Brevet FR2451429A1 — publié le 19801010

La présente invention a pour objet un élément de toiture, et plus spécialement quoique non exclusivement un élément de toiture pour bâtiments de faible ou moyenne importance, tels que des maisons individuelles. La toiture d'un bâtiment comporte généralement une charpente en bois ou métallique constituée par des fermes sur lesquelles sont fixés des pannes. Sur les pannes sont fixés les chevrons supportant un voligeage sur lequel sont eux-mêmes fixés des liteaux assurant le positionnement et la tenue des éléments de couverture qui sont habituellement constitués par des tuiles, des ardoises etc... I1 est enfin nécessaire de réaliser une isolation thermique de la toiture soit sous les chevrons, soit, si cela est possible, en comble, en plaçant l'isolant directement sur le sol. Compte tenu de la multiplicité des matériaux et de leur poids, il est nécessaire de prévoir une charpente comportant des pièces de section importante, ainsi qu'un nombre élevé de fermes et de chevrons. En outre, la multiplicité et le poids de tous les matériaux utilisés pour la toiture, rend le transport de ceux-ci en vue de leur amenée sur le chantier très coûteux. Enfin, la main-d'oeuvre très importante due au grand nombre d'opérations à effectuer successivement conduit à un coût de réalisation très élevé. I1 est, par ailleurs, souhaitable afin d'augmenter le confort, de pouvoir disposer dans une habitation de moyens de climatisation, qui habituellement sont indépendants. Il est également souhaitable de rechercher une économie au niveau de la dépense en énergie nécessaire au chauffage du bâtiment en période hivernale. La présente invention concerne un élément de toiture remédiant aux inconvénients et palliant les lacunes des éléments traditionnels. A cet effet, l'élément qu'elle concerne comprend - une paroi extérieure réalisée en polyester armé de fibres de verre présentant des retours sensiblement à 90 vers l'intérieur formant une cuvette - une couche protectrice de revêtement telle qu'un gelcoat, de la surface externe de la paroi extérieure, - une couche de matériau isolant thermique maintenue parallèle au plan de la paroi extérieure avec ménagement d'un vide entre la paroi et l'isolant, - une plaque en polyester armé de fibres de verre, recouvrant l'élément isolant sur sa face opposée à la paroi, et fixée sur le bord de la cuvette, - un débord faisant saillie latéralement de l'un des bords longitudinaux de la paroi extérieure, destiné à venir recouvrir l'autre bord longitudinal d'un élément adjacent avec interposition d'un joint d'étanchéité. De par sa structure et sa composition, cet élément assure à la fois l'étanchéité et l'isolation de la toiture. De par sa forme en caisson, il est autoporteur et nécessite un nombre minime de points d'appui sur la charpente. Sa largeur peut varier de l'ordre de 0,90 à 1,50 mètre et sa longueur de 2 à 7 mètres. Cette longueur est suffisamment importante pour qutun élément unique recouvre la totalité de la longueur d'un pan de toit. Il y a donc simplement des associations des éléments au niveau de leurs bords longitudinaux. Il est à noter que la pose de ces éléments ne nécessite ni chevrons, ni voligeage, ni litelage, ni isolation spécifique, ce qui assure une économie de matériaux et de main-d'oeuvre au niveau de ces postes. En outre, compte tenu de la légèreté des éléments et de leur autoportance, la charpente peut être de dimensions réduites, et les pannes relativement espacées. Il est à noter que l'on peut donner toute forme souhaitée à la paroi extérieure, qui correspond à la face visible du toit en réalisant par exemple des imitations de tuiles plates, de tuiles romanes, d'ardoises etc... Ce type d'élément de toiture, outre la forme qu'il peut recevoir, est susceptible d'être posé sous toutes les inclinaisons traditionnelles permettant ainsi de respecter les différents styles régionaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, le gelcoat recouvrant la paroi extérieure est teinté, et possède un aspect mat et rugueux. Toutes les couleurs souhaitables peuvent être adoptées, telles que sombres dans les pays froids et claires dans les pays chauds, comme tel est le cas traditionnellement. Cette couche extérieure de gelcoat permet également la