Brevet FR2691196A1 — publié le 19931119

La présente invention est relative à une couverture d'isolation étanche, en particulier pour terrasse, toiture ou analogue, comportant appliquées successivement sur un élément porteur du genre dalle en béton, une chape souple dite pare-vapeur, une couche d'un matériau isolant thermique et un revêtement ou membrane d'étanchéité externe. L'invention est plus particulièrement relative à une nouvelle composition et à un nouveau mode de fixation et de pose du matériau constituant le pare-vapeur et la couche de matériau d'isolation thermique, permettant d'isoler l'intérieur du bâtiment délimité en partie supérieure par la dalle de béton vis-à-vis de l'atmosphère externe, en évitant le passage de l'air ou de la vapeur d'eau de condensation à travers cette dalle, de l'intérieur vers l'extérieur ou vice versa, du fait de la porosité inéluctable du béton et des variations de température de part et d'autre de la dalle. On connalt la technique courante d'isolation d'une terrasse ou surface de ce genre à la partie supérieure d'un bâtiment, notamment formée d'un élément porteur résistant tel qu'une dalle de béton, armée ou non. A cet effet, on dispose sur cette dalle, dans la surface de celle-ci dirigée vers l'extérieur, une chape souple généralement constituée par une nappe ou armature en tissu ou voile, de verre ou de fibre synthétique, noyée dans une épaisseur appropriée d'un liant bitumineux qui, de façon classique, est un bitume oxydé, incorporant de préférence une charge d'agrégats convenables. Lors de la réalisation de la terrasse, le parevapeur est fixé, de préférence collé sur la dalle de béton, préalablement enduite d'une couche d'accrochage formée en général d'un film de bitume en solution déposé à froid, de même nature que celui de la chape, ou encore est solidarisé de la dalle après un chauffage au chalumeau de sa face en regard pour la faire fondre en surface avant qu'elle ne soit appliquée sur le béton. Sur la chape ainsi mise en place, on dispose ensuite, par le dessus, une épaisseur donnée d'un isolant thermique, notamment formé de plaques ou panneaux juxtaposés, en un matériau du genre de mousses de polyuréthane ou de polyisocyanate, parementées ou non, ou encore de mousses de polystyrène, expansées ou extrudées. Ces panneaux peuvent être fixés à la dalle formant l'élément porteur résistant par des moyens mécaniques qui les traversent, ainsi que le pare-vapeur situé entre ceux-ci et la dalle, mais cette solution est généralement peu favorable du fait qu'elle rompt la continuité du pare-vapeur à la traversée des organes de liaison, en exigeant la mise en oeuvre de dispositions complexes et d'un cout non négligeable au droit des perforations correspondantes pour restaurer l'étanchéité indispensable. C'est pourquoi on préfère généralement coller les panneaux sur le pare-vapeur, lui-même collé sur la dalle comme dit ci-dessus, au moyen d'un produit qui peut être soit un bitume déposé à chaud, de même nature que celui qui constitue la chape souple du pare-vapeur, soit en effectuant un collage partiel en des points convenablement répartis dans la surface en regard de ce pare-vapeur à l'aide d'une colle à froid, bitumineuse ou non. Enfin et à l'opposé du pare-vapeur sur leur face externe, les panneaux isolants sont recouverts d'un revêtement ou membrane d'étanchéité continue, également en un matériau incorporant un liant bitumineux, cette membrane étant formée de bandes ou lés étroitement soudés de l'un à l'autre selon leurs lisières où les bandes se chevauchent, celles-ci étant collées sur toute leur surface ou par points à l'aide à nouveau d'une pellicule de bitume déposée à chaud ou au moyen d'une colle bitumineuse ou non, ou encore grâce à un film adhésif prévu à la fabrication du revêtement et qui peut être protégé par une feuille de papier siliconé ou autre, apte à être retirée juste avant que le revêtement ne soit appliqué sur les panneaux isolants. Ce revêtement, une fois ainsi fixé sur la couche de panneaux isolants, est ensuite assujetti sur les bords de la terrasse, notamment sur les rives ou relevés latéraux prévus à la périphérie de la dalle de béton. Or, avec ces solutions classiques, on constate que, malgré les précautions qui peuvent être prises et en particulier le soin avec lequel le pare-vapeur, les panneaux isolants et le revêtement d'étanchéité sont successivement mis en place et solidarisés de l'un à l'autre, se produisent au niveau des panneaux isolants, notamment du fait des variations de température entre l'intérieur du bâtiment sous la dalle de béton et l'atmosphère externe au-delà de la membrane étanche, des