Isolation à l’intérieur de la structure
Cette technique, délicate par la résolution des risques de condensation et ponts thermiques, consiste au placement d’isolation entre les éléments de structure.
Cette technique, délicate par la résolution des risques de condensation et ponts thermiques, consiste au placement d’isolation entre les éléments de structure.
La toiture combinée consiste en un mélange des techniques « toiture chaude » et « toiture inversée« .
L’isolation est mise en place en deux couches.
La première couche d’isolant est recouverte par la membrane d’étanchéité.
La deuxième couche d’isolant est placée sur la membrane d’étanchéité. La technique de la toiture combinée protège ainsi la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentit son vieillissement.
Un écran pare-vapeur est parfois interposé entre le support et l’isolant inférieur.Celui-ci n’est pas nécessaire lorsque la résistance thermique de la couche supérieure est deux fois plus importante que la résistance thermique de la couche inférieure.
Le lestage est nécessaire.
La toiture froide désigne la toiture plate dont l’isolant est placé en dessous du support de l’étanchéité avec une lame d’air ventilée interposée.
Jadis régulièrement mis en œuvre, ce système est actuellement complètement dépassé et est à proscrire.
En effet, l’isolation d’une toiture plate par ce système provoque presque inévitablement de la condensation interne.
La vapeur d’eau qui migre de l’intérieur vers l’extérieur se condense sur le support d’étanchéité, dans l’isolant ou dans l’espace aéré et retombe sur l’isolant. La ventilation réelle de la lame d’air est souvent plus faible que celle nécessaire.
Le support d’étanchéité est parfois beaucoup plus froid que l’air extérieur de ventilation dont la vapeur se condense sur la face inférieure de l’étanchéité (surrefroidissement).
Lorsque le plafond n’est pas étanche à l’air, l’air intérieur chaud est aspiré dans l’espace ventilé et s’y condense d’autant plus que les courants d’air sont importants.
Cette condensation peut entraîner l’altération de l’isolant et la suppression de son efficacité, la pourriture des planchers, le gel des matériaux, le décollement ou le ramollissement des matériaux agglomérés, le développement de moisissures, etc.
De même que l’on évitera de réaliser des toitures froides, on s’abstiendra en règle générale de placer l’isolant à la face inférieure du plancher de toiture, dans un faux plafond, ou entre le plancher et le béton de pente.
La toiture chaude inversée désigne la toiture plate dont l’étanchéité est placée sur le support et dont l’isolant est posé sur l’étanchéité. L’isolant est donc mouillé par les eaux pluviales, ce qui diminue ses performances.
L’isolant est lesté.
En cas de rénovation, dans un but d’amélioration de l’isolation de la toiture, la membrane d’étanchéité existante peut être conservée, si elle est encore bonne.
La membrane d’étanchéité fait en même temps office de pare-vapeur. La technique de la toiture inversée protège la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentit son vieillissement.
Les structures porteuses en matières végétales ou en fibres organiques et minérales liées au moyen d’un liant minéral, doivent avoir une épaisseur minimale de 18 mm afin de garantir une résistance thermique minimale de 0.2 m²K/W (NIT 134 p31).
Une couche filtrante d’une charge surfacique d’au moins 120 gr/m² est placée entre l’isolant et la couche de lestage et de protection.
Cette couche filtrante doit permettre la diffusion de vapeur, retenir peu d’eau et en rompre le film. Elle doit résister aux intempéries et être imputrescible.
Il est déconseillé de poser deux couches d’isolant. Il peut, en effet, y avoir entre les deux couches un film d’eau qui agit en barrière de vapeur provoquant ainsi l’imprégnation de la couche inférieure par l’eau.
La couche filtrante et la couche d’usure doivent être perméables à la vapeur pour éviter le même phénomène.
REM: La somme des résistances thermiques des couches situées sous l’étanchéité ne peut excéder 30 % de la résistance thermique globale afin d’éviter que de la condensation ne se forme avant l’étanchéité (vers l’intérieur). Lorsque les conditions climatiques intérieures sont très sévères (classe de climat IV) ou lorsque le support a un effet isolant, il est de plus nécessaire de déterminer par calcul l’absence de condensation sous l’étanchéité et l’absence de glace sous l’isolant.
La toiture chaude désigne la toiture plate dont l’isolant est placé sur le support sans lame d’air entre les différentes couches.
