Brevet FR2504174A1 — publié le 19821022

L'invention est relative A des couvertures pour toi- tures comprenant des bandes de membrane d'élastomère syn- thétique fixées A un comble avec chevauchement et soudage des bords des bandes, qui fournissent une surface de fini- tion régulière, flexible et durable. Des couvertures rapportées sont utilisées depuis de nombreuses années sur les toitures à combles plats A l'origine, on posait plusieurs couches de papier goudron- né en enduisant le comble et en appliquant des bandes de papier avec du goudron chaud Plus tard, le papier goudron- né a été remplacé par des couches de feutre ou de matière fibreuse, et le goudron chaud a été remplacé par de l'as- phalte chaud Dans les deux cas, chaque bande de papier ou de feutre était disposée en recouvrement sur les trois quarts environ de la largeur de la feuille précédente, si bien que la couverture finale était à plusieurs épaisseurs. Dans certains cas, on appliquait une couche supérieure de pierre concassée ou de gravier afin de favoriser la résistance aux forces de soulèvement. A l'origine, on n'utilisait pas de couches d'isola- tion, et la température de l'air à l'intérieur des édifi- ces contribuait à la compensation des écarts de la temp 6- rature extérieure et maintenait la membrane dans une gam- me de températures modérées Ces dernières années, le renchérissement des combustibles a rendu souhaitable, sinon nécessaire, l'utilisation d'une couche d'isolation Jouxtant la couverture du toit De ce fait, la différence entre les températures régnant A l'intérieur et à l'exté- rieur de l'édifice se trouvait fortement accrue tant en hiver qu'en été, d'o l'exposition des épaisseurs rappor- tées à des intervalles de variation de température plus étendus donnant lieu à des efforts de dilatation et de contraction accrus créateurs de fissuration et de délita- ge, et conduisant à l'apparition de fuites. Les colts de main-d'oeuvre de l'installation de couvertures rapportées et le prix des asphaltes utilisés dans le matériau en bandes et dans l'application de celui- ci ont subi ces dernières années une croissance rapide. De ce fait, il a été fait appel à des matériaux meilleur marché avec le résultat inévitable que de telles couvertu- res s'endommagent prématurément et donnent lieu à des pro- blèmes de fuites dans les cinq premières années qui sui- vent leur installation. De plus, l'utilisation d'asphalte chaud produit des quantités importantes de fumées, ce qui crée un problème de pollution g nante susceptible d'enfreindre les règle- ments de protection de l'environnement. Diverses solutions ont été suggérées pour remédier à ces problèmes, parmi lesquelles les couvertures à men- brane à simple épaisseur qui font généralement appel à des bandes de caoutchouc ou de matière plastique élasti- ques de diverses largeurs Les bandes en rouleau sont dé&- roulées sur le comble du toit et fixées à celui-ci par des fixations adhésives et/ou mécaniques appropriées, et elles sont assemblées ou jointes les unes aux autres par leurs bords L'utilisation de goudron ou d'asphalte chauds n'est ordinairement pas nécessaire Les meabranes qui sont en usage, à la connaissance de la Demanderesse, compren- nent des élastomères eu caoutchoucs synthétiques et des matières thermoplastiques, renforcée et non renforcés. Sant essentiellement an usage trois types de couver- tures à simple épaisseur faisant appel à des membranes de ce genre L'un d'entre eux fait appel A une couvexrture entièrement adhérente o la membrane est fixée par adh 6- rence sur la totalité de la surface du comble et o les bords des bandes ou feuilles de membrane sont raccordés antre eux, ordinairement par recouvrement et soudage ou collage de leurs bords latéraux. Les couvertures du deuxième type sont des couvertu- res dites à pose flottante dans lesquelles la membrane n'est fixée qu'à son pourtour et est maintenue appliquée sur toute la surface par une couche de ballast ou chape équivalant à environ 50 à 75 kg par mètre carré, afin de résister aux forces de soulèvement. Les