases, piscines, halls industriels, ponts bois, stades. La France compte environ 250 fabricants de BLC (CNDB 2024). Les classes GL24h à GL32h définissent les performances mécaniques selon NF EN 14080.

Type de structurePart du marchéPortée typiqueDurée de levageAtout principal
Charpente traditionnelle~70 % du parc existant4–12 m2–5 joursVolume habitable, durabilité 200 ans+
Fermettes industrielles~80 % des neufs6–14 m1 journéeRapidité, coût, calcul optimisé
Ossature bois (MOB)~5 % en croissanceBâtiment entier2–4 semainesIsolation intégrée, RE2020
BLC / CLTGrands ouvrages20–80 mVariableGrandes portées, esthétique

8. La filière bois en France — Chiffres et acteurs

La forêt française et l'industrie du bois représentent un secteur économique majeur qui s'inscrit dans les enjeux de transition écologique.

La forêt française

La France dispose de 17 millions d'hectares de forêt, soit 31 % du territoire national (source : Inventaire Forestier National, IGN 2024). Cette surface a plus que doublé depuis 1850 grâce à l'abandon des terres agricoles marginales. La France est ainsi le 4e pays le plus boisé d'Europe. La composition : épicéa-sapin (28 %), chêne (24 %), pin (23 %), hêtre (11 %), autres feuillus (14 %).

L'accroissement annuel naturel est de 90 millions de m³, mais seulement 40 millions de m³ sont récoltés chaque année, laissant un reliquat théorique considérable — mais souvent inaccessible pour des raisons topographiques ou de propriété (75 % de la forêt appartient à des propriétaires privés).

La filière de transformation

La chaîne de valeur de la filière bois comprend :

  1. Sylviculture : gestion forestière, reboisement, coupe.
  2. Exploitation forestière : abattage, débardage, transport grumes.
  3. Scieries : transformation des grumes en sciages. La France compte 1 500 scieries (Source : France Bois Forêt), principalement de petite taille. La France est le 3e producteur européen de sciages résineux.
  4. Industries de première transformation : séchage, rabotage, traitement, BLC, panneaux.
  5. Industries de deuxième transformation : charpente, menuiserie, parquet, emballage, papier.
  6. Construction bois : charpentiers, constructeurs MOB, architectes bois.

Chiffres clés (2024)

  • Chiffre d'affaires global : 60 milliards € (CODIFAB 2024).
  • Emplois directs : 440 000 salariés.
  • Part du bois dans la construction neuve : 12 % des logements collectifs, 10 % des maisons individuelles.
  • Objectif RE2020 : atteindre 25 % de logements bois d'ici 2030.
  • Carbone stocké : 1 m³ de bois stocke environ 0,9 tonne de CO2.

Acteurs clés de la filière

  • CNDB (Comité National pour le Développement du Bois) : promotion de la construction bois.
  • CODIFAB : organisme paritaire de financement de la formation professionnelle continue.
  • UMB-FFB : Union des Métiers du Bois - Fédération Française du Bâtiment, représente les charpentiers.
  • CAPEB : Confédération de l'Artisanat et des Petites Entreprises du Bâtiment.
  • France Bois Forêt : interprofession de la filière bois.
  • FCBA : Institut Technologique Forêt Cellulose Bois-construction Ameublement (recherche et innovation).

9. Débouchés professionnels après le CAP Charpentier Bois

Le CAP Charpentier Bois est un diplôme reconnu qui ouvre sur un large éventail de métiers et de poursuites d'études.

Débouchés directs après le CAP

  • Ouvrier charpentier dans une entreprise de charpente artisanale ou industrielle : taille, assemblage, levage, pose de couverture.
  • Charpentier en entreprise MOB (Maison à Ossature Bois) : montage ossature, isolation, vêture.
  • Technicien de pose BLC pour les grands ouvrages (gymnases, halls).
  • Ouvrier spécialisé restauration du patrimoine bâti (cathédrales, musées, monuments historiques).

