Les toitures terrasses

(Spécial Covid-19)

•  La construction d'une toiture terrasse - Généralités:

Introduction

Un acrotère : C’est la saillie verticale d'une façade, au-dessus du niveau d'une toiture-terrasse, ou d'une toiture à faible pente pour en masquer la couverture et permettre l'étanchéité.

Les terrasses font depuis longtemps partie du paysage familier et répondent au désir d’utiliser des mètres carrés disponibles pour profiter des beaux jours, d’un bout de végétation, d’agrandir son espace habitable.

Dans les villes, cependant, la jouissance d'une terrasse est longtemps restée un luxe inaccessible ou non envisagé.

L'évolution des techniques, en se mettant au service de l'homme, a ouvert l'éventail des possibilités : solutions originales, aménagements modulaires, créativité décorative, tout en offrant une excellente fiabilité.

Pour raison d'esthétisme relatif à la forme de l'enveloppe du bâti, certains types de réalisations, telle qu’une extension, amènent à couvrir la construction d'une toiture terrasse. Généralement cette dernière est seulement recouverte par un dispositif d'étanchéité multicouche. On parle alors de toiture terrasse inaccessible (à la circulation piétonnière sauf pour l'entretien ou les réparations). Elle nécessite un choix de matériaux approprié permettant l’étanchéité

Mise en œuvre toiture terrasse :

On peut réaliser une toiture terrasse isolée sur un système porteur en bois, il suffit que la structure soit suffisamment rigide.

Pour le cas d’une structure porteuse en bois, le procédé est assez simple, le plafond est support de l’isolant et la structure de la toiture sera réalisée avec des solives qui reposent soit sur les murs périphériques soit sur les muraillères.

Ensuite, le contreventement est assuré par des panneaux (CTB-Hydrofuge) de 22mm minimum qui couvrent la totalité de la toiture avec une forme de pente de 3%.

On place ensuite un pare-pluie, une couche d’isolation, un film de bitume et une protection de l’étanchéité (couche de gravillons, galets, terre de culture, substrat de culture avec billes d’argile expansée, plots pour accueillir des lames de bois ou autres).

Détail de principe, en coupe, d'une toiture terrasse :

Source Amnios

•  Généralités sur les différents types de toiture

On distingue 3 types de toiture :

La toiture chaude : la toiture chaude désigne la toiture plate dont l’isolant thermique est placé sur le support sans lame d’air entre les différentes couches. La membrane d’étanchéité est posée sur l’isolation, avec ou sans couche de désolidarisation selon les cas, et éventuellement lestée. Dans la plupart des cas, un écran pare-vapeur performant doit être interposé entre le support et l’isolant, en respectant les conditions de mise en œuvre.  (1 : lestage éventuel de la toiture; 2 : membrane d’étanchéité ; 3 : isolant thermique ; 4 : pare-vapeur ; 5 : support ; 6 : plafond)

La toiture inversée : La toiture est dite “inversée” lorsque l’isolation thermique est posée sur l’étanchéité qui, de ce fait, joue le rôle d’écran pare-vapeur. L’isolation thermique, quant à elle, protège l’étanchéité du refroidissement nocturne et des rayons ultraviolets. Elle doit cependant être lestée par du gravier ou des dalles sur plots, le poids du lestage devant s’opposer au soulèvement ou à la flottaison des panneaux d’isolation thermique. ( 1 : lestage ; 2 : natte de protection ; 3 : isolant thermique ; 4 : membrane d’étanchéité ; 5 : béton de pente ; 6 : support ; 7 : plafond)

La toiture froide : la sous-face de l'élément porteur comporte une lame d'air qui communique avec l'extérieur. La toiture froide est une toiture plate dont l’isolant thermique est séparé du support de l’étanchéité par une lame d’air ventilée au moyen de l’air extérieur. Jadis régulièrement mis en œuvre, ce système est aujourd’hui à proscrire. Les toitures neuves réalisées suivant ce principe sont considérées de conception incorrecte. Dans le cas où la couche d’air ne serait pas ventilée du tout par de l’air extérieur (ni intérieur), on pourrait considérer que la disposition en toiture froide serait acceptable. S’impose toutefois la condition impérative que le pare-vapeur interposé du côté chaud de l’isolant thermique soit parfaitement mis en place, donc de préférence sur un support continu. (1 : lestage éventuel ; 2 : membrane d’étanchéité ; 3 : support ; 4 : lame d’air ventilée ; 5 : isolant thermique ; 7 : plafond)

Isolation phonique et thermique

Il faut retenir que dans le cas d'une maison à ossature bois le type toiture chaude est privilégié par les hommes de l'art, car il apporte simultanément une bonne réponse au regard de l'isolation phonique et de l'isolation thermique..

