Brevet FR2296742A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne les toitures-terrasses étanches inaccessibles ou circulables, formées de dalles préfabriquées hydrofuges reposant sur une structure rigide de gros oeuvre par exemple. De telles toitures sont généralement plates, ctest-à-dire qu'elles présentent une très faible pente, voire une pente nulle. Elles doivent assurer principalement 11 étanchéité du bâtiment, ainsi que le plus souvent l'isolation thermique de la toiture lorsque celui-ci est destiné à l'habitant : habitation, hôpitaux, écoles, hOtis, bureaux, etc Il existe de nombreux types de toitures-terrasses. En particulier, pour les constructions préfabriquées on peut utiliser des dalles moulées en usine et fixées sur une structure. On réalise ensuite l'isolation thermique éventuelle et l'étanchéité de la toiture-terrasse. La figure 1 représente, à titre d'illustration de l'état de la technique, un exemple de toiture-terrasse vue en coupetransversale. La partie gauche étant une toiture inaccessible, la partie droite, une toiture circulable. Ces deux genres de toitures sont identiques sauf en ce qui concerne le revêtement qui est adapté à l'utilisation de chaque toiture-terrasse. La toiture-terrasse repose sur une structure a composée de poutres b et c reposant sur des poteaux d. Sur le dessin, les poutres b et c représentées ont une section en I, mais il ne s'agit là que d'un exemple et n'importe quel autre type de structure pourrait servir de support : structure continue ou discontinue, spatiale, en treillis par exemple. Des dalles, préfabriquées e en béton armé reposent selon deux côtés opposés directement sur les poutres c. ta liaison (non représentée) entre les dalles e et les poutres c est généralement réalisée par des pattes métalliques soudées aux poutres s'engageant dans des évidements pratiqués dans les dalles e, la fixation définitive étant réalisée par coulage d'un mortier d & scellement.Les dalles préfabriquées e peuvent éventuellement être reliées entre elles pour obtenir un effet de continuité. Les dalles préfabriquées e peuvent etre-remplacées par une dalle continue en béton armé coulé sur place. Après mise en place d'un pare-vapeur, on peut éventuellement disposer une épaisseur d'isolant thermique, directement sur le plancher en béton armé. L'ensemble est ensuite recouvert d'une étanchéité f usuelle (papier kraft, asphalte, multi-couche, etc ...) Pour-les toitures-terrasses inaocessibles (partie gauche de la figure 1), la protection de l'étanchéité contre les chocs thermiques est assurée généralement par une protection lourde en gravillons g. Pour les toitures-terrasses circulables, la protection de l'étanchéité contre les chocs thermiques et le poinçonnement est assurée généralement par des dalles h de dimensions réduites qui reposent sur une couche de sable i, les dalles étant maintenues entre elles par un mortier de scellement j. On peut réaliser ces dalles en usine ou bien encore sur place. En général, la dimension des dalles h est de l'ordre de 50 cm à I m au carré pour éviter leur fissuration ; quant à la structure, les travées sont de plusieurs mètres. Une telle toiture-terrasse nécessite la superposition de nombreuses couches, ce qui complique la réalisation et augmente le temps de travail. Il est également connu de disposer l'épaisseur d'isolant non pas entre le plancher et l'étanchéité(e et fans la figure 1), mais de le disposer à l'intérieur, c'est-à-dire sous le plancher. Une telle disposition présente, en plus des inconvénients mentionnés ci-dessus, la nécessité de contourner les poutres supportant le plancher, ce qui exige des découpages de l'isolant, et il en résulte de nombreuses pertes. La présente invention propose une toiture-terrasse qui utilise un minimum de matériau et dont la réalisation peut être effectuée en un minimum de temps. La toiture-terrasse selon l'invention est particulièrement intéressante lorsque le module de la structure est réticulaire. Selon l'invention, on dispose sur une structure grosoeuvre formant support des dalles hydrofuges préfabriquées repose sant librement par assise périmétrale sur une surface d'appui réticulée