Panneaux de toiture isolants autoportants: types et possibilités

Les éléments de toiture font baisser le niveau E

Bien qu'ils existent déjà depuis les années 70, les éléments de toiture sont moins répandus en Belgique – surtout en comparaison avec les Pays-Bas. Ce constat s'explique en partie par le caractère réservé, plus conservateur du Belge, ainsi que par le choix de constructions et de répartitions de toiture plus complexes. Avec leur excellente étanchéité à l'air et leur valeur U très basse, les éléments de toiture constituent pourtant un instrument idéal pour atteindre le niveau E prévu par la loi ou faire même mieux, et rendre ainsi l'habitation de vos clients 'future proof'.

Elements de toiture et leurs applications

Depuis l'introduction du polystyrène expansé et la tendance aux éléments de construction préfabriqués dans les années 60, la technologie sandwich a la cote. Il s'agissait dans un premier temps d'éléments sandwich avec des coques en acier pour le secteur industriel et avec des panneaux ligneux pour la construction résidentielle, mais depuis les années 70, on les retrouve aussi sur le toit.

Les éléments de toiture sont en fait des panneaux de toiture isolants autoportants. Une partie de la structure portante est autrement dit absorbée par des panneaux utilisant du matériau d'isolation (polystyrène expansé (EPS), PUR/PIR, lin ou laine minérale) et n'ayant pas besoin d'autres éléments de construction. Ils sont utilisés sur les toits à pannes, où ils sont posés au-dessus des poutres d'appui hori­zontales (pannes). En fonction de leur con­struction physique, il existe trois types différents. Nous allons présenter tous les trois ci-dessous.

Conditions

Pour pouvoir utiliser des panneaux de toiture isolants autoportants, quelques conditions doivent être remplies:

• Structure portante: la structure horizontale doit être suffisamment robuste pour soutenir les panneaux de toiture isolants autoportants. Ici, l'épaisseur de la panne, la structure portante et les tuiles choisies sont déterminantes.
• Portée: on est toujours lié à la portée, pouvant, selon le type de panneaux et l'inclinaison de la toiture, aller jusqu'à quelques mètres. Il existe toutefois aussi des éléments de toiture pouvant être placés de mur à mur, plutôt que de gouttière à faîte.
• Grue: en raison du poids et des dimensions des panneaux, il vaut mieux disposer d'une grue pour leur installation.

Construction ou rénovation?

Il va de soi que de tels éléments de toiture peuvent être utilisés sans problème dans la construction neuve et la construction passive, mais si la construction inférieure remplit certaines conditions, il y a aussi des possi­bilités pour la rénovation. Dans le cas d'une toiture à chevrons, les chevrons doivent par exemple être retirés et les éléments de toiture sont posés directement sur les pannes horizontales. Il faut alors bien regarder si la construction est toujours bonne, mais cela vaut évidemment pour toutes les rénovations de toiture.

Types de panneaux de toiture isolants autoportants

Selon les désirs des clients et les matériaux qu'on souhaite utiliser, pour la finition intérieure et extérieure comme pour le matériau isolant (EPS, PIR/PUR, lin ou laine minérale), les panneaux de toiture isolants autoportants se déclinent en divers formats et formes. La valeur U souhaitée, les portées et le type de toiture et d'habitation influencent autrement dit également le choix. Les fabricants peuvent, de plus, fournir du travail sur mesure, avec des choses comme un système de fenêtre de toit, une rénovation de gouttière ou de rive, des éléments d'ajustement en largeur, … déjà prévues à l'usine. Comme nous l'avons dit, il y a aussi des types spécifiques pour la construction passive, avec p.ex. l'utilisation de PIR supplémentaire comme matériau d'isolation. En gros, on distingue trois types différents:

• Eléments de toiture sandwich: il s'agit de la construction la plus classique. Elle consiste en deux panneaux entre lesquels le matériau d'isolation est placé. L'épaisseur se situe en moyenne entre 100 et 200 mm, mais si on veut utiliser les panneaux dans la façade, ils peuvent aussi être plus fins. Ici, la structure de chevrons, l'isolation et le panneau supérieur sont déjà présents et selon le fabricant, la finition intérieure peut aussi déjà être ajoutée au panneau.
• Eléments de toiture à coque ouverte: ici, il s'agit d'une construction portante ouverte à laquelle le matériau d'isolation a été ajouté. Il n'y a pas de panneau supérieur, mais la structure de chevrons et le matériau d'iso­lation sont présents. La finition intérieure peut à nouveau, selon le fabricant, être déjà ajoutée au panneau. Ce type convient pour les plus grandes portées et simplifie fortement l'intégration de fenêtres de toit.
• Toits à charnière: ce sont généralement aussi des éléments à coque ouverte assemblés au faîte. Les panneaux sont reliés entre eux à l'usine au moyen d'une charnière pour être ensuite levés sur le toit et ouverts en une fois sur le chantier. On peut ainsi placer les deux moitiés de toiture d'un coup. Ces systèmes sont habituellement plus larges que les panneaux de toiture isolants autoportants traditionnels. Une toiture de p.ex. 6 m de largeur peut ainsi déjà être fermée en deux levages, avec des panneaux de 3 m de largeur.

Avantages des panneaux de toiture isolants autoportants

Etanchéité à l'air

Si les bonnes conditions sont remplies, les panneaux de toiture isolants autoportants offrent différents avantages par rapport à la méthode de construction classique. Le meilleur résultat en termes d'étanchéité à l'air est un premier atout de taille. L'étanchéité à l'air joue un rôle majeur dans le calcul PEB: moins un bâtiment perd d'énergie via des fuites d'air, mieux cela vaut pour le confort intérieur et le niveau E. Pour obtenir une bonne étanchéité à l'air, il faut accorder, dans le cas de panneaux de toiture isolants autoportants comme d'un toit à chevrons, une attention particulière au raccord entre la toiture et le reste du bâtiment. Dans le cas d'un toit à chevrons, il y a encore de nombreux autres raccords entre l'isolation et les chevrons, exigeant tous une finition étanche à l'air. Sachant qu'il y a en moyenne un chevron tous les 40 à 60 cm, le calcul est vite fait. En raison de leur caractère all-in-one, les éléments de toiture connaissent, en revanche, bien moins de raccords devant être étanchés. Cet étanchement peut, en outre, être réalisé bien plus facilement: une mousse PU restant flexible suffit ici pour réaliser un raccord étanche à l'air.

Ponts thermiques

Celui travaillant avec des panneaux de toiture isolants autoportants aura également moins de problèmes de ponts thermiques. Ceux-ci apparaissent là où la couche d'isolation est interrompue par des éléments de construction avec une valeur d'isolation moins élevée. Cela est fréquent dans le cas de charpenterie avec des chevrons, tandis que les panneaux de toiture isolants autoportants n'exigent justement pas de bois de rive et ne voient donc pas leur étanchéité altérée par celui-ci. La couche d'isolation de ces panneaux dépasse, en effet, sur les côtés longitudinaux. Elle forme ainsi un raccord impeccable et n'est pas interrompue.

Grâce à une étanchéité à l'air et à une isolation meilleures, les éléments de toiture peuvent autrement dit contribuer lourdement à faire baisser le niveau E d'une habitation. Un fabricant parvient déjà à gagner en combinaison avec des accessoires étanches à l'air 15 à 22 points de niveau E. Cela est ressorti des calculs du CSTC sur la base d'une habitation exemple de la Vlaams Energieagentschap (VEA). Ces éléments satisfont, de plus, aux exigences strictes de maison passive en matière d'étanchéité à l'air.

Moins de temps, d'erreurs, de perte de place

Comme il faut nettement moins de raccords étanches à l'air, les éléments de toiture permettent un sérieux gain de temps, même si ce n'est pas le seul atout en matière de rapidité des panneaux de toiture isolants auto­portants. Ce sont, en effet, des éléments de toiture tout-en-un avec lesquels on place donc d'un coup les contre-lattes, la sous-toiture, l'isolation, les chevrons et (en option) la finition intérieure. Cela signifie qu'il ne faut plus faire appel à différents entrepreneurs pour la réalisation de la structure de toit, de l'isolation, de l'étanchéité à l'air et de la finition – ce qui cause souvent des problèmes dans la pratique. Un seul entrepreneur suffit. Le toit peut donc ainsi aussi être fini plus vite. En moyenne, la pose est environ quatre fois plus rapide, même s'il faut bien sûr tenir compte du fait que plus on veut intégrer de choses spéciales (gouttières, fenêtres, lucarnes, man­sardes, …), plus ce gain sera réduit.