L’isolant est recouvert par la membrane d’étanchéité, qui le protège. Il reste donc sec et conserve ainsi toutes ses caractéristiques thermiques.
Dans la plupart des cas un écran pare-vapeur doit être interposé entre le support et l’isolant. (En cas de rénovation, il peut s’agir de l’ancienne étanchéité que l’on décide de conserver).
Le lestage n’est pas nécessaire. L’isolant et la membrane peuvent être fixés mécaniquement ou par collage. Il est dans ce cas relativement léger, et peut être appliqué sur des structures existantes qui ne supportent pas une augmentation de charge.
Dans une toiture compacte, l’isolant en plaques de verre cellulaire est directement collé sur le support dans un bain de bitume chaud. Les joints entre les plaques sont remplis de bitume. L’étanchéité est ensuite collée en adhérence totale sur l’isolant, soit à la flamme, soit au bitume chaud.
Cette toiture forme un ensemble étanche exempt de couche susceptible de véhiculer l’air ou l’eau. En cas de défectuosité locale, l’eau ne s’infiltre pas. Les désordres sont limités.
On peut en général renoncer au pare-vapeur du fait que l’isolant et les joints entre plaques sont étanches à la vapeur.
Les étanchéités bitumineuses peuvent être :
Elles peuvent être posées sur le support de différentes manières :
Dans les systèmes multicouches les différentes couches sont toujours assemblées en adhérence totale par soudage, collage au bitume chaud ou collage à froid.
Les étanchéités bitumineuses monocouches peuvent être posées suivant différentes possibilités de combinaisons de techniques de fixation.
On applique successivement sur le support :
Système (LL)
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On applique successivement sur le support :
Système (TS)
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On applique successivement sur le support :
Système (TC)
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On applique successivement sur le support :
Système (PBs)
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On applique successivement sur le support :
Système (PLs)
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On applique successivement sur le support :
Système (PS)
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On applique successivement sur le support :
Système (PC)
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On applique sur le support :
Système (MV)
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Les étanchéités bitumineuses multicouches peuvent être posées suivant différentes possibilités de combinaisons de techniques de fixation.
Sous couche posée librement
Sous-couche collée au bitume chaud
Sous-couche soudée à la flamme
Sous-couche collée à froid
Couche intermédiaire collée au bitume chaud sur sous-couche perforée collée au bitume chaud
Sous-couche avec plots ou bande soudée en semi-indépendance à la flamme
Sous-couche collée à froid
Sous-couche vissée
Sous-couche clouée
On applique successivement sur le support :
Système (LLs)
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On applique successivement sur le support :
Système (Llc)
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On applique successivement sur le support :
Système (TBs)
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On applique successivement sur le support :
Système (TSs)
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On applique successivement sur le support :
Système (TCs)
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On applique successivement sur le support :
Système (TCc)
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On applique successivement sur le support :
Système (PBBs)
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On applique successivement sur le support :
Système (PSs)
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On applique successivement sur le support :
Système (PCs)
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On applique successivement sur le support :
Système (PCc)
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On applique successivement sur le support :
Système (MVs)
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On applique successivement sur le support :
Système (Mvc)
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On applique successivement sur le support :
Système (MNs)
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On applique successivement sur le support :
Système (MNc)
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Les étanchéités synthétiques sont en général toujours monocouches.
Les étanchéités peuvent être posées sur le support de différentes manières :
La pose des membranes d’étanchéité synthétiques varie selon le produit. Elle doit donc être effectuée conformément aux prescriptions des fabricants et des agréments techniques des produits, par du personnel connaissant la technique de pose. Celle-ci diffère généralement des techniques traditionnellement utilisées pour les membranes bitumineuses.
Les membranes pourront, suivant leurs types, être :
Les recouvrements pourront être :
L’application de certaines de ces techniques est délicate et nécessite un soin particulier.
Des conditions atmosphériques favorables, et la pose correcte des produits surtout lorsqu’il contiennent des solvants sont indispensables. Certaines membranes ne peuvent être posées lorsqu’il y a trop de vent, trop de poussière ou trop d’humidité, ou lorsqu’il fait trop froid.
Le personnel qui effectue la pose doit donc être très soigneux et très qualifié.