protection de la face externe de la paroi extérieure. D'un point de vue pratique, la chaleur pénètre à travers la paroi extérieure, d'une part par convexion due à l'ambiance extérieure, et d'autre part, par rayonnement dû aux radiations solaires directes et diffuses. Il est à noter à ce sujet que, dans la mesure où 1'on utilise une couche de revêtement constitué par un gelcoat transparent, la translucidité de la paroi extérieure procure un effet de serre au niveau de la couche d'air comprise entre la paroi extérieure et l'isolant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volume compris entre la paroi extérieure et l'élément isolant comporte des moyens permettant la circulation d'air, constitués par des ouvertures ménagées à proximité des bords bas et haut de l'élément lorsque celui-ci est en position montée. Le flux d'air canalisé entre la paroi extérieure et l'isolant peut être diffusé vers l'intérieur du bâtiment et assurer par exemple la climatisation de celai-ci en période nocturne et estivale. Ce flux, associé à une ventilation mécanique contrôlée, peut être diffuse vers l'intérieur du local en limitant-pendant les périodes froides les dépenses de chauffage. Cette lame d'air peut également servir au recyclage de l'air extrait du local dans le cas d'une ventilation double-flux. Avantageusement, entre la paroi extérieure et chaque bord longitudinal de la cuvette est ménagée une zone en forme de caisson remplie de matière synthétique expansée. Cette caractéristique améliore la rigidité de l'élément, favorisant ainsi son auto-portance. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche d'isolant est maintenue en position par l'intermédiaire d'une plaque en polyester armé de fibres de verre, de section en U, les deux branches du U étant au contact des deux faces longitudinales de la cuvette, et prenant appui par leurs extrémités sur un support situé du côté de la paroi extérieure, la face de cette plaque tournée vers la paroi extérieure étant traitée pour présenter une surface lisse. Le fait de disposer d'une face lisse du côté de l'élément isolant favorise la circulation de l'air dans le volume compris entre celui-ci et la paroi extérieure. Avantageusement, il est prévu entre la paroi extérieure et la couche de matériau isolant1 un absorbeur de chaleur s'étendant sur toute la longueur et toute la largeur de élément. Selon une forme simple d'exécution de l'invention, l'absorbeur de chaleur est constitué par une tôle dont les deux bords longitudinaux comportent des languettes, dont certaines sont tournées vers la paroi extérieure pour maintenir l'absorbeur à une distance déterminée de la paroi, et dont les autres tournées en sens opposé ajourées et en contact avec les faces longitudinales de la cuvette, assurent la fixation de l'absorbeur après stratification. Dans la mesure où cette tôle est pleine, elle délimite deux volumes situés respectivement du côté de la paroi extérieure et du côté de l'isolant. Le volume situé du côté de la paroi extérieure est-clos et forme une lame d'air statique. Au contraire, le volume situé du côté de l'isolant est associé au circuit de ventilation et forme la lame d'air dynamique permettant une récupération de calories. Dans ce cas, le support de l'élément isolant est en appui contre l'absorbeur proprement dit. Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque de polyester recouvrant la face de l'isolant opposée à la paroi extérieure comporte, au niveau de chaque face longitudinale de la cuvette, une partie fixée sur ladite face depuis le bord de celle-ci, prolongée par une partie inclinée sensiblement à 45 , rejoignant le plan de la plaque. Cet agencement procure un double avantage à savoir : améliore le collage de la plaque polyester sur la cuvette, grâce à une surface de contact relativement élevée, et forme un raidisseur améliorant la rigidité de l'élément. Enfin, il est prévu des inserts dans la couche d'isolant permettant la fixation d'organes d'accrochage sur une charpente. Ces inserts servent à la fixation d'éléments métalliques en forme de cornières dont l'autre aile est en appui et fixée sur un chevron. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet élément Figure 1 est une vue partielle en perspective de plusieurs éléments en position assemblée dont les extrémités antérieures sont coupées Figure 2 est une vue en coupe transversale d'un deuxième type d'élément Figure 3 est une vue très schématique, en coupe transversale, d'une toiture comportant l'un ou l'autre de ces types d'éléments. L'élément selon l'invention comporte, dans sa forme d'exécution représentée à la figure 1, une paroi extérieure 2 réalisée en polyester armé de fibres de verre, constituant une imitation de tuiles romanes. La face externe de la paroi est revêtue d'une couche protectrice telle qu'en gelcoat qui est teintée de manière à fournir la couleur souhaitée. il est à noter que cette couche de gelcoat possède un aspect mat et rugueux présentant l'intérêt d'une bonne imitation des matériaux traditionnels et également de procurer un pouvoir absorbant des rayons solaires plus important que s'il s'agissait d'une surface lisse. Cette paroi extérieure 2 comporte des retours 3 sensiblement à 900 destinés à être tournés vers l'intérieur du bâtiment, formant une cuvette. Au niveau de l'un des bords longitudinaux de la paroi extérieure 2, est prévu un débord 4 latéral destine à venir recouvrir le bord opposé d'un élément voisin, l'étanchéité étant réalisée à l'aide d'un joint en mousse 5 situé entre le débord 4 et le bord de l'élément adjacent. Dans la cuvette délimitée par les bords 3, est monté un absorbeur de chaleur constitué par une tôle 6 occupant toute la surface de la cuvette. Cette tôle 6 présente, au niveau de ses bords longitudinaux, des languettes 7 qui, tournées vers la paroi extérieure 2, viennent en appui sur celle-ci et assurent le ménagement d'un espace de valeur déterminée entre la tôle 6 et la paroi 2. il est à noter que, compte tenu du profil de l'élément 2 formant des tuiles romanes, le bord latéral de chaque élément se situant sensiblement au niveau de la moitié d'une tuile, assure la formation d'une poutre remplie de matière synthétique expansée 8. C'est d'ailleurs sur cette matière 8 que, dans la forme d'exécution représentée au dessin, les languettes 7 de l'absorbeur prennent appui. La tôle 6 formant l'absorbeur présente également des languettes 9 tournées dans le sens opposé. Ces languettes 9, qui sont au contact des faces 3 de l'élément, présentent des ouvertures permettant leur fixation sur les faces 3, par stratification. Du côté de l'absorbeur 6 opposé à la paroi extérieure 2 est prévue une plaque 10 en polyester armé de fibres de verre, de section en U, les branches du U étant au contact des faces 3 de l'élément et leurs extrémités venant en appui sur l'absorbeur. La face de la plaque 10 tournée vers l'absorbeur est revêtue d'une enduction de manière à être lisse. Cette plaque 10 sert à l'appui d'une couche 12 de matériau isolant, tel que du polyuréthane. A l'intérieur de la couche de matériau isolant, sont logés des inserts 13. La face opposée de la couche de matériau isolant est revêtue d'une plaque 14 de polyester armé de fibres de verre. Cette plaque, dont le plan est situé au niveau des bords des parois 3, est fixée sur celleFci par une partie 15 en appui sur la face interne de chaque bord 3 qui est raccordé à la partie principale 14 par une partie 16 formant un angle d'environ 45e avec l'une et l'autre des surfaces auxquelles elle est raccordée. La surface de la plaque 14 tournée vers le bâtiment peut être revêtue d'un enduit de finition dans la mesure où elle ntest pas située en comble, mais forme un "plafond'rampant" à l'intérieur du local habité. L'élément représenté à la figure 2 est identique à celui représenté à la figure 1 à la différence près qu'il ne comporte pas d'absorbeur 6 délimitant en deux parties le volume compris entre la paroi extérieure 2 et l'isolant 12. Comme montré à la figure 3, chaque élément est fixé sur les chevrons 17 d'une charpente de type traditionnel à l'aide de cornières 18 dont une des ailes est fixée à un insert 13 et dont l'autre aile est fixée sur une panne 17. Compte tenu de l'existence de la panne faîtière 19, deux éléments appartenant à deux pans de toit différent n'étant pas jointifs avec étanchéité, il est prévu un élément de faîtage 20 traditionnel assurant l'étanchéité à ce niveau. Comme montré au dessin, l'admission d'air dans le volume compris entre la paroi extérieure 2 et l'isolant 12 se fait en partie basse au niveau d'une ouverture 22, la sortie de l'air se faisant en partie haute par l'intermédiaire d'ouverture 23 débouchant dans un collecteur 24 relié à un système de ventilation mécanique contrôlée par exemple. Dans le cas de élément représenté à la figure 1, ce sera le volume compris entre l'absorbeur 6 et l'isolant 12 qui correspondra à la lame d'air dynamique, l'autre volume formant une lame d'air statique, tandis que, dans le cas de l'élément représenté à la figure 2, la totalité du volume situé entre la paroi extérieure et l'isolant formera la lame d'air dynamique. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un élément de toiture de conception simple, auto-porteur et léger assurant à la fois les fonctions d'étanchéité et d'isolation et pouvant être inclus dans un système de climatisation du local. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet élément décrites ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que la paroi extérieure pourrait être translucide et que la teinte de la toiture pourrait être due par exemple à l'absorber qui, situé sous la paroi extérieure, serait coloré. - REVENDICATIONS 1. - Elément de toiture, caractérisé en ce qu'il comprend - une paroi extérieure réalisée en polyester armé de fibres de verre présentant des retours sensiblement à 900 vers l'intérieur formant une cuvette, - une couche protectrice de revêtement, telle qu'un gelcoat, de la surface externe de la paroi extérieure, - une couche de matériau isolant thermique maintenue parallèle au plan de la paroi extérieure avec ménagement d'un vide entre la paroi et l'isolant, - une plaque en polyester armé de fibres de verre, recouvrant l'élément isolant sur sa face opposée à la paroi, et fixée sur le bord de la cuvette, - un débord faisant saillie latéralement de l'un des bords longitudinaux de la paroi extérieure, destiné à venir recouvrir l'autre bord longitudinal d'un élément adjacent avec interposition d'un joint d'étanchéité. 2. - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gelcoat recouvrant la paroi extérieure est teinté, et possède un aspect mat et rugueux. 3. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le volume compris entre la paroi extérieure et l'élément isolant comporte des moyens permettant la circulation d'air, constitués par des ouvertures ménagées à proximité des bords bas et haut de l'élément lorsque celui-ci est en position montée. 4. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre la paroi extérieure et chaque bord longitudinal de la cuvette est ménagée une zone en forme de caisson remplie de matière synthétique expansée. 5. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche d'isolant est maintenue en position par l'intermédiaire d'une plaque en polyester armé de fibres de verre, de section en U, les deux branches du U étant au contact des' dieux faces longitudinales de la cuvette, et prenant appui par leurs extrémités sur un support situé du côté de la paroi extérieure, la face de cette plaque tournée vers la paroi extérieure étant traitée pour présenter une surface lisse. 6. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre la paroi extérieure et la couche de matériau isolant, un absorbeur de chaleur s'étendant sur toute la longueur et toute la largeur de l'élément. 7. - Elément selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'absorbeur de chaleur est constitué par une tôle dont les deux bords longitudinaux comportent des languettes, dont certaines sont tournées vers le paroi extérieure pour maintenir l'absorbeur à une distance determinée de la paroi, et dont les autres tournées en sens opposé, ajourées et en contact avec les faces longitudinales de la cuvette, assurent la fixation de l'absorbeur après stratification. 8. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plaque de polyester recouvrant la face de l'isolant opposée à la paroi extérieure comporte, au niveau de chaque face longitudinale de la cuvette, une partie fixée sur ladite face depuis le bord de celle-ci, prolongée par une partie inclinée sensiblement à 45-, rejoignant le plan de la plaque. 9. - Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu des inserts dans la couche d'isolant permettant la fixation d'organes d'accrochage sur une charpente.