Toiture plate – rénovation et isolation

Quels sont les éléments importants d’une toiture plate ?

L’étanchéité à la pluie, l’isolation thermique et le pare-vapeur sont indispensables.

Choisir des composants compatibles

Tous ces composants forment un ensemble ; chacun d’entre eux doit être choisi en fonction de ses propriétés et de celles des autres. Ils doivent être mis en œuvre correctement et au bon endroit.

Toiture chaude avec
solin le long du mur

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Toiture chaude avec
couvre-mur sur acrotère

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Comment garantir l’étanchéité à la pluie ?

Dans ce conseil, nous ne considérons que les revêtements souples car les couvertures métalliques demandent une approche différente.

Les étanchéités bitumeuses

Les feuilles de bitume sont posées en plusieurs couches qui doivent adhérer les unes aux autres par collage ou par fixation mécanique.

La couche finale, qui est toujours collée ou soudée, est souvent protégée des UV par des paillettes d’ardoise.

Les joints doivent être soudés ou collés les uns aux autres en adhérence totale avec un recouvrement suffisant (7 à 15 cm en fonction du type de membrane et de pose).

Les étanchéités synthétiques

Elles sont posées en une seule couche.

La membrane en EPDM est la plus utilisée. Elle peut être fabriquée aux dimensions de la toiture et posée sans joints. Les jonctions entre les lés sont réalisées en usine par un procédé qui produit une soudure parfaite.

Si la pose est faite sans collage sur le support, on utilise une membrane armée pour éviter les plis et renforcer la résistance au vent.

La plupart des fabricants d’EPDM fournissent des pièces préfabriquées pour le raccord des angles et le passage des conduites. Les consignes du fabricant doivent être respectées.

L’étanchéité liquide

Le revêtement (« coating ») est appliqué en deux couches avec armature sur un support stable (béton ou étanchéité existante). Sa consistance lui permet d’étanchéifier des surfaces complexes comme des coupoles, dômes ou autres ouvrages à fortes pentes.

Comment choisir ?

Les agréments techniques (ATG) des produits d’étanchéité donnent leurs champs d’application. Voici quelques pistes :

• Détection des fuites : une pose multicouche en adhérence totale au plancher de toiture facilite la détection des fuites. À privilégier dans les coins difficilement accessibles.
• Poids : l’EPDM est très fin et léger. Les techniques avec lestage, par contre, rajoutent un surpoids important, ce qui demande une vérification de la stabilité de la structure.
• Aspects environnementaux : l’EPDM présente un impact écologique mineur et peut être recyclé de façon écologique. Les revêtements bitumeux sont polluants et plus difficilement recyclables à cause de leur hétérogénéité.
• Récupération des eaux de pluie : tous les revêtements sont utilisables.
• Toitures vertes : pour les toitures vertes intensives, avec une grande épaisseur de terre et une végétation haute, tous les revêtements sont utilisables à condition d’interposer une protection anti-racines. Certaines membranes en EPDM disposent d’un agrément technique qui les autorise à servir de support à une toiture verte extensive (c’est-à-dire avec faible épaisseur de substrat et plantation de sédums). Une pose bi-couches est cependant conseillée, en adhérence totale au plancher de toiture.
  Pour plus d’informations, consultez notre conseil ou notre brochure « Toiture végétalisée – impact et installation ».

Durabilité

Conseils

Toiture végétalisée : Impact et installation

• Résistance aux UV : l’EPDM résiste bien aux UV et ne se fissure pas en cas de longue exposition au soleil. Un revêtement bitumeux vieillit moins bien mais peut être protégé des UV par un lestage.
• Résistance au vent : si votre toit est fort exposé au vent, privilégiez des couches bien adhérentes les unes aux autres et au plancher de toiture. Un lestage est aussi conseillé.
• Comportement au feu : l’EPDM est ininflammable. Le bitume peut favoriser la propagation du feu et la formation de fumées qui perturbent l’intervention des pompiers ; l’utilisation d’un lestage minimise cependant ces risques.

Quel isolant thermique choisir ?

