Brevet FR2434909A1 — publié le 19800328

La présente invention concerne un toit et notamment un toit plat isolé. On connait déjà un certain nombre de structures de toit, constituées par un assemblage de couches successives de matériau, a savoir une barrière anti-vapeur, une couche d'isolation thermique et un couche imperméable à l'eau. Le principal inconvénient de ces toits connus réside dans l'évacuation efficace de l'eau. Les structures connues de toit plat sont confrontées aux problèmes soulevés par la combinaison d'un gradient élevé de températures, par exemple 400C l'hiver, à travers la structure du toit, et de l'eau emprisonnée entre les couches du toit lors de la construction de celui-ci, par exemple, se transforme en glace et exerce en conséquence des efforts qui se traduisent par des contraintes dans la structure du toit multicouche.L'été, la chaleur apportée par le soleil peut vaporiser l'eau emprisonnée et cette vapeur d'eau endommage la couche imperméable à l'eau de la structure du toit en dégageant des bulles dans le matériau, en le craquelant et en brisant les joints. La présente invention permet d'éliminer les inconvénients précités en permettant la réalisation d'une structure de toit plat comportant une dalle de toit supportée de manière conventionnelle par des moyens de supports de toit, une couche imperméable & l'eau sur la surface supérieure de la dalle, une couche de drainage, une couche de matériau d'isolation thermique cellulaire laissant passer l'eau et une couche de protection perméable à 'eau sur la surface supérieure de la couche d'isolation thermique. De préférence, la dalle de toit est une dalle plate en béton supportée par des moyens de support également en béton. La couche de matériau d'isolation thermique cellulaire est avantageusement constituée par une multiplicité de panneaux de polystyrène expanse assemblés par le recouvrement des portions marginales longitudinales et/ou latérales, l'eau traversant cette couche d'isolation thermique en passant à travers les joints longitudinaux et/ou latéraux. La couche de drainage est, de préférence, en un matériau granulaire à base de polystyrène expansé, ce matériau granulaire laissant un liquide le traverser librement. La réalisation de la couche de drainage en matériau à base de polystyrène expansé permet le maximun de vides comparable avec une résistance mécanique satisfaisante. La couche imperméable à l'eau est de préférence en asphalte, mais on peut également utiliser d'autres matériaux tels qu'un feutre bi tumineux multicouche, du polychlorure de vinyle ou un caoutchouc au butyle. Selon un autre aspect, l'invention propose une structure de toit plat comportant une dalle de toit supportée de manière conventionelle par des moyens supports de toit, une couche imperméable à l'eau sur la surface supérieure de la dalle de toit, une couche de drainage, une couche de matériau a d'isolation thermique cellulaire laissant passer l'eau au travers, et une couche de protection perméable à l'eau sur la surface supérieure de la couche d'isolation thermique, la couche de drainage et la couche de matériau d'isolation cellulaire étant respectivement formées par une multiplicité de panneaux de drainage assemblés et une multiplicité de panneaux de matériau d'isolation assemblés, et étant de préférence formées d'une multiplicité de panneaux unitaires stratifiés assemblés, chaque panneau étant formé en fixant l'un sur l'autre, sous forme d'un ensemble stratifié, un panneau de drainage et un panneau de matériau d'isolation. Dans ce dernier cas, les panneaux de matériau d'isolation thermique cellulaire comportent des moyens pour positionner et maintenir en position un panneau de drainage complémentaire de façon à fixer ensemble les deux panneaux pour former le panneau unitaire stratifié. Les panneaux de matériau d'isolation et le panneau de drainage sont, de préférence, fixés ensemble par collage pour former le panneau unitaire stratifié. On décrit ci-après une réalisation de l'invention en liaison avec le dessin joint, sur lequel la fig ; 1 est une vue en perspective d'une structure de toit selon la présente invention ; et la fig ; 2 est une vue en coupe transversale de la structure montée sur la fig ; 1. La structure de toit selon l'invention comporte une dalle de toit 10 en béton supportée par des parois supports 11 en béton. La dalle de toit 10 a une surface supérieure 12 et une surface inférieure 13 et les parois supports 11 s'étendent au délà de la surface supérieure 12 de la dalle de toit 10 pour former des bordures 14. La dalle de toit 10 présente sur sa surface supérieure 12 un ou plusieurs canivaux ( non représentés) reliés à des tuyaux de descente pour l'évacuation de l'eau de pluie de la structure du toit. Une couche d'asphalte 16 est déposée sur la surface supérieure 12 de la dalle de toit, et a une épaisseur suffisante pour former une couche imperméable à l'eau. Une couche de drainage 17 est posée sur la dalle de toit recouverte d'asphalte. On prévoit un matériau d'isolation thermique, dans l'exemple une couche imperméable à 1 'eau de panneaux 18 de polystyrène expansé. Les panneaux 18 sont assemblés par recouvrement de leurs portions marginales 15 longitudinales et latérales. Les panneaux 18 peuvent être fixés sur la couche de drainage 17 en utilisant un adhésif. Une couche protectrice de gravier 19 est placée siir le dessus de la couche d'isola- tion thermique 18.La couche de gravier 19 sert en premier lieu à protéger la structure du toit contre les intempéries et sert en plus à charger la structure du toit. La couche de drainage 17, qui est en un matériau granulaire à base de polystyrène expansé, est obtenue de la façon suivante (a) on fait subir de manière classique une pré-expansion par un traitement à la vapeur à une quantité prédéterminée de billes de polystyrène de diamètre important et uniforme. Avant préexpansion, les billes ont de préférence un diamètre d'environ 2 à 3 mm et sont expansées jusqu'à obtenir une densité envrac de préférence inférieure à 15 kg/m3. (b) les billes de polystyrène pré-expansé sont alors stockées pendant un temps approprié dans une trémie ventilée. (c) ces billes de polystyrène expansé sont alors placées dans un moule, par exemple un moule permettant d'obtenir un panneau de drainage de 360 x 120 x 60 cm. Lorsqu'il est plein, le moule est fermé, et les billes pré-expansées sont à nouveau soumises à la chaleur, par exemple sont traitées à la vapeur. t'humidité, l'air et l'agent d'expansion, par exemple le pentane contenu dans les billes, se dilatent, le polystyrène se ramollit et les billes expansées molles adhérent ensemble, de façon à obtenir un panneau ayant une structure constituée par des billes adhérentes avec un grand nombre de vides reliés ensemble. Avant d'être traitées par la chaleur, les billes pré-expansées sont avantageusement revêtues d'un matériau qui facilite une fusion effective de la zone de contact entre les billes. Au dernier stade de production, le traitement à la vapeur est conduit de façon à obtenir la dilatation minimale des billes permettant d'obtenir une bonne adhérence entre les billes expansées, un maximun de vides et une résistance mécanique convenable. I1 est bien entendu que la structure de billes du panneau de drainage permet une libre circulation des liquides, par exemple de l'eau, à travers le panneau. Dans certains cas, on envisage de fabriquer d'abord un ensem ble stratifié constitué par un panneau de drainage fixé par collage à un panneau de polystyrène expansé, et d'incorporer ensuite cet ensemble à la structure du toit. L'ensemble stratifié, qui est constitué par la combinaison d'un panneau de polystyrène dtisola- tion thermique et d'un panneau de drainage présente l'avantage d'une plus grande résistance mécanique, ce qui est particulièrement important pour le panneau de drainage.Si on doit utiliser des ensembles stratifié5, on peut modifier la réalisation des panneaux de drainage pour permettre une plus grande dilatation des billes, un plus grand volume de vides et une résistance mécanique inférieure, en se basant sur le fait que le panneau d'isolation thermique constitue dans l'ensemble stratifié, un renforcement important du panneau de drainage et donne à celui-ci une résistance mécanique