Pente de la toiture terrasse

Les toitures terrasses ne sont pas tout à fait plates. Pour éviter les retenues d'eau et favoriser l'écoulement de cette dernière vers les égouts, elles possèdent une pente de 1 à 5 %.

Surcharges dues à l'acrotère

L'acrotère (prolongement d'un mur de façade au-dessus d'une toiture en terrasse), peut occasionner en cas de mauvais fonctionnement des égouts des accumulations de pluie ou des surcharges de neige. Il est nécessaire que la valeur des descentes de charges à supporter par les structures soit majorée en conséquence lors des calculs de résistance des matériaux.

Principe d’une paroi à ossature bois avec une toiture avec acrotère.

Doc CETE Lyon

La liaison entre paroi ossature bois et toiture plate

Entre les pièces composant la toiture et celles formant la paroi, un soin particulier doit être apporté à l'étanchéité et à la ventilation de la paroi et du couronnement de l'acrotère.

L'acrotère doit être recouvert par un couronnement métallique en zinc, cuivre ou inox. La pièce de couronnement d'acrotère assurera la ventilation de la contre-face du bardage. Le pare-pluie recouvrant la lisse haute d'acrotère assurera l'intégrité de l'étanchéité de toiture.

•   Structure de l’acrotère

Les différentes couches peuvent différer selon les cas. Cependant, en règle générale, on distingue en partant du support porteur vers l’extérieur:

1 - L’élément porteur: Partie supérieure résistante du gros œuvre de la toiture qui, constitue elle-même le support du revêtement. De divers types, en bois. C’est le support de la toiture terrasse.

2 - L’écran pare-vapeur : Il permet d’empêcher l’humidité existant à l’intérieur des locaux de pénétrer dans l’isolant thermique, ce qui en détruirait les propriétés (isolantes, mécaniques en cas de gel) et protège ainsi l’isolation des vapeurs d’eau provenant de l’intérieur du bâtiment. Couche de protection d'un isolant vis-à-vis de la vapeur d'eau migrant de l'intérieur du bâtiment vers l'extérieur. Il est placé sous l'isolant thermique.

3 - L’isolant thermique : assure la protection thermique de la toiture terrasse. Produit destiné à limiter les échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment : pertes de chaleur de l'intérieur vers l'extérieur en hiver, mais aussi échauffement estival du local.

Un isolant support d'étanchéité protège thermiquement l'élément porteur et limite les déperditions thermiques du local.

Un isolant thermique est composé de matériau enfermant de l'air sec et immobile : laines minérales (de roche ou de verre), verre cellulaire, mousses plastiques, perlite, etc.

Il est caractérisé par sa résistance thermique R (rapport de sa conductivité thermique Lambda à son épaisseur e).

Peut être appelé isolant thermique tout matériau dont Lambda est inférieure à 0,065 W/m°K

Il peut être en polystyrène expansé, mousse de polyuréthanne ou autres mousses. L’isolation peut être normale : isolant sous le revêtement d’étanchéité, ou inversée, l’isolant thermique est placé au-dessus de l’étanchéité.

4 - Le revêtement d’étanchéité : contribue à rendre l’ouvrage imperméable à l’eau provenant de l’extérieur. Il peut être de différents types : chape ou revêtements multicouches, asphalte, bitume, associations bitume-polymères ou bitume-élastomère Styrène-butadiène-styrène SBS, revêtements monocouches minces ou membranes d’étanchéité, ou enfin produits d’étanchéité liquides. Le revêtement d’étanchéité est relevé en parties verticales (acrotères, etc.).

5 - L’écran d’indépendance : facilite l’adhérence du revêtement d’étanchéité à son support. Couche destinée à éviter l'adhérence du revêtement d'étanchéité à son support (en partie courante) afin d'éviter la transmission des efforts mécaniques au support. Il sert à désolidariser le revêtement d’étanchéité de l’élément porteur ou du support, afin que le revêtement d’étanchéité puisse jouer librement.

6 - La protection du revêtement : matériaux placés au-dessus du complexe, qui assure sa protection et contribue à l’esthétique de la toiture terrasse. Ensemble des matériaux placés au-dessus de l'étanchéité pour la protéger :

- des effets de la circulation

- des agents atmosphériques (froid, chaleur, gel, oxygène de l'air, rayonnement UV...)