L’isolant est posé de façon continue, sans lame d’air. Quand il est posé au-dessus du plancher de toiture, il doit résister à la compression (ex : liège, verre cellulaire, fibre de bois haute densité, certains polyuréthanes, polystyrène extrudé…). Quand il est posé par-dessous, on utilise un isolant souple (ex : laines de verre, de roche, de bois, de lin, de chanvre, de mouton, mousse de cellulose…).

Comparez leurs performances et leurs prix, mais aussi leurs domaines d’application, leurs caractéristiques environnementales et leurs propriétés acoustiques.

Différence entre isolation thermique et acoustique

Les isolants thermiques ne sont pas forcément des absorbants acoustiques. Seuls les isolants souples (ou semi-rigides) avec une structure à cellules ouvertes, laineuse ou mousseuse, peuvent être utilisés dans un complexe d’isolation acoustique. Les matériaux rigides à cellules fermées n’améliorent pas la performance acoustique d’une paroi et peuvent même la dégrader.

Penser à l’isolation acoustique dès la rénovation

Lors de travaux de rénovation, les propriétaires ont tendance à négliger le traitement acoustique, qu’ils perçoivent comme un luxe secondaire. Pourtant, les bruits quotidiens d’un logement à l’autre génèrent parfois des nuisances insupportables… Pensez-y dès le début de votre projet !

Consultez notre conseil ou notre brochure « L’isolation acoustique » pour plus d’informations et demandez conseil à notre service accompagnement !

Acoustique

Conseils

Isolation acoustique d’une maison bruxelloise divisée en appartements

Acoustique

Brochures

Isolation Acoustique

Les coefficients de conductivité thermique λ (« lambda ») et de résistance thermique R permettent d’évaluer les performances thermiques d’un isolant :

• λ (exprimé en W/mK) caractérise l’aptitude d’un corps à conduire la chaleur. Plus λ est petit, plus le matériau est isolant.
• R (exprimé en m²K/W) nous informe sur la résistance d’une couche d’un matériau au passage de la chaleur. Plus le R est grand, plus la couche est isolante.

R = e/λ

La résistance thermique R d’un isolant est égale à son épaisseur e (exprimée en mètres) divisée par sa conductivité thermique λ.

Performance énergétique minimale R ≥ 4 m²K/W

Comparez les fiches techniques pour sélectionner, dans la catégorie de matériaux que vous avez choisie, celui qui a le λ le plus petit.

Limiter la surchauffe estivale sous la toiture

S’il faut isoler la toiture pour des questions de confort en hiver, il faut également penser à limiter les surchauffes en été. Le risque de surchauffe des pièces sous toiture diminue fortement si :

• la toiture est protégée par un lestage ou des panneaux solaires ou est aménagée en toiture verte ;
• la membrane d’étanchéité est de couleur claire ou est recouverte d’une peinture réfléchissante ;
• les coupoles sont munies d’une protection solaire ;
• la toiture bénéficie d’une inertie thermique élevée (par exemple une dalle en béton) ;
• l’espace habité sous la toiture comprend des matériaux lourds avec une inertie élevée (par exemple des murs en béton ou en briques pleines) ;
• l’espace bénéficie d’une ventilation intensive nocturne ;
• les gains d’énergie interne sont limités (transformateurs, « dimmers », halogènes…) ;
• la résistance thermique R de l’isolant est importante ;
• l’isolant possède une inertie élevée (les laines et fibres de bois répondent bien à ce critère).

Comment choisir et poser un pare-vapeur ?

Le pare-vapeur se présente sous la forme d’une membrane, d’un enduit ou d’un panneau d’OSB. Il garantit l’efficacité thermique de l’isolant et limite les risques de condensation :

• Il limite la migration de vapeur d’eau à travers les couches qui composent la toiture ;
• Il assure son étanchéité à l’air.

Il se caractérise par sa perméabilité à la vapeur d’eau via la valeur μd ou Sd. Cette valeur s’étend à 2 m pour un pare-vapeur très perméable à la vapeur d’eau et à plus de 200 m pour un pare-vapeur peu perméable. Lorsque la valeur μd est faible, on parle généralement de freine-vapeur.

Certains pare-vapeur ont un μd qui peut varier en fonction du taux d’humidité ambiant et de la température, allant de 0,25 m à plus de 10 m. On parle alors de freine-vapeur hygrovariable.