Pour contrer les effets de succion dus au vent qui peuvent être très importants, il est nécessaire de maintenir les systèmes d’étanchéité sur leur support.
Cela peut se faire de plusieurs manières :
Lorsque l’étanchéité comprend plusieurs couches, les différentes couches doivent être solidarisées. Elles le sont uniquement par collage ou soudage.
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Lorsque l’étanchéité n’est pas fixée au support, on dit qu’elle est posée en indépendance. Il est alors nécessaire de la lester. Le poids du lest doit être déterminé en fonction des contraintes.
Lestage.
Le lestage fait en même temps fonction de protection de la membrane d’étanchéité contre les rayonnements UV du soleil.
Dans le cas de la toiture inversée, l’isolation est posée entre l’étanchéité et le lestage.
Lestage d’une toiture inversée.
La fixation de l’isolant est toujours conseillée, même sous une étanchéité posée en indépendance.
* * *
La fixation mécanique de l’étanchéité est théoriquement possible sur tout support, mais elle est surtout utilisée sur des supports en bois, en béton cellulaire ou en tôles d’acier.
La fixation au support se fait à l’aide de clous ou de vis autoforantes munies de plaquettes de répartition.
Exemple de fixation mécanique.
L’étanchéité est fixée (à travers l’isolant, s’il s’agit d’une toiture chaude) au support. Les fixations sont placées dans les recouvrements ou dans la sous-couche de l’étanchéité à laquelle est ensuite collée la couche supérieure.
Membrane fixée par vis à travers l’isolant.
Le nombre de fixations nécessaires pour résister au vent, dépend de l’étanchéité à l’air du bâtiment, de la situation du bâtiment, de la hauteur du bâtiment, du support de l’étanchéité et de la résistance utile au vent des fixations, ainsi que de la zone de toiture concernée.
* * *
La méthode de collage à plein bain de bitume, consiste à déverser sur le support un bitume chaud et liquide et à déposer dans celui-ci le matériau (membrane ou isolant) à faire adhérer.
Collage au bitume chaud.
Le bitume que l’on utilise pour le collage à chaud est le bitume soufflé (aussi appelé bitume oxydé).
Le type recommandé est le 110/30. Il convient pour les pentes supérieures à 5 % et pour les relevés à cause de son point de ramollissement élevé grâce auquel il résiste mieux au fluage.
Ce système convient à tous les supports de toiture sauf aux tôles profilées en acier. Il est parfois nécessaire d’appliquer un vernis d’adhérence sur certains supports avant de couler le bitume.
La quantité dépend du support avec un minimum de 1 Kg/m².
Le bitume doit être suffisamment chaud (± 200°C) pour pénétrer correctement dans le support, mais pas trop pour que la couche de bitume soit suffisamment épaisse.
Les membranes revêtues d’un film thermofusible ne peuvent être collées au bitume chaud.
Les membranes à base de bitume APP ne peuvent être collées au bitume à chaud, car leur point de ramollissement est trop élevé.
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La membrane est chauffée sur toute sa largeur. Un bourrelet de bitume fondu est poussé par le rouleau que l’on déroule.
Soudure à la flamme.
Cette technique nécessite l’usage de brûleurs spécialement conçus pour l’étanchéité. Il existe des appareils spéciaux avec rampe de brûleurs qui, en répartissant mieux la chaleur, permettent de travailler plus vite tout en assurant une pose plus régulière.
Rampe de brûleurs.
Le rouleau est tiré pour permettre un contrôle visuel permanent de la continuité du collage.
Certaines membranes sont munies en face inférieure d’un film thermofusible destiné à augmenter l’efficacité de la méthode.
Les membranes à souder ont au moins une épaisseur de 3 mm.
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La méthode du collage à froid consiste à coller la membrane en la pressant dans une couche de colle bitumineuse froide.
Pose à la colle bitumineuse à froid.
La quantité de colle à utiliser dépend de la qualité du support,de la qualité du matériau à coller et de l’action du vent sur la toiture.
La colle est appliquée sur l’entièreté de la surface du support ou sur une partie de celui-ci, par bandes ou plots.
La pente du support ne peut pas dépasser 15 %.
Les relevés devront toujours être réalisés par soudage à la flamme.
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La pose de certaines membranes synthétiques fait appel à des colles synthétiques de contact ou à des hauts polymères spéciaux.
Pose à la colle synthétique.