couvertures du troisième type sont des couver- tures fixées mécaniquement dans lesquelles la membrane est assujettie au comble à intervalles par des organes de fixation mécaniques, les bords des bandes de membrane étant soudés ou collés les uns aux autres. Dans une variante de couverture à fixation mécanique, il est fait appel & de nombreux organes de fixation méca- nique afin de fixer la membrane à des intervalles suffi- samment rapprochés le long des bords des bandes pour que les forces de soulèvement se trouvent absorbées aux points de fixation, et aucun ballastage de gravier n'est N 6 ces- saire Tous les organes de fixation qui se trouvent expo- sés doivent être rendus étanches A l'eau, avec un coût supplémentaire Une autre variante consiste & faire appel & un grand nombre de disques ou rondelles en matière plas- tique qui sont solidarisées mécaniquement au comble à in- tervalles rapprochés, et à appliquer de lt'adhésif aux dis- ques A mesure que l'on déroule la membrane par dessus ceux-ci Ct'est sur l'adhérence de la membrane aux disques que repose la résistance au soulèvement, et il n'est pas utilisé de ballastage de gravier. Les couvertures-t adhérence complète A simple épais- seur présentent de nombreux avantages sur les couvertures rapportées, parmi lesquels une plus grande longévité, une plus longue résistance aux intempéries et une meilleure tenue dues à des membranes améliorées, à la réduction des cotts d'entretien et & l'élimination de l'asphalte chaud. Toutefois, faire adhérer la membrane A la totalité de la surface du comble est une opération très coûteuse du point de vue de la main- d'oeuvre et du prix élevé d'un adhésif spécial qui peut tre appliqué sans chauffage. De plus, la plupart des adhésifs de ce genre ne sont pas applicables sous des conditions de forte humidité ou aux basses températures Le cott global d'une couverture à adhérence complète à épaisseur unique est généralement supérieur à celui d'une couverture classique rapportée. En outre, l'installation doit s'effectuer sans erreurs vu que les erreurs affectant une épaisseur ne sont pas rattrapées ou couvertes par des épaisseurs additionnel- les, comme c'est le cas pour les couvertures rapportées. En tant qu'autres problèmes, on peut citer la fatigue dans les zones de flexion de la membrane et la fissura- tion qui s'ensuit sous l'effet des efforts s'exerçant continuellement sur le matériau dans les zones isolées du fait de la dilatation et de la contraction Journalières du comble. La couverture & simple épaisseur à pose flottante utilisant une couche supérieure de ballastage élimine les coits de matières et de maind'oeuvre de l'adhésif spécial, mais elle reste passablement consommatrice de main-d'oemvre. De plus, de nombreuses toitures existantes n'ont pas été construites assez solidement pour pouvoir supporter le poids additionnel du ballast en plus des autres prescrip- tions de charge En conséquence, des toitures nouvelles doivent être conçues pour supporter le poids nécessaire du ballast s'élevant A environ 50 à 75 kg par mètre carré en plus des autres charges De plus, le ballast tend A concentrer les effeorts dues à la dilatation du comble de la toiture, vu que dans certaines zones le ballast ne se déplace pas lors des dilatations et contractions de l'é- difice, ce qui concentre encore les efforts et provoque une fatigue aux zones de flexion de la membrane ainsi qu' un endommagement prématuré. Les couvertures A simple épaisseur fixées mécamique- ment et dépourvues de ballast de gravier à leur soumet réduisent la concentration D'efforts sur la membrane, mais afin de résister aux forces de soulèvement, la membrane doit être fixée au comble A intervalles rapprochés sur toute la surface, ce qui réduit lea étendues de membrane non fixées au comble Si les bandes de membrane ne sont fixées que le long des bords latéraux solidarisés par adhérence, la largeur des bandes doit ttre restreinte à une certaine dimension (d'environ 1,5 A 1,8 mètre) afin de conférer A la membrane une résistance adéquate au soulèvement entre les emplacements