Il n’y a pas de consensus parmi les spécialistes sur le niveau de perméabilité (peu ou très perméable à la vapeur) du pare-vapeur à mettre en œuvre, sauf dans deux cas bien précis :

• on utilise toujours un freine-vapeur hygrovariable dans une toiture compacte (ce concept est expliqué plus loin) ;
• on privilégie un pare-vapeur peu perméable à la vapeur d’eau au-dessus de pièces très humides et/ou ne bénéficiant pas d’une ventilation suffisante.

Perméabilité à la vapeur d’eau : µ, d et Sd

µ (« mu ») caractérise la perméabilité à la vapeur d’eau d’un matériau.

La quantité de vapeur d’eau diffusant au travers d’un matériau déterminé ne dépend pas uniquement de la valeur µ du matériau mais aussi de son épaisseur d (exprimée en mètres).

L’épaisseur équivalente de diffusion μ_d ou S_d (exprimée en mètres) indique la résistance à la diffusion de vapeur d’eau qu’offre un matériau d’une certaine épaisseur.

µ_d = µ x d

Plus µ_d ou S_d est petit, plus le matériau est perméable à la vapeur d’eau.

Mise en œuvre

Quel que soit le pare-vapeur utilisé, il est essentiel que la mise en œuvre soit soignée pour assurer une étanchéité à l’air parfaite.
Quand l’isolant est posé au-dessus du plancher de toiture, le pare-vapeur est placé sur le plancher avant la pose de l’isolant. Il est relevé suffisamment haut en périphérie pour éviter le contact de l’isolant avec le mur. En rénovation, les membranes souples d’étanchéité à la pluie existantes peuvent souvent être conservées et servir de pare-vapeur.

Quand l’isolant est posé par-dessous (toiture compacte), le pare-vapeur est placé contre l’isolant, du côté chaud de la toiture, sans lame d’air. Ce type de toiture apporte d’importants risques de condensation. Pour les limiter, il est impératif que la pose du pare-vapeur soit parfaite. La qualité de l’étanchéité à l’air peut être contrôlée par un test « blower-door » localisé.

Le pare-vapeur doit être posé de manière continue :

• en couvrant bien toute la surface de la toiture ;
• en soignant les raccords de la membrane avec la charpente, les coupoles et la maçonnerie. Les percements de toiture et les trous d’agrafe doivent être étanchéifiés ;
• en ne le perforant pas accidentellement lors de sa manipulation et de sa pose.

Fuite d’air : l’ennemi invisible de l’isolation

Un défaut d’étanchéité à l’air n’entraîne pas que des risques de condensation, il fait aussi chuter fortement la performance d’isolation de la toiture.

Exemple

Résistance thermique de la paroi illustrée qui contient 14 cm de laine :

$R_{\text{théorique}} = \frac{e}{\lambda} = \frac{0{,}014}{0{,}035} = 4\ \text{m}^2\text{K/W}$

R avec la fente = 0,8 m2K/W soit l’équivalent de 3 cm d’isolant !

À cause de la fente, la paroi isole presque 5 fois moins bien !

source: Institut de physique du bâtiment de Stuttgart

Comment réaliser correctement la finition intérieure ?

La finition est fixée sur des lattes qui ménagent un vide technique permettant d’intégrer les canalisations et câbles. Lors de sa pose, il faut être très attentif à ne pas endommager le pare-vapeur.

Finition intérieure et perméabilité à la vapeur

En cas d’utilisation d’un freine-vapeur, la finition intérieure doit être perméable à la vapeur. Les peintures étanches ou les papiers à base de vinyle sont donc à éviter.

Pour une amélioration acoustique¹, il faut une couche d’isolant souple ou semi-rigide en dessous du plancher de toiture et la finition doit être :

• Lourde (au moins deux plaques superposées de plâtre, fibro-plâtre et/ou OSB) ;
• Désolidarisée de la structure de la toiture, c’est-à-dire :
  • mise en place au moyen de rails souples et/ou de cavaliers antivibratiles ;
  • sans contact rigide avec les autres parois. On intercale une bande souple de désolidarisation en périphérie des plaques de finition.