liée au support et qui peut être le support lui-meme. Les joints formés par les différentes dalles sont calfeutrés d'une manière appropriée connue en elle-m8me. Une telle disposition s'adapte à des supports continus plancher en béton, ou discontinus : structures spatiales bi-ou tridimensionnelles en acier, formant un assemblage à haut degré d'hyperstaticité. De préférence, ltinvention s'applique aux structures décrites par la Demanderesse dans son brevet français 70 45779. les dalles sont si possible préfabriquées en usine, sont moulées à l'envers, ce qui permet de disposer d'une concentration des qualités (état de surface, compacité, durabilité du matériau) dans une zone très étroite, comprise entre le milieu extérieur et la construction à protéger. Un isolant est-éventuellement mis en place, il doit être d'excellente qualité, présenter des cellules fermées et un indice minimum de perméabilité à la vapeur d'eau afin d'éviter l'utilisation d'un pare-vapeur et les complications de la construction, et être assez résistant à la compression. La dimension des dalles découle d'une optimisation entre les dimensions de fabrication, le nombre de mètres linéaires de joints au m2, et une dimension telle que le gradient de température et hygrométrique des variations climatiques n'entrainent pas de contraintes excessives dues, tant pour la dalle que pour le joint, à des variations dimensionnelles trop importantes. L'assise périmétrale des dalles sur la structure porteuse, par l'intermédiaire d'un matériau résilient, permet d'absorber les défauts et irrégularités locaux du support, tout en assurant une parfaite assise isostatique de chaque dalle, indépendamment des autres, sans aucune contrainte parasite (renversement de moment, retraits, variations dimensionnelles) pouvant conduire à des désordres ou des fissures. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-après en référence aux dessins annexés, représentant, schématiquement et à titre d'exemple, une forme de réalisation possible de l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 ayant déjà été définie, - La figure 2 représente une toiture-terrasse étanche selon l'invention réalisée sur un support continu en béton armé. - La figure 3 met en évidence l'assise périmétrale d'une dalle préfabriquée sur une surface d'appui réticulée - La figure 4 représente la meme toiture-terrasse que précédemment mais réalisée sur un support réticulaire. - La figure 5 montre la toiture-terrasse de la figure 4, une épaisseur d'isolant ayant été intercalée entre les dalles et le support - La figure 5a est une application plus précise de la toiture-terrasse précédente à une structure métallique multidi- rectionnelle. - La figure 6 montre une toiture-terrasse réalisée sur un support continu, comportant une épaisseur d'isolant thermique. Sur la figure 2, le support de la toiture-terrasse étanche selon l'invention est une structure continue : un plancher 1 en béton armé. Les dalles hydrofuge2qui constituent la face supérieure de la toiture sont de préférence préfabriquées en usine dans des moules en acier ; leur constitution, leur fabrication et leur mise en oeuvre doivent conduire à obtenir en particulier les qualités nécessaires à une parfaite étanchéité. les dalles préfabriquées 2 sont disposées sur une assise périmétrale excellente constituée par les éléments 3, qui sont en un matériau résilient et qui sont destinés à absorber les défauts de forme et irrégularités des surfaces. Les éléments 3 se présentent sous forme de bandesdisposées de telle sorte qu'elles forment un polygone fermé par exemple un rectangle ou un carré afin de supporter des dalles 2 de même forme.La dalle préfabriquée 2 repose ainsi d'une manière isostatique sur la structure 1, sous l'effet de son propre poids et de la surcharge, elle sera soumise à-la flexion, ce qui entratnera des contraintes de compression sur sa face supérieure, auxquelles contribue le fluage naturel du béton pour renforcer l'étanchéité et annuler pratiquement tous risques de fissuration. Les joints 4 apparaissant entre les dalles 2 sont bouchés pour assurer l'étanchéité parfaite de la toiture-terrasse. La disposition