Réaliser une toiture à l’aide de
panneaux sandwiches autoportants

Tout droit issue de la construction industrielle, la préfabrication de toitures inclinées à l’aide de panneaux autoportants trouve sa place dans les nouvelles constructions et les rénovations. En effet, la rapidité de mise en oeuvre et la diversification des fonctions intégrées facilitent l’émergence de ces systèmes de toitures.

 

Deux types 

On trouve sur le marché deux types de panneaux autopor­tants, à savoir:

Deux couches

D'un côté, il y a des panneaux qui, outre l’isolation thermique, com­prennent la sous-toiture et le lattage. Une fois la couverture appliquée sur chantier, deux couches d’étanchéitésont obtenues, comme pour les couvertures traditionnelles.

All-in-one

En outre, il y a des panneaux dits all-in-one ou panneaux sandwiches, qui forment une couche unique d’étanchéité (âme isolanteet parements métalliques, en bois, …). De multiples inno­vations peuvent y apporter des performances complémen­taires sur les plans acoustique, esthétique, énergétique, …

Cadre normatif

Ces panneaux autoportants sont couverts par divers docu­ments normatifs. Si les parements sont métalliques, les panneaux sandwiches doivent être conformes à la norme NBN EN 14509.
S’ils sont réalisés à partir d’un autre matériau, c’est l’ETAG 016 qu’il convient de consulter.

 

Adhérence des parements

De nombreux panneaux sandwiches transmettent les efforts par l’intermédiaire de leur âme isolante. Le collage des parements revêt donc une importance particulière. Dans les spécifications de base mentionnées par la norme NBN EN 14509, l’adhérence de l’isolant sur le parement doit être supérieure à 0,018 MPa, ce qui offre une résistance suffisante aux charges de vent.

Cependant, il y a lieu de tenir compte de la configuration finale de la toiture, dans la mesure où celle-ci est sus­ceptible d’avoir un impact sur la stabilité des éléments qui la constituent. En effet, certaines adaptations ultérieures peuvent influencer différemment l’adhérence du collage entre l’âme isolante et les parements.

Il se trouve ainsi que visser un lattage dans les sommets des nervures du parement supérieur – pour la pose d’éléments de couverture traditionnelle (tuiles, ardoises, …) – ne sollicite pas le collage exagérément. Il convient néanmoins de s’assurer de la stabilité de l’ensemble du système.

En outre, fixer un lattage destiné à la pose de panneaux photovol­taïques sollicite considérablement le collage et nécessite donc une analyse plus détaillée du réseau de fixations.

Egalement, coller une membrane sur le parement extérieur au moyen d’une colle de contact permet d’augmenter l’étanchéité (voir les règles de mise en oeuvre dans la NIT 215).

Il est aussi déconseillé de souder à chaud une membrane bitu­mineuse sur des panneaux sandwiches avec parementextérieur métallique; cette pratique altère en effet lecollage du parement, réduit fortement les performancesmécaniques et augmente le fluage des panneaux.

Enfin, il est déconseillé de fixer les panneaux autoportants à lastructure portante au moyen de fixations situées unique­ment dans le parement intérieur. En effet, vu les portées(jusque 6 m) que peuvent atteindre ces panneaux, le ventpeut générer des efforts de traction très importants audroit des fixations, que l’adhérence du parement intérieurne peut reprendre.

 

Sensibilité au fluage

Les panneaux à âme isolante montrent une plus forte sensibilité au fluage (c’est-à-dire à la déformation à long terme ou différée) dont il faut tenir compte dans le dimen­sionnement. Les documents harmonisés susmentionnés spécifient le coefficient de fluage en fonction des portées et des charges de longue durée ou permanentes. L’applica­tion de charges permanentes supplémentaires (couverture additionnelle pour des raisons acoustiques, panneaux pho­tovoltaïques, parement intérieur, …) ne peut être réalisée sans vérification des limites de fluage.

 

Etanchéité à l’eau

La question de l’étanchéité à l’eau est traitée partiellement dans la norme NBN EN 12865, laquelle définit une méthode visant à évaluer la résistance des parois à des pluies battantes en déterminant leur étanchéité sous pression d’air. Cette méthode d’essai n’envisage toutefois pas les sollicitations aux pluies battantes des jonctions avec d’autres éléments de toiture (traversées de parois, dômes, lanterneaux, …) ou même des recouvrements entre panneaux.

Nous attirons l’attention sur la dilatation des éléments de grande longueur, qui peut compromettre l’étanchéité des jonctions. En effet, bien que les longueurs commerciales jusqu’à 12 m permettent de réaliser la plupart des versants au moyen d’un seul panneau, il arrive parfois qu’il faille en prévoir un second et donc garantir la continuité entre ces deux éléments. Or, en cas de pente faible, le chevau­chement des parements extérieurs et des joints couplants (qui permettent la dilatation) ne suffisent pas pour garantir l’étanchéité du complexe toiture.

Dans la mesure où les panneaux sandwiches ne comportent qu’une seule couche d’étanchéité, les détails ne peuvent être mis en oeuvre comme dans une toiture traditionnelle, où l’isolant est protégé à la fois par la couverture et la sous-toiture. Ainsi, les lanterneaux et les percements sont le plus souvent placés en faîte de toiture. L’étanchéité entre les percements et les panneaux peut être assurée au moyen d’un profilé préformé, d’une membrane spécifique ou à l’aide de tout autre dispositif éprouvé par essais d’étanchéité.

Si des percements de relativement grande largeur sont effec­tués en partie courante du versant, il peut être recommandé de réaliser l’étanchéité en amont au moyen d’un chéneau.

 

Il arrive que les panneaux sandwiches aient des épaisseurs importantes. La position et la fixation des gouttières méritent dès lors une attention particulière. La pose de la gouttière ou des chéneaux nécessite une découpe dis­symétrique du panneau (débord du parement extérieur), ainsi qu’une protection du chant du panneau. Par ailleurs, il est conseillé de fixer la gouttière non pas au parement supérieur, mais plutôt sur un chevron de rive (voir figure 2).

Enfin, étant donné que les surfaces lisses des panneaux de grandes dimensions ne permettent pas de limiter la vitesse des eaux qui s’écoulent, il est nécessaire de placer un déflecteur en pied de versant pour éviter les débordements et les projections.

Au droit des noues, le collage des membranes ne per­met pas de garantir l’étanchéité de l’ensemble. Il est par conséquent recommandé de créer un égouttage isolé indépendant.