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Comment isoler ma toiture plate ?

1. La toiture chaude

L’isolation se trouve au-dessus du plancher de toiture et sous la membrane d’étanchéité à la pluie.

C’est la méthode la plus sûre pour isoler les toitures plates, en rénovation comme en construction neuve. En rénovation, l’isolant est placé au-dessus de la membrane d’étanchéité de toiture existante, si elle est en bon état. Une nouvelle membrane d’étanchéité à la pluie est placée au-dessus des panneaux d’isolation.

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2. La toiture inversée

L’isolation se trouve au-dessus du plancher de toiture et de la membrane d’étanchéité.

Cette méthode n’est utilisée que sur une structure lourde, capable de supporter un surpoids et suffisamment plane pour éviter la stagnation d’eau sous les panneaux d’isolation.

L’isolant, du polystyrène extrudé (XPS) en panneaux rigides, est placé au-dessus de la membrane d’étanchéité de la toiture existante si celle-ci est en bon état. Une couche de lestage (graviers, dalles de béton…) maintient les panneaux d’isolation en place et les protège des rayons UV.

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3. La toiture compacte

L’isolation se trouve en dessous du plancher

Cette méthode n’est applicable qu’aux toitures en structure bois. L’isolant souple est inséré dans la structure en remplissant en totalité l’espace (sans lame d’air) et en appliquant un freine-vapeur hygrovariable en dessous, directement contre l’isolant.

Cette technique est utilisée quand on veut combiner isolation thermique et acoustique de la toiture et peut constituer une solution en rénovation, lorsque le rehaussement du niveau fini de la toiture est impossible. Toutefois, elle est déconseillée au-dessus des locaux humides.

Pour éviter les problèmes de condensation de l’air intérieur à la face inférieure du plancher de toiture qui est soumis aux variations de température, des conditions bien précises doivent être remplies. Notamment, la toiture doit être exposée au soleil et rester libre (pas d’installation de panneaux solaires ni d’aménagement en terrasse).

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Quelle est la différence avec une toiture froide ?

La toiture compacte ressemble à l’ancienne toiture froide, mais la grande différence réside dans le fait que l’espace entre les solives est entièrement comblé par l’isolant thermique et que l’air extérieur n’y pénètre plus. Dans les toitures froides, un vide ventilé était aménagé au-dessus de l’isolant. L’air extérieur qui y circulait et provoquait des dégâts considérables.

La toiture froide, fermement déconseillée, n’est plus mise en œuvre en Belgique. Il est conseillé de transformer une toiture froide existante (on la repère à la présence de petites buses d’aération) en toiture chaude ou inversée.

4. La toiture mixte

Un compromis peut être trouvé entre toiture chaude et toiture compacte, en effectuant une partie de l’isolation au-dessus du plancher de toiture et une partie en dessous. Cela permet d’obtenir la performance d’isolation thermique voulue en limitant le rehaussement du niveau fini de la toiture. C’est une solution fréquemment mise en œuvre quand on veut concilier isolation acoustique et thermique.

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La règle simple pour éviter la condensation dans la paroi

On évite les problèmes de condensation interne si la valeur R de l’isolation extérieure est 1,5 fois plus élevée que la valeur R de l’isolation intérieure.

$R = \frac{\text{épaisseur de l’isolation (m)}}{\lambda}$

Comment améliorer l’isolation d’une toiture plate déjà isolée ?

Si la toiture existante est une toiture chaude

Si la structure, le pare-vapeur et l’isolant sont en bon état, on peut sans restriction rajouter de l’isolation par-dessus et refaire une nouvelle toiture chaude.

En cas de doute sur la présence d’un pare-vapeur entre le plancher de sol et l’isolant, la valeur R de la nouvelle couche d’isolation ajoutée au-dessus doit être au moins 1,5 fois plus élevée que la valeur R de l’isolant existant.

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Si la structure est en béton, on peut rajouter l’isolation selon la technique de la toiture inversée. Le rajout d’une toiture inversée sur une toiture chaude est appelé toiture duo ou toiture combinée.