On distingue

- protection lourde rapportée, par matériaux meubles (granulats) ou durs (dalles, carreaux, pavés, asphalte coulé gravillonné...)

- autoprotection (feuille métallique, ou granulés minéraux), appliquée en usine en surface du revêtement

Elle peut être dure – on dit lourde – (dalles rigides par exemple en béton, panneaux de bois) ou meuble (par exemple gravillons) sur les parties courantes.

7 – Autoprotection latérale : Lorsque la protection vis-à-vis des agents climatiques ou mécaniques est obtenue par des matériaux déposés en usine sur le matériau d’étanchéité :

-  autoprotection par une feuille métallique mince (aluminium, cuivre, inox, etc.) ;

-  ou autoprotection minérale par des paillettes d’ardoise ou autres granulés. L’autoprotection qui est colorée a aussi un rôle décoratif, vue d’en haut.

•   Evacuation des eaux pluviales :

Le risque majeur d’un acrotère est l’infiltration d’eau. Tout au long de la réalisation d’un acrotère et d’une toiture terrasse, un soin particulier devra être apporté à l’étanchéité.

Il faudra vérifier que les pentes de l’acrotère permettent bien l’évacuation des eaux pluviales vers un point précis et qu’il ne peut pas se former de zone d’accumulation d’eau qui au fil du temps permettrait une infiltration.

Toiture terrasse par l’exemple 

	1 – Mise en place des solives Lors de la conception, veiller à l’inclinaison des solives (1.5° à 4° d’inclinaison). Dans le cas présenté ci-contre l’évacuation se fera par la partie centrale de la toiture.
	2 - Réalisation des pentes Il faut trois pentes par côté pour ramener l’eau en partie centrale. Ces surfaces sont réalisées en OSB4 22 mm d’épaisseur. Réalisation des contre-pentes pour conduire l’eau vers le point d’évacuation. Trois pièces perpendiculaires aux solives sont en taillées en sifflet pour permettre l’inclinaison de l’OSB de l’angle voulu. Deux pièces de bois inclinées par rapport à la porteuse jouent le rôle de noue et permettent la fixation des panneaux d’OSB.
	3 - Etanchéité en cours de pose. Mise en place de l’équerre de renfort sur le pourtour de la toiture terrasse en appui sur l’acrotère et l’OBB4. Positionnement d’une évacuation latérale d’eau pluviale.
	4 - Etanchéité en cours de pose. Sur l’OSB marine sont placés, le pare pluie, l’isolant rigide de toiture, l’écran d’indépendance et les films bitumeux. Sur l’acrotère l’équerre de renfort soudé qui sera soudée à l’écran d’étanchéité.
	5-Soudure des films bitumeux 6 – Collecteur des eaux pluviales C’est le point d’évacuation des eaux pluviales sur le dessus de la toiture terrasse. Cette pièce doit être réalisée avec soin pour assurer une étanchéité parfaite. Cette pièce sera recouverte par le film bitumineux de l’écran d’étanchéité.
	6 – Collecteur des eaux pluviales Point d’évacuation des eaux pluviales sur le dessous de la toiture terrasse vue par-dessous la toiture terrasse. Cette canalisation sera reliée à la canalisation d’eau pluviale située dans la dalle.
	7 - Couche et baguette de protection Mise en place de la couche de protection auto-protégée sur le pourtour de l’acrotère et de la baguette de protection le long des murs.
	8 – Evacuation des eaux pluviales Mise en place d’une crépine pour évacuer les eaux pluviales, retenir les gravillons et éviter le colmatage par des feuilles à l’automne. L’évacuation de l’eau pluviale de l’acrotère sur l’extérieure qui traverse l’acrotère et le bardage vue du côté extérieur.
	9 - Pose de la couvertine  Mise en place de la couvertine sur le pourtour de l’acrotère ainsi que de la protection par gravillons. La couvertine est réalisée en profilés de zinc soudés. Au centre une évacuation d’eau pluviale sur l’extérieur de l’acrotère.

