Brevet FR2636995A1 — publié le 19900330

La présente invention concerne un composant de toiture à isolation intégrée. Traditionnellement, l'isolation d'une toiture est exécutée après la pose de la couverture, sous les chevrons, de sorte que les pannes, pièces ma?tresses de la charpente, sont enfermées entre le plafond et la couverture. D'une part, le bois constituant les pannes ne peut donc pas ètre directement entretenu et d'autre part, l'épaisseur de l'isolation réduit d'autant le volume habitable. Plus récemment, sont apparus sur le marché des caissons isolants dits "chevronnés" qui intègrent l'isolation à la pose de la charpente. I'inconvénient de ces caissons chevronnés dont la partie isolante est indissociable des chevrons qui les composent réside dans leur poids. On connalt également des panneaux isolants dits "panneaux sandwich" qui intègrent également l'isolation à la pose de la charpente, mais qui présentent également l'inconvénient d'être de poids important mais aussi d'etre de dimensions fixes de sorte qu'ils ne sont pas adaptés aux réfections de toiture où l'on rencontre très souvent des pannes d'écartement variable. Le but de la présente invention est de proposer un composant de toiture à isolation intégrée qui soit de mise en place aisée, qui permette des distances entre appuis variables et qui laissent les pannes et une partie des chevrons apparente. Ainsi, le composant de toiture à isolation intégrée conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un élément isolant thermiquement formant caisson isolant de forme générale parallélipipéd;qae en astre entre deux poutres chevrons. De préférence, chaque poutre formant chevron pré- sente une section en forme de I et comporte deux semelles en bois massif reliées par une âme en matériau non métallique tel qu'un panneau de fibres de bois dures, les semelles et l'âme étant reliées par collage, pointage ou procédé mixte. De préférence encore, l'élément isolant est réalisé en un matériau isolant rigide ou semi-rigide tel que du polystyrène expansé et les faces de 1 'élément isolant adjacentes au chevron sont échancrées de manière à épouser le profil des chevrons etlou à s'encastrer entre les semelles de chaque chevron. -a pose du composant de toiture conforme à l'invention s'effectue traditionnellement en clouant sur la charpente un premier chevron puis en plaçant le caisson isolant préalablement mis à longueur si nécessaire, contre la poutre-chevron. La tenue momentanée du caisson contre la poutre-chevron est assurée par ltencastrément de ce caisson entre les semelles de la poutre-chevron. La pose du deuxième chevron assure la tenue mécanique définitive du caisson isolent.Le type de chevron utilisé, aisément recoupable à la longueur voulue, autorise une pose entre appuis ou pannes d'écartement variable. te fait que le caisson isolant ne soit pas relié de manière fixe aux poutres formant chevron permet en outre de manipuler le composant de toiture conforme à l'invention sous la forme d'éléments séparés dont les poids sont réduits et par conséquent permet un approvisionnement plus aisé du chantier et une pose moins contraignante. Selon une caractéristique avantageuse de invention, le caisson isolant comprend du côté de la couverture une couche isolante en mousse de polyuréthanne La couche en polyuréthanne protège le polystyrène expansé des effets de sublimation en cas de température de sous-toiture particulièrement élevée. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la face inférieure des poutres formant chevron est teintée et/ou vernie ou peinte tandis que la face inférieure du caisson isolant est recouverte d'une protection du type pare-vapeur pouvant elle-meme être recouverte d'une couche d'un matériau décoratif de finition inférieure. Ze composant de toiture conforme à l'invention permet ainsi de réaliser très facilement un plafond fini avec chevrons apparents. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un intervalle est ménagé entre la face supérieure du caisson isolant et la face supérieure de chaque poutre-chevron, cet intervalle permettant d'assurer la ventilation de la sous-toiture conformément aux normes de construction en vigueur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: La Figure 1 est une vue en perspective partielle d'une toiture réalisée au moyen du composant de toiture conforme à l'invention. -a Figure 2 est une vue en coupe selon le plan II-II de la Figure 1, et les Figures 3A, 3B et 3C sont des vues en coupe selon le plan III-III de la Figure 1. Aux Figures annexées, et en particulier aux Figures 3A et 3B, on voit que le composant de toiture à isolation intégrée 10 conforme à l'invention comprend essentiellement un élément isolant thermiquement formant caisson isolant 1, réalisé en matériau non métallique tel que du polystyrène expansé, de forme générale parallélipipédique encastré entre deux poutres 2 formant chevron. Chaque poutre 2 formant chevron qui présente une section en forme de I, est par exemple une poutre distribuée sur le marché sous la marque déposée NORDET. Chaque poutre 2 comporte ainsi deux semelles, une semelle supérieure 3a et une semelle inférieure 3b, réalisées en bois massif et reliées par une âme 4 en panneau de fibres de bois dures. -es semelles 3a, 3b et l'âme 4 sont reliées par collage. les faces du caisson isolant 1 adjacentes au chevron 2 sont échancrées de manière à épouser le profil des chevrons 2 et à s'encastrer entre les semelles 3a, 3b de chaque chevron. Ainsi le composant de toiture 10 conforme à l'invention peut être livré sous forme de kit comprenant des poutres formant chevrons 2 et des caissons isolants en polystyrène expansé l dont les longueurs peuvent être facilement adaptées au type de toiture å réaliser. Les poutres chevrons 2 utilisées du type NORDET sont homologuées par le CSTB (Avis Technique du CSTB N03/85-139 et certificat de qualification NO 130). Elles ont une hauteur préférentielle de 200 mm, ce qui permet une isolation d'épaisseur d'environ 160 mm. Si une plus grande épaisseur d'isolant est nécessaire, il existe des poutres de plus grandes dimensions. Le caisson isolant I peut être réalisé en polystyrène expansé de classe 3 dont le coefficient de conductivité thermique lambda vaut 0,039 W/m2 oC. Pour les locaux recevant du public, ou en cas de demande spécifique, le caisson isolant I peut être exécuté en polystyrène expansé ignifugé de classe Ml. Selon une variante de réalisation, le caisson isolant l comprend (voir Figure 3B) du côté de la couverture 6, une couche isolante 5 en mousse de polyuréthanne. Ce matériau qui présente une bonne résistance aux températures élevées permet de préserver l'isolant polystyrène de l'effet de sublimation en cas d'utilisation du composant de toiture 10 dans des régions méridionales où les températures extérieures sont généralement élevées Comme on le voit aux Figures 3A et 3B, un intervalle i est ménagé entre la face supérieure lb du caisson isolant l et la face supérieure 2b de chaque poutre-chevron 2. 'intervalle i permet d'assurer la ventilation de la sous-toiture conformément aux normes en vigueur. La face inférieure la du caisson isolant l est de préférence recouverte d'une protection pare-vapeur, par exemple du type complexe aluminium - polyéthylène. Dans le cas où la mise en oeuvre d'un plafond fini avec chevrons apparents est requise le composant de toiture 10 comprend des poutres-chevrons 2 dont la face inférieure 2a est teintée etlou vernie ou peinte et un caisson isolant l dont la protection pare-vapeur de la sous-face la est revêtue d'une couche de finition du type papier, tissu ou moquette. Les matériaux utilisés peuvent être classés au feu pour une uti 1 isolation dans des locaux recevant du public.Si nécessaire, un intervalle peut autre ménagé entre la face inférieure la du caisson isolant 1 et la face inférieure 2a des poutreschevrons 2 de manière à réaliser un relief prononcé du chevronnage au plafond. Selon une variante avantageuse de l'invention, le caisson isolant i comprend (voir Figure 3C), du côté intérieur. une couche 15 de matériau rigide telle qu'une plaque de plâtre, un panneau de bois ou une feuille de métal comprenant ou non la finition et/ou le pare-vapeur. Un tel caisson isolant est plus particulièrement destiné à un usage dans des locaux recevant du public car la couche 15, en cas d'incendie. évitera 1 teffondrement du matériau isolant qui, dans ce cas, peut être de la laine minérale. Afin de parfaire l'étanchéité à l'air, un joint compressible Il est disposé (voir Figures 3A et 3B) entre le caisson isolant 1 et chaque poutre-chevron 2 du côté de la couverture -es Figures 1 et 2 représentent en vue partielle une toiture réalisée au moyen du composant de toiture 10 conforme à i' invention. Le montage du composant de toiture 10 selon l'invention se fait traditionnellement sur les poutres-pannes 7 destinées à supporter les