satisfaisante. Les panneaux de drainage sont de préférence en un matériau constitué par des billes de polystyrène expansé, ce matériau permettant à un liquide de passer librement au travers. Le matériau d'isolation thermique cellulaire est de préférence une couche imperméable à l'eau de panneaux de polystyrène expansé. Le panneau d'isolation thermique cellulaire présente, sur la surface appropriée, un rebord périphérique continu, par exemple de 5 mm de hauteur et 5 mm d'épaisseur, et le panneau de drainage est coupé de façon à se loger dans ia cavité formée par ce rebord. L'é- paisseur du panneau de drainage doit dépasser la hauteur du rebord dans l'exemple où le rebord continu à 5 mm de hauteur et 5 mm d'é épaisseur, le panneau de drainage a une épaisseur de 20 mm. On notera que cette réalisation évite, dans une certaine mesure, toute capillarité, de sorte qu'il n'y a pas d'eau sur la surface du toit attirée en contact avec les panneaux d'isolation thermique.Au lieu d'employer comme moyen de positionnement un rebord continu sur le panneau d'isolation thermique cellulaire, on peut prévoir une multiplicité de tenons périphériques espacés qui servent également à positionner et maintenir en position le panneau de drainage. Comme autres moyens de positionner les panneaux de drainage, on peut prévoir sur chaque coin du panneau d'isolation thermique cellulaire des tenons en forme de L moulés d'une seule pièce de 5 mm de hauteur, 5 mm d'épaisseur et s'étendant de 50 mm sur chaque côté du coin, de façon à enserrer les coins du panneau de drainage pour le positionner de façon sûre.On peut également envisager comme moyens de positionnement des panneaux de drainage, quatre tenons ou ner vures allongées de 5 mm de hauteur et 5 mm d'épaisseur et de 100 mm de longueur, chaque nervure étant positionnée au centre sur chacun des quatre côtés du panneau d'isolation thermique. Par temps humide, 1 'eau de pluie tombant sur la structure du toit, telle que représentée sur la fig ; 1, passe à travers la couche de gravier 19 et s'écoule à travers les joints en butée des bords 15 longitudinaux et latéraux se recouvrant de la couche d'isolation thermique 18 en polystyrène expansé. L'eau de pluie passe alors rapidement à travers la couche de drainage 17 jusqu'à la dalle de toit recouverte d'asphalte 10. L'eau de pluie s'écoule alors dans la couche de drainage 17 et sur la dalle de toit revêtue d'asphalte 10. L'eau de pluie s'écoule alors dans la couche de drainage 17 et sur la dalle de toit revêtue d'asphalte 10 jusqu'aux caniveaux d'eau de pluie et aux descentes pour s'évacuer dans la terre. La structure de toit est conçue pour ne pas opposer une résistance au passage de lreau de pluie depuis la couche de gravier 19 jusqu'aux caniveaux. Le fait que l'eau de pluie passe à travers les couches constituantes de la structure du toit garantit un minimun de pertes de chaleur nar transfert à l'eau par exemple une perte de chaleur de 10%, et garantit par ailleurs que la couche d'isolation thermique en polystyrène expansé n'est soumise, à aucun moment, aux problèmes soulevés par le fait que le matériau repose sur des mares d'eau, par l'effet de la vapeur d'eau ou par l'absorption d'eau par le matériau lui-même. Le drainage rapide de l'eau de pluie depuis la structure du toit évite également, notamment en période de fortes pluies, que l'eau de pluie soumette une couche constituante à une force dirigée vers le haut du fait de l'eau s'accumulant entre deux couches quelconques de la structure du toit. Dans le cas où la couche de matériau d'isolation thermique cellulaire et la couche de drainage sont formées d'une multiplicité de panneaux unitaires stratifiés mis bout à bout et une multiplicité de panneaux unitaires stratifiés assemblés par recouvrement des bords latéraux et/ou longitudinaux, le résultat est essentiellement le même que celui décrit ci-dessus dans le cas d'une structure de toit dans laquelle la couche d'isolation thermique cellulaire et la couche de drainage sont des composants séparés et non pas stratifiés. La structure de toit de la présente invention convient par ticulièrement dans le cas de toits