en toiture plate permet d'utiliser des produits de calfeutrement de joint liquide 5 à hautes performances d'adhésivité-cohésion tels que des produits à base de copolymère très liquide et de faible viscosité.De telles propriétés facilitent le coulage du joint et assurent des conditions d'application parfaite sur les dalles 2. le joint ainsi réalisé est de préférence auto-nivelable et conduit à obtenir une étanchéité impliquant aucune continuité dans la sollicitation des dalles 2. L'u- tilisation d'un produit de calfeutrement liquide 5 ou plastique nécessite la mise en place d'un fond de joint 6 élastique et résilient compatible, d'une part avec les contraintes de mouvement différentiel de l'ensemble formé par la structure 1 et les dalles 2 et, d'autre part, avec le produit de calfeutrement 5. La figure 3 montre en plan un exemple d'assise périmétrale d'une dalle ?. les éléments 3 en bande, reposent sur une surface plane continue de la structure 1 et forment un carré. La dalle 2 repose sur les éléments 3 ; la largeur de la bande périmétrale d'appui 7 est déterminée par la nature du matériau et en particulier sa résistance à la compression qui doit entre suffisante pour assurer une totale sécurité contre l'écrasement à d la charge de la dalle préfabriquée 2 et aux surcharges d'exploitation déterminéespar l'usage de la toiture-terrasse. Dans certains cas, si ces charges ponctuelles sont susceptibles d'être appliquées au voisinage de l'intersection des éléments 3, il est souhaitable de renforeer cette intersection, par exemple à l'aide d'un bloc de polychloroprène oubiend'augmenter B surface d'appui 8 de la dalle à cet endroit. La figure 4 montre une toiture-terrasse semblable à la précédente, mais reposant sur une structure discontinue réticulaire, ltentr'axe des supports 9 étant d'un module équivalent à celui des dalles 2. Les joints 4 entre les dalles ainsi que l'assise périmétrale sur les éléments 3 sont analogues à ceux décrits précédemment pour la toiture-terrasse, réalisée sur un support continu. L'exemple de la figure 5 est une variante de la toitureterrasse selon la figure 4 et pour laquelle on a prévu une isolation thermique. Une épaisseur dtisolant 10 est directement disposée sur les faces supérieures des supports linéaires 9 constituant la structure réticulaire. L'isolant 10 utilisé doit être choisi pour sa constitution et ses propriétés physiques ; il doit en particulier avoir des cellules fermées, étre étanche à la vapeur d'eau et présenter une résistance comparable à celle des éléments 3 décrits précédemment. En effet, dans cette variante les éléments 3 précédents sont supprimés et les dalles 2 reposent directement sur l'isolant 10. les dimensions dé l'isolant sont alors égales ou multiples de celles des dalles . les joints 4 sont calfeutrés comme précédemment. La figure 5 a représente un exemple précis de toiture terrasse correspondant à la variante de la figure 5. La structure il bi-directionnelle est composée d'éléments tubulaires 12 de section rectangulaire ou carrée en acier formant un assemblage orthogonal et croisé de poutres à treillis. les éléments tubulaires 12 sont reliés entre eux à l'aide de gousset 13 fixéspar des boulons 14. Une telle structure présente un degré élevé d'hyperstaticité, ce qui lui procure une grande rigidité, entraine une sollicitation solidaire d'un grande nombre d'éléments à la fois et augmente ainsi la marge de sécurité de la construction. Une épaisseur d'isolant 10 est directement disposée sur les membrures supérieures des éléments tubulaires 2 de la structure 11. L'isolant 10 doit présenter d'excellentes qualités de résistance à la compression ; ainsi avec des dalles pesant 2 100 daN/m, de dimensions 120 mx 1,20 m,reposant par leur pour- tour sur une profondeur de 2 à 4 cm, on a utilisé avec succès des isolants ayant une résistance à la compression comprise entre 3.105 et 6.105 Pa.L'isolant 10 doit aussi être suffisamment déformable localement pour absorber les surépaisseurs des goussets d'assemblage 13 au voisinage des noeuds ainsi que les inégalités de fabrication sur le pourtour et de montage des poutres 12 afin de contribuer à la parfaite