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Si la toiture existante est une toiture inversée

On rajoute une couche d’isolation sur la couche existante (sans exigences dans le rapport des valeurs R). On remet ensuite le lestage ou, comme sur l’illustration ci-dessous, on place une nouvelle étanchéité pour la convertir en toiture chaude.

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Si la toiture existante est une toiture compacte

On la convertit en toiture mixte en rajoutant une couche d’isolant par-dessus selon la technique de la toiture chaude, en respectant le rapport des valeurs R.

Isolation d’une toiture plate, quels sont les points d’attention ?

Pente et évacuation des eaux

• Pour assurer l’écoulement de l’eau, la toiture doit présenter une pente d’au moins 2 %(2 cm par mètre courant). Si la pente doit être rectifiée, privilégiez les techniques sèches, sans apport d’humidité dans le complexe de toiture. Vérifiez que l’eau puisse encore être évacuée correctement vers le point bas de la toiture après le placement de l’isolant (aussi autour des cheminées et coupoles), même après la déformation de la structure sous l’effet du surpoids. Il est conseillé de prévoir des gargouilles comme dispositif de secours, au cas où l’évacuation serait entravée.

État de l’étanchéité

• Si l’étanchéité à la pluie existante est en mauvais état, il faut l’enlever totalement.
• L’étanchéité et ses aménagements doivent être conçus de façon à pouvoir facilement détecter les fuites éventuelles. Une fuite se repère moins facilement si l’étanchéité n’adhère pas au plancher de toiture.

État de la structure

• La structure de la toiture doit être sèche et en bon état. À l’occasion de la réfection de la toiture, la structure en bois doit être vérifiée et traitée préventivement contre les attaques de champignons (notamment la mérule), les moisissures ou les larves d’insectes.

Relevés et raccords d’étanchéité

• Les remontées d’étanchéité en périphérie doivent dépasser d’au moins 15 cm le niveau fini de la toiture (l’étanchéité ou le lestage, y compris la terre d’une toiture verte extensive). Dans le cas d’une toiture chaude aménagée en terrasse sur plots, les 15 cm sont comptés depuis l’étanchéité et non depuis le revêtement. Les relevés doivent être protégés par un solin ou un couvre-mur avec casse-goutte (voir ci-après).
• Les détails et raccords de toiture doivent être correctement exécutés aux conduites de ventilation, cheminée, coupoles… C’est généralement là que se trouve l’origine des infiltrations.

Entretien de la toiture

• Il est recommandé de conclure un contrat d’entretien avec l’entrepreneur qui a réalisé l’étanchéité pour un contrôle régulier de celle-ci, des évacuations d’eau et du lestage éventuel.

Continuité de l’isolation

• L’isolation de la toiture doit être continue avec celle des murs et des coupoles pour éviter l’influence des ponts thermiques.

Anticipation des travaux futurs

• Il est possible d’anticiper l’isolation ultérieure des murs par l’extérieur en prévoyant un débordement du toit.

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Comment combiner isolation, étanchéité à l’air et ventilation contrôlée ?

Pour atteindre de bonnes performances en matière de confort thermique et d’économies d’énergie, tout en conservant la qualité de l’air intérieur, l’isolation doit être combinée à une bonne étanchéité à l’air et à une ventilation contrôlée.

Isolation, étanchéité et ventilation contrôlée

La ventilation apporte oxygène et air neuf. Elle évacue le CO2, l’air humide, les polluants et les odeurs, préservant ainsi la qualité de l’air intérieur. Elle est essentielle pour la santé des occupants et la salubrité du bâtiment.

Pour plus d’informations, consultez notre brochure « La ventilation d’une habitation en rénovation ».

Santé, sécurité et salubrité

Brochures

Ventilation (santé et sécurité)

Quelles primes pour l’isolation d’une toiture plate ?

Une quarantaine de primes sont disponibles pour les travaux de rénovation et les travaux économiseurs d’énergie. Découvrez un résumé de toutes les primes, crédits et subventions disponibles dans notre Synthèse des Primes.

Primes RENOLUTION

Le 1^er janvier 2022, les anciennes primes Énergie, à la Rénovation de l’habitat et à l’Embellissement des façades ont fusionné pour devenir le nouveau dispositif de Primes RENOLUTION.

Consultez les Primes RENOLUTION