mouvements alternés de ces panneaux qui, du fait de leur nature, ne présentent pas en présence de ces variations, une stabilité dimensionnelle appropriée. I1 en résulte un déplacement progressif des panneaux dans une direction donnée, ces panneaux subissant un mouvement relatif par rapport au pare-vapeur mais en entrainant le revêtement externe, en provoquant simulta nément un effort de traction dans son plan sur la membrane étanche qui d'un côté vers une des rives de la terrasse à laquelle elle est fixée forme des plis du fait de l'accumulation de matière, pendant que de l'autre cette membrane est mise sous tension croissante avec le risque qu'elle se déchire ou se décolle localement en dégarnissant la couche isolante et en ne jouant plus alors son rôle de revêtement étanche, en laissant passer des infiltrations d'eau qui peuvent être très préjudiciables. La présente invention vise une couverture d'isolation étanche qui évite ces inconvénients grâce à une nouvelle composition pour la chape souple constituant le pare-vapeur disposé sous la couche isolante, entre celle-ci et la dalle de béton, de façon à empêcher, pour les écarts de température usuellement rencontrés sous le climat du lieu où le bâtiment est érigé, tout déplacement relatif ou reptation de la couche isolante vis-à-vis de ce pare-vapeur et par suite toute formation de plis avec déchirement ou décollement localisé du revêtement externe. A cet effet, la couverture considérée comportant, sur un élément porteur formé d'une dalle de béton, un pare-vapeur constitué d'une chape souple comprenant une armature en un matériau non tissé en fibres synthétiques ou un tissu ou voile en fibres de verre ou autres, enduite de bitume, la chape étant prévue pour être disposée entre l'élément porteur et une couche d'un matériau isolant thermique, elle-même revêtue d'une membrane d'étanchéité externe, se caractérise en ce que le bitume d'enduction de l'armature du pare-vapeur est un bitume modifié, incorporant un polymère oléfinique et des charges minérales, dont la pénétration à l'aiguille de 100 gr. à 350 C est inférieure ou égale à 35/10 mm, la couche isolante étant fixée sur la chape au moyen d'une colle de liaison présentant une dureté supérieure ou au moins égale à celle de la chape, à la même température de 350 C. La rigidité de la chape souple à 350 C, appréciée par la valeur de la pénétration à l'aiguille de 100 gr. mesurée à cette température conformément aux dispositions de la norme NF T 66 004, est ainsi sensiblement équivalente à celle d'une chape classique, constituée d'un bitume oxydé de type 100/40, à 200 C environ. Si en outre et conformément à l'invention, une telle chape est fixée sur l'élément porteur comme dit ci-dessus et les panneaux isolants sur cette chape au moyen d'une colle dont la rigidité est au moins équivalente à celle de cette dernière, on constate de façon surprenante que les mouvements relatifs des panneaux isolants et par suite du revêtement d'étanchéité externe disparaissent, dans les conditions climatiques les plus généralement rencontrées, notamment dans la plupart des pays européens. De préférence, l'armature de la chape est formée au choix de fibres synthétiques du genre fibres de verre, de polyester, de polypropylène... En outre et selon une autre caractéristique également préférée, le bitume d'enduction de l'armature comporte un polymère oléfinique du genre polypropylène ou polyéthylène, ou copolymère éthylènepropylène, ou autres alpha-polyoléfine, comportant entre 3 et 35 % en poids d'oléfine et incorpore entre O et 30 % de charges. Selon le cas, ces charges peuvent être constituées par du carbonate de calcium, de la poudre d'ardoise ou d'autres matériaux pulvérulents équivalents. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ltépaisseur de la chape est comprise entre 1 et 5 mm et de préférence entre 2 et 3 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, la colle de liaison est une colle réticulée, du genre colle polyuréthane, mélangée ou non à du bitume, ou est une colle époxy. Cette colle est notamment déposée à froid sur la chape, préalablement fixée sur la dalle par fusion superficielle du bitume d'enduction avant application, ou au moyen d'un film de bitume d'accrochage déposé à chaud. Selon le cas, la colle est déposée sur la chape par points avec une répartition donnée, ou par bandes ou filets, ou encore est uniformément appliquée sur la surface de la chape. L'invention sera plus précisément exposée à travers la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre, donné à titre indicatif et non limitatif, et d'un appareillage permettant de vérifier