de fixation Les couvertures à simple épaisseur et fixation mé- canique faisant appel à des disques en matière plastique fixés au comble A intervalles rapprochés et revêtus d'a- dh 6 sif in situ au fur et A mesure du déroulement de la membrane par dessus ceux-ci imposent une main-d'oeuvre additionnelle pour l'application de l'adhésif, ainsi que le coft supplémentaire de l'adhésif De plus, la fibilit 6 de l'adhésif est susceptible d'être amoindrie par exposi- tion prolongée & la chaleur et à l'humidité, en donnant lieu à des avaries prématurées de soulèvement par le vent. I La présente invention procure une couverture à sim- ple épaisseur et fixation mécanique peu conteuse qui pré- sente une durabilité améliorée dans une large gamme de conditions climatiques, et qui est & même de résister aux forces de soulèvement sans ballast supérieur. L'un des buts de la présente invention est de four- nir un mode de fixation perfectionné et économique à l'installation pour une couverture à simple épaisseur, qui permet de résister aux forces de soulèvement tout en permettant aux forces de dilatation du comble de la toitu- re de se dissiper sur une grande surface de la membrane de couverture. Un autre but de l'invention est de four-nir une cou- vertxure de combles & simple épaisseur améliorée qui est adaptée & $tre utilisée sur des combles en bois, en métal, en béton et sur les combles rapportés préexistants, et sur des combles à forte inclinaison aussi bien que sur des combles plats. Un autre but de l'invention est de fournir un pro- cédé de couverture de toitures perfectionné qui permet de transférer sur l'usine de fabrication de membrane une partie importante du travail normalement effectué sur le comble, en fournissant ainsi un accroissement d'efficaci- té et une réduction des coetts de main-d'oeuvre, tout en assurant une qualité de produit fiable par le fait de procurer un meilleur contr-le de qualité, un meilleur en- vironnement de travail et une main-d'oeuvre plus quali- fiée. Un autre but de l'invention est de fournir un mode de fixation perfectionné qui permet d'utiliser des rou- leaux ou bandes de membrane larges en réduisant ainsi au minimum le volume global de sondage à chaud des Jonc- tions ou Joints à réaliser sur le comble aux bords laté- raux en recouvrement. Un autre but encore de l'invention est de fournir un mode de fixation mécanique dans lequel chaque bande 6 -; de membrane est pourvue de pièces intercalaires transver- sales disposées à intervalles longitudinaux rapprochés sur sa surface inférieure pour être fixées au comble, les bords marginaux longitudinaux des bandes étant mécaniquement fi- xés au comble et soudés ou collés entre eux in situ. L'invention a encore pour autre but de fournir une couverture perfectionnée à simple épaisseur et & fixation mécanique dans laquelle les pièces intercalaires transver- sales des bandes latéralement contiguës sont décalées les unes par rapport aux autres de façon & interrompre les forces de soulèvement par le vent qui balayent la membra- ne. Ces buts entre autres sont réalisées grce aux per- fectionnements apportés par la présente invention, dont on va décrire ciaprès A titre d'exemple non limitatif des formes de réalisation préférées représentant le meil- leur mode de mise en oeuvre de l'invention connu de la Demanderesse Diverses modifications et variantes de dé- tail sont susceptibles d'Vtre apportées aux dispositions décrites et représentées sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention La description se rtéfère aur dessins annexés, sur lesquels: Fig 1 est une vue schématique en perspective d'une bande de membrane partiellement déroulée en cours de fi- xation à un comble de toiture en débordement sur une bande déjà fixée; Fig 2 est une vue en coupe agrandie prise suivant la ligne 2-2 de la fig 1, qui montre la façon de fixer l'une des pièces transversales au comble; Fig 3 est une perspective schématique d'une portion d'une bande déroulée de largeur agrandie; Fig 4 est une vue schématique en plan montrant plu- sieurs bandes posées