plats en béton. La présente invention n'exige pas que le toit en béton soit parfaitement plat ni que, à des fins d'évacuation de l'eau, il soit légèrement incliné pour conduire cette eau aux caniveaux prévus. On notera également que la couche de drainage a une capillarité négligeable, de façon à éviter que l'eau sur la structure du toit, au cas où il y en a, soit attirée de façon notable en contact avec le matériau d'isolation thermique. En outre, l'emploi de panneaux de drainage signifie qu'on n'a pas à former dans la dalle de toit de sorties de caniveaux spéciales. La couche de drainage, qui repose sur l'entrée de chaque caniveau, agit comme un filtre ou un tamis et empêche toute matière telle que du gravier de pénétrer dans le caniveau. La structure de toit plat de la présente invention peut utiliser des dalles de pavage en béton, comme couche protectrice sur la surface supérieure du matériau d'isolation thermique. Cet emploi convient particulièrement lorsque le toit sert comme surface de terrasse pour un jardin sur le toit. REVENDICATIONS 1.- Structure de toit plat, comportant une dalle de toit actérisée, supportée par des moyens de support de toit, ca/en ce qu'elle comprend une couche imperméable à l'eau sur la surface supérieure de la dalle de toit, une couche de drainage, une couche de matériau d'isolation thermique cellulaire laissant passer l'eau, et une couche de protection perméable à l'eau sur la surface supérieure de la couche d'isolation thermique. 2.- Structure de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche de matériau d'isolation thermique cellulaire comprend une multiplicité de panneaux de polystyrène expansé assemblés par recouvrement de leurs portions marginales longitudinales et/ou latérales grtce à quoi le passage de l'eau à travers cette couche se fait par les joints longitudinaux et/ou latéraux. 3.- Structure de toit selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que la couche de drainage est en un matériau constitué par des billes de polystyrène expansé, qui laissent passer librement l'eau. 4.- Structure de toit, comportant une dalle de toit' suppor- tée par des moyens supports de toit, cav 8térceSéqetelle comprend une couche imperméable à l'eau sur la surface supérieure de la dalle de toit, une couche de drainage, une couche de matériau d'isolation thermique cellulaire laissant passer l'eau au travers, et une couche de protection perméable à l'eau sur la surface supérieure de la couche d'isolation thermique, la couche de drainage et la couche de matériau d'isolation thermique cellulaire étant formées respectivement d'une multiplicité de panneaux de drainage assemblés et d'une multiplicité de panneaux de matériau d'isolation assemblés. 5.- Structure de toit selon la revendication 4, caractérisée en ce que la couche de drainage et la couche de matériau d 'iso- lation thermique cellulaire sont formées d'une multiplicité de panneaux unitaires stratifiés venant en butée ou assemblés, chaque panneau unitaire étant formé en fixant ensemble sous forme d'un stratifié un panneau de drainage et un panneau de matériau d'-isolation. 6.- Structure de toit selon la revendication 5, caractérisée en ce que les panneaux de matériau d'isolation qui forment la couche de matériau d'isolation comportent chacun des moyens pour positionner et maintenir en position un panneau de drainage complémentaire pour fixer ensemble le panneau d'isolation et le panneau de drainage pour former le panneau unitaire stratifié. 7.- Structure de toit selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens pour positionner et maintenir en position le panneau de drainage complémentaire comprenant un rebord périphérique continu moulé d'une seule piece avec le vanneau d'isolation thermique cellulaire. 8.- Structure de toit selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens pour positionner et maintenir en position le panneau de drainage complémentaire sont constitués par une série de tenons espacés sur la périphérie du panneau d'isolation thermique cellulaire ou de tenons de coin en forme de L prévus à chaque coin du panneau d'isolation thermique cellulaire.