poutres-chevrons 2 du composant 10. Il n'y a pas de sens de montage à respecter puisque les éléments du composant 10 sont symétriques. ire montage se fait tout d'abord en clouant la première poutre-chevron 2 sur les pannes 7 en veillant à son parfait alignement. Quand cette poutre 2 est fixée, on empile les caissons isolants l après avoir fait une coupe de départ et en veillant à bien encastrer les faces feuillurées des caissons l dans la poutre-chevron 2. De la meme manière, on met ensuite en place la seconde poutre-chevron 2 du composant 10 qui vient bloquer les caissons isolants 1. Les chevrons 2 du composant 10 sont par exemple cloués sur les pannes 7 transversalement à celles-ci. La finition sera réalisée par remplissage des vides éventuels entre les composants de toiture 10 et les murs de rive et de soutien à l'aide de mousse expansive. Au faitage. on remplira également l'espace entre les composants de toiture 10 de chaque rampant à l'aida de mousse expansive afin d'assurer la continuité de l'étanchéité de l'isolation. -es composants de toiture 10 une fois posés offrent la meme structure de chevron qu'un toit traditionnel et conviennent ainsi pour tous les types de couvertures telles que tuiles en terre cuite, béton petit moule ou grand moule, ardoises, bardeaux ou crochets, ainsi que toute couverture sur panneaux rapportés. La mise en place de la couverture suit la pose des composants de toiture 10. Ainsi, les liteaux, voliges ou panneaux-supports 8 (voir Figure 1) sont disposés sur les chevrons 2b des composants 10 conformément aux règles de l'art. -e délai entre la mise en place des composants 10 et la pose de la couverture ne doit pas excéder de préférence quatre jours. Au delà il conviendra de prévoir une protection provisoire par bâchage ou analogue. -e composant de toiture à isolation intégrée 10 conforme à l'invention a été conçu plus particulièrement pour la réfection de toiture où se posent très souvent le problème d'écartement des pannes (écartement variable selon les chantiers) et celui d'approvisionnement des chantiers. En outre dans les dispositifs classiques d'isolation les pannes, pièces mal tresses de la charpente, sont généralement entre le plafond et la couverture. Le composant de toiture conforme à l'invention laisse les pannes apparentes et permet ainsi d'entretenir le bois et de le traiter si nécessai re.'e volume habitable est aussi rendu maximal. De part sa conception, le composant de toiture conforme à l'invention peut également être utilisé comme fermette, murs extérieurs porteurs ou non porteurs. murs rideaux, cloison séparative à isolation intégrée à l'avancement de la pose. Il peut aussi être utilisé pour la construction de bâtiments agricoles qui nécessitent une isolation des toitures, comme c'est le cas des bâtiments d'élevage ou de certains bâtiments de stockage. Dans ce cas, les poutres 2 de chaque composant 10 sont utilisées en poutres-pannes. perforées sur le haut de l'âme 4 pour le passage des eaux de ruissellement accidentelles. La largeur des caissons isolants est fonction du matériau de couverture et égale par exemple à la longueur utile d'une plaque de fibro-ciment dans le cas d'une telle toiture.La vendilation de la sous-toiture est assurée par des perçages dans la partie supérieure de l'âme 4 ou par la couverture elle-même (plaques de couvertures ondulées). L'utilisation du composant de toiture à isolation intégrée conforme à l'invention procure plusieurs fonctions simultanées: des chevrons auto-portants. une isolation thermique appropriée la sous-toiture donc une mise hors d'eau immédiate et une finition intérieure éventuelle. Contrairement aux dispositifs connus sous l'appellation "sandwich", le composant de toiture selon l'invention autorise des distances entre pannes variables et dépassant parfois les 4 m de projection horizontale selon les chantiers. De plus la résistance du composant de toiture n'est pas liée à l'épais- seur d'isolant puisque celle-ci est fournie par les poutres. Finalement. de part sa conception, le composant de toiture selon l'invention autorise tous les accidents de toiture ainsi que les poses sur des chantiers difficilement accessibles. En effet une poutre chevron 2 de 7 m de lon gueur et 200 rrm d'"épaisseur ne pèse que 20,3 kg et peut être apportée à pied d'oeuvre même en passant par les fenê- tres. re composant de toiture selon l'invention procure une économie sur les chantiers tant en ce qui concerne