expérimentalement les caractéristiques de la couverture d'isolation étanche ainsi realisée. Sur le dessin annexé : - La Figure 1 est une vue schématique d'une couverture d'isolation pour toiture ou analogue d'un bâtiment quelconque, réalisée conformément à un procédé classique, permettant d'illustrer les inconvénients d'une telle structure consécutivement aux variations des écarts de température entre l'intérieur et l'extérieur de ce bâtiment. - La Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1 mais dans laquelle la couverture de toiture est réalisée conformément à l'invention. - La Figure 3 est une vue d'un montage expérimental permettant de vérifier les résultats obtenus avec la couverture illustrée sur la Figure 2. Sur les Figures 1 et 2, la référence 1 désigne schématiquement un élément de support résistant, formant la partie supérieure d'un bâtiment quelconque et en particulier la toiture ou terrasse de celui-ci, cette dernière comportant notamment une dalle horizontale de béton 2 et sur les bords ou à la périphérie de celle-ci des rives ou relevés 3, permettant de délimiter entre eux au-dessus de la dalle une région 4 dans laquelle est disposée une couverture isolante et étanche désignée dans son ensemble sous la référence 5. Cette couverture est mise en place sur le dessus de la dalle 2 afin de protéger celle-ci et en particulier d'éviter des infiltations d'eau vers l'intérieur du bâtiment. Sur la Figure 1, la couverture 5 est réalisée d'une façon en elle-même connue dans la technique. Elle comporte notamment, appliquée contre la surface externe de la dalle 2, une chape souple 6, généralement désignée sous le terme de pare-vapeur, cette chape étant notamment destinée à éviter qu'en raison des variations des écarts de température entre d'une part l'intérieur du bâtiment sous la dalle et d'autre part l'atmosphère extérieure, au-dessus de la couverture 5, ne se produise un passage de l'intérieur vers l'extérieur ou vice versa, d'air ou de vapeur d'eau de condensation, en particulier en raison de la porosité inéluctable de la dalle de béton 2. La chape souple 6 constituant le pare-vapeur est formée de manière classique au moyen d'une armature (non représentée pour ne pas surcharger le dessin) de préférence constituée d'une nappe de fibres synthétiques non tissée ou encore d'un tissu ou voile de fibres de verre ou autres, noyée dans une épaisseur appropriée d'un liant bitumineux imprégnant la nappe, ce liant étant constitué par un bitume oxydé usuel dans cette technique, auquel sont avantageusement incorporées des charges minérales en quantités appropriées. La chape 6 est collée ou autrement fixée sur la surface supérieure en regard de la dalle 2 au moyen d'une pellicule de bitume d'accrochage déposée à chaud ou encore en chauffant au chalumeau la surface correspondante de la chape pour la ramollir et provoquer sa fusion partielle avant qu'elle ne soit appliquée sur le béton. De façon également classique et comme représenté sur la Figure 1, on dispose sur la chape 6 une couche 7 d'un matériau isolant thermique, généralement formée par la juxtaposition de panneaux 8 accolés, ces panneaux étant réalisés en divers matériaux, notamment en mousses rigides de polyuréthane, polyisocyanate, ou autres, parementées ou non, ou encore au moyen de mousses de polystyrène, expansées ou extrudées. Ces panneaux justaposés sont collés contre la surface supérieure du pare-vapeur 6, ce collage pouvant être réalisé comme précédemment au moyen d'une pellicule de bitume déposée à chaud avant application des panneaux ou encore avec une colle à froid, bitumineuse ou non. Ce collage peut être réalisé par points localement répartis ou selon toute la surface des panneaux comme schématiquement représentés sur la Figure 1. Enfin, on achève la couverture isolante en disposant sur la surface externe des panneaux 8 entre ceux-ci et l'atmosphère vers l'extérieur de la région 4, un revêtement ou membrane d'étanchéité 9, celle-ci étant également formée d'une feuille bituminée, cette membrane étant à nouveau collée sur toute la surface externe des panneaux ou seulement par points et prolongée sur ses bords par des éléments de recouvrement tels que 10, venant s'appliquer et se rabattre sur les rives ou relevés latéraux 3 de la dalle 2, le cas échéant avec interposition d'un élément de liaison 11, améliorant le collage du revêtement directement sur le béton aux endroits correspondants. La membrane assure ainsi une continuité en principe parfaite de l'étanchéité de la couverture. Mais avec une réalisation de ce genre, l'expérience montre que, en raison des variations de l'écart de température constaté, d'une