Ces produits doivent être fournis ou agréés par les fabricants des membranes. Les techniques d’application sont définies par le fabricant. Elles sont parfois compliquées et nécessitent une main-d’œuvre spécialisée.
La pose ne peut se faire que lorsque les conditions atmosphériques sont favorables.
Pour contrer les effets de succion dus au vent qui peuvent être très importants, il est nécessaire de maintenir les isolants sur le support.
Cela peut se faire de plusieurs manières :
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Lorsque l’isolant n’est pas fixé au support, on dit qu’il est posé en indépendance.
Il est alors nécessaire de le lester (toiture inversée),
Lestage de la toiture inversée.
ou de lester l’étanchéité qui le couvre (toiture chaude).
Lestage de la toiture chaude.
Les matériaux utilisés pour le lestage servent également de protection. Ce sont les protections lourdes.
Le poids du lest doit être déterminé en fonction des contraintes (dimensionnement du système d’accrochage).
La pose en indépendance ne convient pas pour le verre cellulaire (CG).
Attention !
La fixation de l’isolant est toujours conseillée, même sous une étanchéité posée en indépendance.
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La fixation mécanique de l’isolant est théoriquement possible sur tout support, mais elle est surtout utilisée sur des supports en bois ou en tôles d’acier.
L’isolant est fixé au support à l’aide de clous ou de vis autoforantes munies de plaquettes de répartition.
Vis d’accrochage de l’isolant.
Soit, l’isolant est fixé mécaniquement au support et ensuite l’étanchéité est collée à l’isolant,
Membrane collée à l’isolant
fixé mécaniquement.
soit l’étanchéité est fixée à travers l’isolant au support.
Membrane fixée mécaniquement
à travers l’isolant.
Le nombre de fixations nécessaires pour résister au vent, dépend de l’étanchéité à l’air du bâtiment, de la situation du bâtiment, de la hauteur du bâtiment, du support de l’étanchéité et de la résistance utile au vent des fixations, ainsi que de la zone de toiture concernée. (Dimensionnement du système d’accrochage).
L’isolant doit être suffisamment épais.
Cette méthode ne convient pas pour le verre cellulaire.
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La méthode de collage à plein bain de bitume, consiste à déverser sur le support un bitume chaud et liquide et à déposer immédiatement dans celui-ci l’isolant à faire adhérer.
Isolant collé au bitume chaud.
Le bitume que l’on utilise pour le collage à chaud est le bitume soufflé (aussi appelé bitume oxydé) chauffé à environ 200°C.
Ce système convient à tous les supports de toiture sauf aux tôles profilées en acier. En effet, sur l’acier le bitume refroidit trop vite, surtout par temps froid. De plus, la surface de collage est réduite de par la forme des profilés.
Il est parfois nécessaire d’appliquer un vernis d’adhérence sur certains supports, comme le béton ou l’acier, avant de couler le bitume.
Le verre cellulaire peut être collé au bitume chaud sur des tôles profilées en acier, à condition de tremper les panneaux dans un bac de bitume chaud, et d’adapter l’ouverture des nervures et la rigidité des tôles, à l’épaisseur du verre cellulaire.
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La méthode du collage à froid consiste à coller l’isolant en le pressant dans une couche de colle bitumineuse froide.
La quantité de colle à utiliser dépend de la qualité du support,de la qualité du matériau à coller et de l’action du vent sur la toiture.
La colle est appliquée sur l’entièreté de la surface du support ou sur une partie de celui-ci, par bandes ou plots.
Il est parfois nécessaire d’appliquer un vernis d’adhérence sur certains supports, comme le béton ou l’acier, avant d’appliquer la colle.
La pente du support ne peut pas dépasser 15 %.
La technique du collage à froid n’est pas permise pour le polystyrène expansé (EPS).
En règle générale, il faut s’assurer de la compatibilité de la colle à froid avec l’isolant.
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Cette méthode consiste à coller l’isolant en le pressant dans une couche de colle synthétique.
La quantité de colle à utiliser dépend de la qualité du support,de la qualité du matériau à coller et de l’action du vent sur la toiture.
La colle est généralement appliquée sur une partie de la surface du support, par bandes.
Ces produits doivent être fournis ou agréés par les fabricants des isolants. Les techniques d’application sont définies par le fabricant et doivent être respectées.