c Ote-à-c 8 te avec chevauchement de leurs bords marginaux et décalage mutuel de leurs pièces transversales; Fig 5 est une vue schématique en perspective agran- die illustrant un procédé de soudage préféré des bords marginaux en chevauchement de bandes contigufs - La couverture de toiture à simple épaisseur selon l'invention est adaptée & la mise en oeuvre de divers ma- tériaux de membrane, parmi lesquels les caoutchoucs ou élastomères synthétiques tels que le néoprène et le mono- mère d'éthylène-propylê_e-diène (EP Ii) et les résines synthétiques thermoplai:tiques telles que le polyéthylène chloré (OPE) et le chlorutre de polyvinyle (PVO) De tels matériaux sont disponibles sous des épaisseurs allant d'en- viron 0,75 mm à 1,6 mm ou plus. Il est préféré de faire appel à une membrane en poly- mère thermoplastique qui contient une quantité minimum de plastifiant, de sorte qu'il ne se produise pas de migra- tion appréciable de platifit, susceptible de donner lieu a une perte de elexmlité en usage prolongé Cepen- dant la composition patiolire de la membrane ne fait en soi pas parte de iinventiaonLa menbrane présente de préférence une épaisseur d'environ 0, 75 mn et elle est renforcée par des fibres synthétiques en vue de lui confé- rer une meilleure résistance à la perforation et de lui permettre de réasiste aux forcea de moulèvement Sur les dessins, l'paisseur de la membrane est exagérée dans un souci de clarté. Comme visible sur les fig I et 21 les bandes de menbrane perfectionnées 10 sont munies A intervalles lon- gitudinaux de pièces intercalaires transversales 11 ou vo- lets, fixées le long de leurs portions contiguës à la face inférieure de la bande L'une des extrémités de chaque pièce intercalaire est de préférence échancrée comme in- diqué en 12 dans un but qui sera exposé plus loin, et la portion contigu fixée 13 embrasse exactement la largeur de la bande Comme représent, ces pièces peuvent tre formées au moment de la fabrication de la bande en usine en disposant en chevauchement des portions de bande lon- gitudinales et en soudant à chaud ou en faisant adhérer d'autre manière la portion chevauchante marginale 13 de la bande supérieure à la portion contigu; de la bande inférieure, ce qui laisse la pièce intercalaire 11 libre et non fixée. Il est évident que le même résultat peut tre ob- tenu en fixant des bandes transversales à la face inférieure d'une bande longitudinale continue, auquel cas une portion de chaque bande transversale s'étendant tout le long de la portion de pièce sera solidarisée à la face inférieure de la bande continue, en laissant la pièce in- tercalaire libre et non fixée. Comme indiqué, les bandes perfectionnées 10 sont fournies en rouleaux R et sont déroulées sur la toiture, qui peut comprendre une couche de support en panneaux d'i- solation 14 disposée par-dessus un comble 15 qui peut être en bois, come représenté, ou en métal ou similaires. mesure du déroulement d'une bande, chaque pièce inter- calaire 11 successive est solidarisée au comble à inter- val Les par des agrafes métalliques 16 ou par un autre type d'organes de fixation bien connu, qui traversent le pan- neau d'isolation 14 et pénètrent dans le comble 15, et le bord longitudinal de la bande opposé aux extrémités 6 chan- crées des pièces intercalaires est également fixé au com- ble A intervalles par des agrafes 16 La pose du bord longitudinal opposé de la bande s'effectue de préférence en chevauchement sur la portion de bord longitudinale fi- x 6 e d'une bande antérieurement posée 10 '. Comne visible sur les fig 1 et 5, la portion de bord longitudinal en chevauchement de la bande 10 est sou- dée ou collée A chaud à la portion de bord sous-Jacente fixée de la bande 10 ' La largeur de chevauchement peut varier d'environ 5 à 10 centimètres Le sondage à chaud peut être effectué progressivement à l'aide d'une soudeuse à chaud électrique classique désignée dans son ensemble par le repère 18, laquelle applique de la chaleur par une tte 19 à la portion de bord chevauchante de la bande 10 et comporte un rouleau