les quantités de matériau mises en oeuvre mais également en ce qui concerne les coûts de main d'oeuvre. On citera à titre d'exemple les économies liées à la diminution du nombre de pannes qui génèrent une économie de bois et de main d'oeuvre. celles liées à la séparation de l'isolant et de la poutre chevron qui permet un approvisionnement plus aisé du chantier et une pose moins contraignante et celles résultant de la finition des sous-faces du composant de toiture 10, qui évite le retour sur le chantier pour la finition des plafonds, En outre la pose du composant de toiture 10 se fait très facilement à deux ouvriers sans l'aide d'une grue et le composant 10 se travaille à l'aide d'outils classiques de chantier tels que scie circulaire ou scie égoine. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Ainsi, un intervalle pourrait être ménagé entre la face inférieure la du caisson isolant 1 et la face inférieure 2a de chaque poutre chevron 2 de manière à laisser les poutres chevrons apparentes si nécessaire. De mame. la couche de matériau décoratif fixée sur la sous-face la du caisson l pourrait faire office de parevapeur En outre, 1' intervalle entre la face supérieure lb du caisson 1 et la face supérieure 2b de chaque poutrechevron 2 pourrait être supprimé dans le cas de l'utilisa- sation du composant 10 en poutre panne, le matériau de couverture comprenant lui-même des moyens de ventilation (plaquas ondulées). Finalement. la face supérieure lb du caisson 1 pourrait etre recouverte d'un matériau du genre pare-vapeur alu minum qui réfléchirait une partie des ondes infrarouges et participerait ainsi à l'isolation générale. -es signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Composant de toiture (10) à isolation intégrée, caractérisé en ce qu' il comprend un élément isolant thermiquement (l) de forme générale parallélipipédique encastré entre deux poutres (2) formant chevron. 2. Composant de toiture selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre (2) formant chevron présente une section en forme de I. 3. Composant de toiture selon la revendication I ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque poutre (2) formant chevron comporte deux semelles (3a, 3b) en bois massif reliées par une âme (4) en matériau non métallique. 4. Composant de toiture conforme à la revendication 3. caractérisé en ce que les semelles (3a, 3b) et l'âme (4) sont reliées par collage, clouage ou analogue. 5. Composant de toiture selon l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que l'élément isolant (1) est réalisé en matériau rigide ou semi-rigide. 6. Composant de toiture selon l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce que le caisson isolant (1) est en polystyrène expansé. 7. Composant de toiture selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faces de l'élément isolant (l) adjacentes aux chevrons (2) sont échancrées de manière à épouser le profil des chevrons (2) et/ou à s'encastrer entre les semelles (3a, 3b) de chaque chevron (2). 8. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément isolant (1) comprend du côté de la couverture une couche isolante (5) en mousse de polyuréthanne. 9. Composant de toiture selon 1 'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la semelle inférieure (3a) des poutres formant chevron (2) est partiellement teintée etiou vernie ou peinte 10. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un intervalle (i) est ménagé entre la face supérieure (lb) de l'élément isolant (l) et la face supérieure (2b) de chaque poutre-chevron (2). 11. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face inférieure (la) de l'élément isolant (l) est recouverte d'une protection du type pare-vapeur. i2. Composant de toiture selon la revendication 11, caractérisé en ce que le pare-vapeur est recouvert d'une couche d'un matériau décoratif ou est constitué d'un matériau décoratif. i3. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (ll) est interposé entre l'élément isolant (1) et chaque poutre-chevron (2) du côté de la couverture. 14. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes. caractérisée en ce que l'élément isolant (l) comprend du côté de sa face inférieure une couche (lys) d'un matériau rigide. 15. Composant de toiture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un intervalle est ménagé entre la face inférieure (la) de l'élément isolant (l) et la face inférieure (2a) de chaque poutre-chevron (2).