part à l'intérieur du bâtiment sous la dalle où cette température est maintenue, toutes choses égales par ailleurs, à environ 200 en moyenne, et d'autre part à l'extérieur où elle peut varier selon la saison et le climat entre - 100 et 800 C, au soleil dans les régions tempérées, notamment en Europe continentale, se produisent des mouvements alternés et transversaux des panneaux isolants 8 vis-à-vis de la chape souple 6 formant le pare-vapeur. Ces mouvements, qui sont schématiquement évoqués par les flèches 12 sur la Figure 1, provoquent ainsi un déplacement cumulé des panneaux 8 qui entrainent avec eux le revêtement d'étanchéité externe 9, en créant dans ce dernier d'un côté la formation puis l'accumulation de plis 13, tandis que, à l'extrémité opposée de la membrane vers la rive de liaison 3, le revêtement comporte une partie 14 mise en tension de plus en plus élevée, risquant de provoquer son déchirement localisé, voire son décollement vis-à-vis des panneaux 8, en rompant l'étanchéité indispensable de la couverture et en autorisant dès lors des infiltrations d'eau qui peuvent être particulièrement préjudiciables. L'invention évite ces inconvénients, à l'aide d'une nouvelle composition de la chape souple 6 constituant le pare-vapeur, ainsi qu'un nouveau mode de solidarisation de ce dernier avec les panneaux isolants 8 de la couche 7, en particulier grâce à une colle dont la rigidité est adaptée à celle du pare-vapeur. Sur la Figure 2, on a ainsi représenté une couverture de toiture conforme à l'invention, pour laquelle on a repris des chiffres de référence identiques à ceux utilisés sur la Figure 1 pour désigner de l'une à l'autre des éléments semblables. On constate ainsi que, avec un pare-vapeur constitué d'une chape souple dont la composition est conforme à l'invention et notamment formée d'une armature imprégnée d'un bitume modifié comprenant entre 3 et 35 % d'un polymère oléfinique avec des charges usuelles représentant O à 30 % en poids de la chape, telle que la pénétration à l'aiguille de 100 gr. à 350 C soit inférieure ou égale à 35/10 mm selon la norme NF T 66 004, on ne constate aucun déplacement significatif des panneaux isolants 8. En particulier, le revêtement extérieur d'étanchéité 9 ne forme dans ces conditions aucun pli dans sa surface et ne risque aucune déchirure ou décollement, tout spécialement au voisinage des rives ou relevés latéraux de la dalle 2 dans les bords 10 de ce revêtement qui y sont reunis. Selon l'invention, ce résultat est acquis dans la mesure où, avec la chape souple réalisée ci-dessus, on met en oeuvre pour coller les panneaux isolants 8 sur cette chape 6 une colle de liaison rigide présentant une dureté supérieure ou au moins égale à celle de la chape à la même température de 350 C. Dans le mode de réalisation illustré sur la Figure 2, l'épaisseur de la chape 6 est de préférence choisie comprise entre 2 et 3 mm, ces dimensions pouvant s'étendre entre 1 et 5 mm. La colle utilisée est de préférence une colle réticulée du genre colle polyuréthane, mélangée ou non à du bitume, ou encore est une colle époxy. Elle peut être répartie uniformément en film sur toute la surface extérieure de la chape 6, comme dans l'exemple de la Figure 1, ou encore être disposée sur celle-ci selon des points de colle 15, localement distribués comme schématiquement illustré sur la Figure 2. La Figure 3 illustre un montage expérimental ayant permis de contrôler les conditions opératoires mises en oeuvre dans l'élaboration de la couverture étanche selon l'invention et de vérifier les résultats obtenus. Ce montage comporte à sa partie inférieure un banc thermique 16 dans lequel est établi entre une entrée 17 et une sortie 18 une circulation d'un fluide liquide thermostaté dont la température est réglable mais ajustée à celle qui règle à l'intérieur du bâtiment sous la dalle de béton 2, et qui représente par conséquent la température de cette dernière. La chape souple 6 constituant le pare-vapeur est disposée contre la face supérieure plane du banc 16, une couche 7 de panneaux isolants 8 étant disposée sur le dessus de la chape 6, en étant collée sur cette dernière par des points de colle 15, la chape et la colle étant conformes aux dispositions caractéristiques de l'invention déjà précisées, en ce qui concerne leur nature et leur composition. Sur le dessus de la couche 7 est enfin fixée une membrane d'étanchéité 9 également identique à celle utilisée dans la couverture représentée sur la Figure 2. En regard de l'assemblage ainsi réalisé, on dispose une rangée de lampes à infrarouge 20, propre à délivrer un flux calorifique que l'on peut faire varier de manière