suiveur 20 destiné à favoriser l'obtention d'une bonne soudure Les échancrures 12 ména- gées dans les pièces intercalaires 11 sont destinées à faire en sorte que les extrémités des pièces intercalaires ne fassent pas obstacle à la réalisation d'une soudure étanche entre les portions de bord chevauchantes des ban- des 10 et 10 ' Lorsque le soudage à chaud des portions de bord longitudinal chevauchantes des bandes 10 est terminé, les attaches mécaniques ou agrafes se trouvent toutes complètement recouvertes, et aucune agrafe n'a donc be- soin d'être étanchéifiée. Comme visible sur la fig 4, les bandes parallèles sont posées de telle façon que les pièces intercalai- res fixées des bandes latéralement contigus soient déca- lées les unes par rapport aux autres de manière A arrêter ou à interrompre l'effet de soulèvement des forces de soulèvement dues au vent qui balayent la toiture L'écar- tement préféré entre les pièces intercalaires prévues sur chaque bande ne doit ordinairement pas dépasser environ 1,5 & 1,85 mètre Cet écartement peut être modifié en fonction de la robustesse de la membrane, des caractéris- tiques de tenue des agrafes utilisées, et des forces de soulèvement mises en Jeu pour une toiture particulière. En conséquence, les pièces intercalaires étant mutuelle- ment décalées, les bandes peuvent voir porter leur largeur à 3, 4, 5, 6 mètres ou plus tout en conservant la r 6 sis- tance voulue au soulèvement par le vent Pour des raisons de commodité, les bandes 10 des fig 1 et 4 sont repr 6- sentées relativement étroites, mais la fig 3 montre une bande plus large. Vu que la largeur des bandes 10 peut Otre portée & des valeurs largement supérieures à celle antérieurement en usage, le temps et le travail nécessaires au soudage à chaud des Jonctions ou Joints chevauchants, moins nom- breux, sont fortement réduits, et comme il s'agit d'une opération manuelle effectuée sur place, une grande partie des coûts de pose se trouve économisée Dans les couvertu- res de l'art antérieur o les bandes contigugs ne sont mécaniquement solidarisées au comble qu'à leurs bords chevauchant, la largeur des bandes ne doit pas dépasser environ 1,5 mètre afin d'assurer une résistance adéquate aux forces de soulèvement dues au vent. La présente bande de membrane perfectionnée et le procédé de couverture à simple épaisseur associé procurent une pose rapide et économique en réduisant au minimum le soudage à chaud manuel, ils conduisent à l'obtention d'une couverture étanche aux fuites qui résiste convenablement aux forces de soulèvement par le vent sans nécessiter de ballast et qui dissipe les forces de dilatation de la toiture L'invention permet de faire appel à des rouleaux de membranes larges, et elle est applicable tant aux combles a forte inclinaison qu'aux combles plats. 1 i 1 REVENDICATIONS 1. Procédé de pose d'une couverture à menbrane d'étanchéité à simple épaisseur sur un comble de toiture, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consis- tant à prendre des rouleaux (R) de bandes de membrane ( 10) comportant des pièces intercalaires transversales de membrane ( 11) fixées chacune le long de l'une de ses por- tions de bord à la surface inférieure desdites bandes à intervalles longitudinaux; à dérouler successivement les bandes c 8 te-à-cote sur le comble ( 14, 15) et paral- lèlement les unes aux autres avec contigufté de leurs por- tions de bord latéral marginales; à fixer mécaniquement au comble, par des moyens de fixation ( 16), les pièces intercalaires successives de chaque bande à intervalles transversaux; à fixer mécaniquement au comble au moins une portion de bord marginale de chaque bande à interval- les longitudinaux, et à réunir entre elles avec adhérence les portions de bord latéral marginales des bandes. 2. Procédé selon la Tevendication 1, caractérisé en ce que les pièee iterlealaires ( 1 i) sont fixées aux bandes ( 10) A intervalles d'environ 45 àa 1,85 mètre. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé on ce cue les pièces intercalaires ( 11) suc- cessives prévues sur les bandes ( 10) latéralement conti- gags sont décalées les unes par rapport aux autres. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une des portions de bord latéral marginales de chaque bande ( 10) est posée en recouvrement sur et réunie avec adhérence à la portion de bord margi- nal fixée mécaniquement de la bande immédiatement conti- gun. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une extrémité au moins de chaque pièce intercalaire ( 11) est échancrée de façon à dégager les portions de bord marginales chevauchantes des bandes ( 10). 6. Couverture de toiture à simple épaisseur, carac- térisée en ce qu'elle comprend des bandes parallèles ( 10) de membrane de couverture posées sur un comble ( 14, 15) de façon que leurs portions de bord marginales longitudi- nales soient contiguës, des moyens de fixation mécani- que ( 16) fixant au moins l'une des portions de bord mar- ginales de chaque bande au comble à intervalles longitu- dinaux, les portions de bord marginal étant réunies entre elles avec adhérence, chacune deadites bandes de membrane présentant des pièces intercalaires de membrane trans- versales ( 11) fixées le long de l'une de leurs portions de bors à la surface inférieure de la bande à intervalles longitudinaux, et des moyens de fixation mécanique ( 16) fixant lesdites pièces intercalaires audit comble à inter- valles transversaux. 7. Couverture selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que l'une au moins des extrémités de chaque pièce intercalaire ( 11) est échancrée de façon à dégager les portions de bord marginal contiguës des bandes ( 10). 8. Couverture selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les pièces intercalaires ( 11) suc- cessives des bandes ( 10) contigugs sont décalées lea unes par rapport aux autres. 9. Couverture selon l'une des reven Aications 6 A 8, caractérisée en ce que lesdites pièces intercalaires ( 11) sont espacées les unes des autres A intervalles d'environ 1,5 A 1,85 mètre. 10 Couverture selon l'une des revendications 6 A 9, caractérisée en ce que lesdites bandes de membrane ( 10) ont une largeur d'au moins 3 mètres. 11. Couverture selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que l'une des portions de bord marginal de chaque bande ( 10) est posée en recouvrement sur et réunie avec adhérence à la portion de bord fixée m&cani- quement de la bande ( 10) immédiatement contigal. 12. Couverture selon la revendication 11, caracté- risée en ce que l'une au moins des extrémités de chaque intercalaire ( 11) est échancrée de façon à dégager la portion de bord chevauchante fixée mécaniquement de la bande ( 10) immédiatement contigui. 13. Couverture selon l'une des revendications 6 à 8 et 10 & 13, caractérisée en ce que lesdites pièces intercalaires ( 11) sont séparées les unes des autres par des intervalles n'excédant pas 1,5 mètre environ. 14. Bande de membrane en matière de couverture pour toitures, adaptée à être posée sur un comble de toiture ( 14, 15), caractérisée en ce qu'elle comporte des pièces intercalaires transversales de membrane ( 11) fixées le long de l'une des portions de bord A l'une des faces de la bande ( 10) à intervalles longitudinaux, et en ce que lesdites pièces intercalaires sont adaptées à Otre fixées mécaniquement au comble ( 14, 15) afin de résister aux forces de soulèvement appliquées en service à la-couver- ture de toiture. 15. Bande selon la revendication 14, caractérisée en ce que la bande de membrane ( 10) est en matière ther- moplastique renforcée par des fibres. 16. Bande selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que les pièces intercalaires ( 11) sont échancrées au moins en l'une de leurs extrémités afin de faciliter le chevauchement de la portion de bord marginal longitudinal de la bande ( 10) avec la portion de bord mar- ginal d'une bande ( 10) latéralement contigus. 17. Bande selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisée en ce que les pièces intercalaires trans- versales ( 11) sont séparées les unes des autres par des intervalles non supérieurs à environ 1,5 mètre.