En architecture ou en ingénierie structurelle, un système de fermes est un arrangement de poutres de support en bois ou en acier configurées en forme triangulaire. En règle générale, les extrémités horizontales sont connectées à d’autres fermes du système. Les systèmes de fermes sont fréquemment utilisés dans la construction de bâtiments, de ponts et de tours de services publics. Ils sont également couramment utilisés dans la scénographie et les affichages.
L’un des avantages du système de fermes est sa simplicité. Le triangle ne supporte des charges qu’au niveau de ses articulations, ou nœuds. Une structure triangulaire est stable et ne nécessite aucun support supplémentaire pour éviter l’effondrement, comme le ferait un rectangle. Les calculs de force sont faciles car seules les forces de compression et de traction sont présentes. Cela limite le nombre et la direction des forces qui doivent être prises en compte lors de la détermination des forces dans un élément de ferme.
Malgré sa simplicité, un système de fermes en bois est extrêmement solide. Un système de fermes est plus solide qu’une poutre car il peut dissiper les forces dans tous ses éléments structurels. L’utilisation de systèmes de fermes dans la construction est restée populaire même après que d’autres matériaux plus solides soient devenus disponibles. Les systèmes de fermes sont faciles à construire car ils se composent de peu de pièces. Ils ont tendance à être légers et très bon marché car seuls des poutres et des joints sont nécessaires.
Les systèmes de fermes peuvent couvrir de grandes distances et dissiper les forces dans toute la structure avec une charge uniquement aux extrémités. Cela peut être très pratique dans la construction de bâtiments résidentiels et commerciaux, car des murs non porteurs peuvent être placés à des intervalles entre les deux extrémités du système de fermes. Cela permet une flexibilité dans l’espacement des murs et permet de les retirer facilement si nécessaire.
Les systèmes de fermes présentent certains inconvénients, c’est pourquoi ils ne sont pas utilisés dans toutes les structures de toit. Dans les situations où plus d’espace est nécessaire dans la zone du toit, comme les greniers, les systèmes de fermes peuvent prendre trop de place. Les systèmes de fermes sont plus difficiles à placer que les chevrons. Ils doivent être assemblés au sol et mis en place avec 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 peuvent ne pas bien fonctionner.
De nombreuses variantes du système de fermes sont disponibles pour contrer certains des inconvénients et rendre le système capable de gérer différentes exigences de charge. Dans le cas des tours de services publics, un système de fermes tridimensionnelles peut être utilisé pour rendre la structure verticalement stable et capable de résister à des vents violents sans basculer. 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.