•  Toiture végétalisée ou TVE

Un peu d'histoire

Le principe de toiture verte est utilisé depuis la préhistoire. Cette technique, utilisée depuis des millénaires dans la zone paléarctique, fait encore partie des traditions des Amérindiens d'Amérique du Nord : un épais mélange de terre et de végétaux herbacés enracinés permettait de réaliser des toitures relativement bien isolées, étanches à l'air et à l'eau, résistantes au vent et au feu, le tout se faisant avec des matériaux facilement disponibles localement. Afin d’éviter le pourrissement de la charpente, des tuiles de bois peu putrescibles ou des plaques d’écorce de bouleau faisaient office de couche protectrice. Dans notre environnement plus immédiat ce type d’habitation a été construit dans des zones de tourbière

 Ci-contre « de plaggenhut van Onstwedde – 1850 - Openlucht Museum – Arnhem – Pays Bas»

Présentation

En France, 1% des toitures sont des toitures végétalisées. En 2008, la France a atteint le demi million de m² de toitures végétalisées ce qui représente moins de 1% de toutes les toitures. A titre de comparaison la ville de Tokyo exige que toute construction occupant plus de 1000 m² de terrain présente une couverture végétale sur au minimum 20 % de sa surface. En Europe, l'Allemagne est en pointe avec 15 millions de m² de surfaces végétalisées.

Cette pratique est très ancienne mais l’approche écologique la pousse de nouveau au devant de la scène et les architectes la proposent de plus en plus souvent.

Ses atouts écologiques sont multiples, une meilleure isolation en été comme en hiver. Une purification des eaux pluviales par une filtration. Une rétention importante des eaux pluviales (32 litres/m²) ce qui permet aux collectivités de limiter leur investissement en réseaux d’eau pluviales et atténue les effets de crue par une réduction des vitesses d’eau. Un aspect esthétique appréciable qui permet de créer des surfaces vertes supplémentaires et d'embellir les points de vue, même vus du sol.

 Le principe de la toiture végétalisée consiste à recouvrir d’un substrat végétalisé voire d’herbe un toit plat ou à faible pente (jusqu’à 35° et parfois plus). C’est une caractéristique architecturale fréquente d’un bâtiment durable, ou de type HQE.

Ci-contre la réception du camping du Briksdalbreen en Norvège avec tondeuse intégrée 100% naturelle...

 Végétaliser une toiture peut se faire aisément sur des toits plats ou des terrasses. Pour des constructions existantes, les toits plats ne se trouvent généralement que sur les dépendances comme les garages. Dans ce cas, pourquoi laisser la dalle exposée au soleil ou au froid et à la pluie ? Ce toit peut être végétalisé à peu de frais pour réduire les ruissellements et contribuer à la protection de l’environnement.

Quelle technique de toiture végétalisée choisir ?

Pour un projet de construction avec une toiture végétalisée, il existe 3 pratiques possibles :

- La végétalisation intensive qui disposera d’une épaisseur de terre supérieure à 20 centimètres. Les végétaux installés feront l’objet d’un soin adapté à leurs exigences. La réserve d’eau constituée augmente le poids de l’ensemble et nécessite une structure renforcée du bâtiment. Ce système est véritablement un jardin suspendu. Il sera réalisé par un professionnel.

- La végétalisation semi intensive : les systèmes de végétalisation semi-intensive, tout en restant modérés en poids, permettent d’agrémenter une toiture-terrasse avec des vivaces d’ornements, du gazon ou des petits buissons. Les terrasses végétalisées offrent de grandes possibilités d’aménagement pour apporter de la vie sur les toits, la plupart du temps, inertes.

- La végétalisation extensive simple ou composée est un procédé plus facile à mettre en œuvre car les plantes n’utilisent que peu de terre (6 à 20 centimètres d’épaisseur). Naturellement, ce sont des espèces peu exigeantes en eau et en soins, avec de faibles besoins nutritifs. Elles poussent habituellement dans les milieux arides et incultes et ne doivent pas être taillées ni tondues. Il n’est pas nécessaire de les arroser.

•  Structure d’une toiture végétalisée

Une toiture végétalisée comporte deux structures distinctes :

- la partie isolation-étanchéité qui comportera un revêtement d’étanchéité résistant à la pénétration des racines placée sur ou sous isolant thermique éventuel,

- le complexe de végétalisation qui sera composé de végétaux adaptés et de l’ensemble des matériaux qui permettent le développement de la couche végétale.

Coupes des structures :

Le substrat est composé d'un mélange de 60 % de terreau et de 40 % de verre volcanique éclaté. Sur l’illustration ci-contre met en évidence le principe de la rétention d’eau en toiture et de sa restitution.

• Bibliographie :

Les toitures végétalisées CSTB

www.siplast.fr/toiture-terrasse/

www.eti-construction.fr/etancheite-toiture-terrasse/

www.amnios.fr/toiture_terrasse/mise_en_oeuvre.php

www.siplast.fr/toit-toiture/toiture-vegetalisee.html