à modifier à volonté la température de l'atmosphère externe qui règne au-dessus de la couverture ainsi formée. Le cas échéant, on peut prévoir, entre les lampes 20, des serpentins 21 parcourus par un fluide réfrigérant, de telle sorte que, selon que ces lampes ou serpentins sont alternativement utilisés, la température externe puisse varier dans les plus larges limites, notamment entre - 100 et plus de 800 C. On prévoit par ailleurs, dans l'épaisseur de la couche isolante 7, au voisinage de la chape souple 6 formant le pare-vapeur et de part et d'autre du revêtement d'étanchéité 9, un ensemble de capteurs ou témoins de déplacement 22, judicieusement répartis sur toute l'étendue de la couverture. Enfin, on associe aux lampes de chauffage 20 et aux serpentins de refroidissement 21 un dispositif de commande (non représenté) permettant, en provoquant des séries de mises sous tension et d'extinction, un éventuel balayage de la couverture par des fronts de températures, pour simuler les conditions d'utilisation les plus extrêmes. On constate alors qu'avec une chape souple utilisant dans la composition précitée un bitume modifié incorporant un polymère oléfinique et en associant à cette chape une colle rigide dont les caractéristiques ont également été précisées, ne se produit aucun déplacement relatif de la couche isolante vis-à-vis du pare-vapeur, pour une température interne simulée de l'ordre en moyenne de 350 C de part et d'autre de la dalle de béton, ce qui correspond à la température maximale à laquelle cette dalle isolée peut être soumise en été dans un climat européen. Egalement, le banc d'expérimentation décrit ci-dessus permet de contrôler l'incidence relative des divers paramètres mis en oeuvre et de relever l'effet de synergie résultant de la combinaison d'une chape utilisant le bitume modifié proposé et d'une colle rigide dans les conditions prévues. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple plus spécialement envisagé dans ce qui précède ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Couverture d'isolation étanche, notamment pour terrasse ou analogue, comportant, sur un élément porteur (1) formé d'une dalle de béton (2), une pare-vapeur constitué d'une chape souple (6) comprenant une armature en un matériau non tissé en fibres synthétiques ou un tissu ou voile en fibres de verre ou autres, enduite de bitume, la chape étant prévue pour être disposée entre l'élément porteur et une couche (7) d'un matériau isolant thermique, elle-même revêtue d'une membrane d'étanchéité externe (9), caractérisée en ce que le bitume d'enduction de l'armature du pare-vapeur est un bitume modifié, incorporant un polymère oléfinique et des charges minérales, dont la pénétration à l'aiguille de 100 gr. à 350 C est inférieure ou égale à 35/10 mm, la couche isolante étant fixée sur la chape au moyen d'une colle de liaison présentant une dureté supérieure ou au moins égale à celle de la chape, à la même température de 350 C. 2 - Couverture d'isolation étanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'armature de la chape est de préférence formée de fibres synthétiques du genre fibres de verre, de polyester, ou de polypropylène. 3 - Couverture d'isolation étanche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le bitume d'enduction de l'armature de la chape comporte un polymère oléfinique du genre polypropylène ou polyéthylène ou copolymère éthylène-propylène ou autres alpha-polyoléfines, comportant entre 3 et 35 % en poids d'oléfine et incorpore entre O et 30 % de charges. 4 - Couverture d'isolation étanche selon la revendication 3, caractérisée en ce que les charges sont constituées par du carbonate de calcium, de la poudre d'ardoise ou d'autres matériaux pulvérulents équivalents. 5 - Couverture d'isolation étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'épaisseur de la chape est comprise entre 1 et 5 mm et de préférence entre 2 et 3 mm. 6 - Couverture d'isolation étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la colle de liaison est une colle réticulée, du genre colle polyuréthane, mélangée ou non à du bitume, ou est une colle époxy. 7 - Couverture d'isolation étanche selon la revendication 6, caractérisée en ce que la colle de liaison est déposée à froid sur la chape, préalablement fixée sur la dalle par fusion superficielle du bitume d'enduction avant application, ou au moyen d'un film de bitume d'accrochage. 8 - Couverture d'isolation étanche selon la revendication 7, caractérisée en ce que la colle de liaison est déposée sur la chape par points (15) avec une répartition donnée, ou est uniformément appliquée sur la surface de la chape.