assise périmétrale des dalles. L'é- paisseur de 'isolant 10 ne doit pas en principe dépendre du poids des dalles préfabriquées 2 ou de la suroharge extérieure et ne doit entre fonction que du coefficient de conductivité thermique et du coefficient d'isolation thermique à obtenir pour la surface abritée. La juxtaposition des panneaux isolants 10 assure une parfaite continuité thermique et aucun pont thermique ntapparatt. De préférence, on utilise comme matériau isolant du foamgis, du polystyrène expansé, moulé aux dimensions du panneau pour obtenir une structure cellulaire fermée ou de la mousse de chlorure de polyvinyle moussé avec de l'azote, ce dernier isolant étant distribué sous la marque commerciale déposée "Klégécel". La figure 6 présente une autre variante de toitureterrasse selon l'invention réalisée, comme pour le cas de la figure 1, sur une structure continue 1, et pour laquelle on a intercalé une épaisseur d'isolant thermique 10. l'assise périmétrale de l'ensemble formé par les dalles 2 et le panneau d'isolant 10 est obtenueau moyen des éléments 15 qui forment une surface d'appui réticulée de la même manière que les éléments 3 dans la réalisation selon la figure 1, pour assurer un comportement isostatique des dalles 2. Cependant, étant donné la présence de l'isolant 10 qui est en un matériau résilient, les éléments 15 peuvent être régidesou semi-rigides. Dans ce cas également, les joints 4 sont réalisés de la même manière que pour les autres variantes. Il va de 80i que l'invention n'a été décrite qu'à titre explicatif et nullement limitatif et qu'elle est susceptible de nombreuses variantes sans sortir de son cadre. En particulier, de tellesdispositionspeuvent entre appliquées à des planchers, ou à tout autre panneau devant présenter des qualités d'étanchéité èt éventuellement d'isolation thermique. L'homme de l'art saura également sans difficulté adapter l'invention aux accidents de toiture, tels que souche de cheminée, skydome, ... et aux relevés d'acrotère en utilisant la technique antérieure connue pour résoudre de tels problèmes. RhTEKDICATIONS 1. Toiture-terrasse étanche, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par des dalles hydrofuges préfabriquées, juxtaposées, qui reposent librement par assise périmétrale sur une surface d'appui réticulée liée au support formé par une structure, les joints entre dalles étant calfeutrés d'une manière connue en elle-même. 2. Toiture-terrasse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la structure estr8ticulaire et composée de poutres métalliques formant un réseau de faible module. 3. Toiture-terrasse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la structure est spatiale bi-directionnelle, en acier et est composée de poutres tubulaires, à treillis, formant un assemblage orthogonal et croisé à haut degré d'hyperstaticité. 4. Toiture-terrasse étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la surface d'appui réticulée est constituée par des bandes de matériau, de préférence résilient susceptible d'absorber les irrégularités de la construction, qui reposent sur un support continu en béton armé. 5. Toiture-terrasse étanche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une épaisseur d'isolant directement intercalée entre la surface d'appui réticulée et les dalles préfabriquées. 6. Toiture-terrase étanche selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les dimensions des dalles correspondent au module de la structure réticulée. 7. Toiture-terrasse étanche selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'isolant est un matériau à cellules fermées possédant un faible indice de perméabilité à la vapeur d'eau. 8. Toiture-terrasse étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les joints laissés par les dalles sont calfeutrées au moyen d'un produit de haute performance d'adhésivité-cohésion après interposition d'un matériau de fond de joint élastique et résilient. 9. Toiture-terrasse étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les dalles hydrofuges sont moulées à l'envers de telle sorte que la surface en contact avec le milieu extérieur est plus dense que la surface interne.