Évolutions professionnelles avec expérience

  • Chef d'équipe charpente (5 ans d'expérience) : encadrement d'une équipe de 3 à 8 compagnons, organisation du chantier.
  • Conducteur de travaux (10 ans) : pilotage de plusieurs chantiers simultanément, gestion des sous-traitants, interface client.
  • Bureau d'études bois : modélisation 3D (logiciels Cadwork, SEMA), calculs Eurocode 5, plans d'exécution et nomenclatures.
  • Gérant d'entreprise charpente artisanale : après création d'entreprise ou reprise familiale.

Poursuites d'études après le CAP

DiplômeDuréeSpécialitéNiveau
Brevet Professionnel (BP) Charpente2 ansConception, taille, encadrementNiveau 4 (Bac)
Baccalauréat Pro Technicien Menuisier Agenceur3 ans après 3eMenuiserie / agencementNiveau 4 (Bac)
BTS SCBH (Systèmes Constructifs Bois et Habitat)2 ans après BacConception bâtiment bois, calculsNiveau 5 (Bac+2)
Licence Pro Génie Civil Bois1 an après BTSBâtiment bois, gestion de projetNiveau 6 (Bac+3)
Tour de France Compagnons5–7 ansExcellence charpenteTitre RNCP
Brevet de Maîtrise Charpentier2 ansEncadrement, gestion PMENiveau 5

La filière est en tension d'emploi : les entreprises de charpente peinent à recruter des profils qualifiés. Le salaire d'un charpentier confirmé Niveau 3 (Convention collective Bâtiment) se situe autour de 2 200 à 2 800 € brut/mois (2024), avec des primes de chantier (panier, déplacement, hauteur) et des heures supplémentaires fréquentes.

« La charpente bois est l'un des rares métiers où la demande dépasse structurellement l'offre de main-d'œuvre qualifiée. Un CAP Charpentier Bois obtenu ouvre les portes de l'emploi immédiat. » — FFB Observatoire des métiers du bâtiment, rapport 2024

10. Exercice récapitulatif — Identifier et analyser

Pour préparer l'épreuve EP1, entraînez-vous à répondre à ces questions issues de sujets types :

Question 1 — Identifier le type de structure

On vous présente une maison individuelle neuve avec un toit à deux pans, pente 35°, portée 10 m, dont la charpente est composée de pièces de section 36×122 mm assemblées par plaques métalliques à dents. De quel type de charpente s'agit-il ? Justifiez.

Réponse : Il s'agit d'une charpente industrielle à fermettes. Les indices sont : petite section des pièces (36×122 typique des fermettes), assemblage par connecteurs métalliques à dents (plaques estampées NF EN 14545), fabrication en série. La portée 10 m et la pente 35° sont compatibles avec les fermettes standard.

Question 2 — Lecture d'une nomenclature

Une nomenclature mentionne : "Panne faîtière — Douglas C24 — 100×220 — 8,00 m × 1". Expliquez chaque élément.

Réponse : Panne faîtière = rôle de la pièce (panne au sommet du toit). Douglas = essence (résineux de France, classe C24). C24 = classe de résistance selon NF EN 338 (résistance caractéristique en flexion 24 MPa). 100×220 = section en mm (largeur × hauteur). 8,00 m = longueur de la pièce. × 1 = quantité (une pièce).

Question 3 — Calcul de pente

Un toit a une hauteur de faîtage de 2,40 m pour une demi-portée de 6,00 m. Calculez la pente en % et en degrés.

Réponse : Pente en % = hauteur / demi-portée × 100 = 2,40 / 6,00 × 100 = 40 %. Pente en degrés = arctan(2,40 / 6,00) = arctan(0,40) = 21,8°.

Mémo filière bois — chiffres à connaître pour l'examen

  • 17 millions d'ha de forêt en France (31 % du territoire).
  • 80 % des charpentes neuves en France = fermettes industrielles.
  • 60 milliards € = chiffre d'affaires de la filière bois française.
  • 440 000 emplois dans la filière.
  • RE2020 : le bois stocke ~0,9 t de CO2 par m³.
  • CAP Charpentier Bois : EP1 coef 4 (3h écrit) + EP2 coef 10 (15h pratique).
  • Classes de résistance bois : C18, C24, C30 (résineux) ; D30, D40 (feuillus).

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