Etant donné que le couvreur doit effectuer moins de manipulations, le temps nécessaire sera, par ailleurs, non seulement moindre, mais cela vaut aussi pour le risque d'erreurs et la quantité de déchets sur le chantier. Comme le matériau d'iso­lation est moins interrompu par des matériaux avec des valeurs d'isolation moins élevées, le risque de ponts thermiques potentiels ou de problèmes d'humidité diminue de lui-même, tandis que la réalisation du pare-vapeur est également bien plus simple. Une construction traditionnelle implique, en revanche, des perforations et une installation perméable à la vapeur. Le risque de condensation augmente de ce fait, surtout en cas de mauvaise pose ou de mauvaise exécution de l'étanchéité à l'air. Etant donné qu'il ne faut pas de chevrons et que l'isolation et le matériau portant sont rassemblés en un même panneau, on gagne, enfin, aussi de la place sous la toiture. Un facteur non négligeable, vu la tendance à une construction de plus en plus compacte. En moyenne, le travail du couvreur pourra finalement être environ 25% meilleur marché que pour un toit à chevrons.

Tendances à une acoustique et une sécurité incendie meilleures

Les panneaux de toiture isolants autoportants ont traîné longtemps une mauvaise réputation en matière d'acoustique et de sécurité incendie. Moyennant une bonne exécution de l'étanchéité à l'air, une isolation classique comme de la laine de verre minérale garantit, en effet, par nature une meilleure isolation acoustique. Grâce à des avancées dans les éléments de toiture en PU ou à l'ajout de plaques de plâtre internes, les panneaux de toiture isolants autoportants ont toutefois rattrapé une bonne partie de leur retard.

La performance acoustique d'un toit à chevrons diminuera, en outre, fortement parce que la laine minérale est constamment interrompue par les chevrons en bois. Concernant la sécurité incendie, plusieurs fabricants proposent aujourd'hui des modèles résistants au feu. En Belgique, il n'y a par ailleurs pas d'exigences légales concernant la résistance ou la réaction au feu des toitures pour les habitations unifamiliales ou les bâtiments de moins de 100 m² avec maximum deux étages. Des exigences légales s'appliquent, en revanche, aux bâtiments publics.

Pose

Vu que les panneaux de toiture isolants au­toportants doivent être hissés avec une grue sur le toit, ils exigeront toujours une po­se professionnelle, même si le montage en lui-même peut être parti­culièrement sim­ple. Il suffit, en effet, de fixer les panneaux avec des vis sur la structure portante, puis de pro­céder à l'étanchement avec de la mous­se PU ou du mastic. Celui suivant soigneusement les prescriptions de mon­tage du fabricant ne rencontrera pas de problèmes. Les erreurs les plus fréquentes sont des imprécisions au niveau des spécifications pendant la phase de conception et l'exécution. Cela signifie que l'entrepreneur devra improviser et utiliser de plus grandes quantités de mousse PU ou de mastic.

Conseils et astuces pour la mise en oeuvre de panneaux de toiture isolants autoportants

• Il est important d'avoir une bonne structure portante horizontale. Une belle surface portante facilitera le travail.
• Accordez une attention suffisante au choix des vis. La robustesse, la pointe d'ébauche optimale et la résistance à la corrosion sont des critères importants. Veillez toujours à satisfaire aux exigences du fabricant des panneaux de toiture sur ce plan. La garantie de bonne pose ne peut être donnée que pour les vis qu'il a prescrites lui-même.
• Une bonne scie est cruciale pour couper des panneaux de toiture isolants auto­portants sur mesure là où cela est nécessaire. Une scie avec un bon guide est idéale pour le chanfreinage. Quelques fabricants peuvent fournir les panneaux complètement sur mesure, chanfreinage souhaité, finition de faîte et de gouttière, lattes de gouttière, … compris.
• Réfléchissez avant de commencer. Une bonne préparation implique un beau plan de pose pour les différents panneaux de toiture isolants autoportants afin qu'ils puissent être livrés complètement sur mesure sur le chantier. Tenez bien compte ici du positionnement des fenêtres de toit. Certains fabricants le proposent gratuitement en guise de service.
• Précision et exactitude jouent un rôle vraiment essentiel, de la pose de la construction inférieure au montage et à la finition des panneaux de toiture isolants auto­portants.