Brevet FR2756858A1 — publié le 19980612

COUVERTURE DE TOIT AMELIOREE Domaine Technique L'invention concerne un nouveau type de couverture de toit améliorée par apport d'une isolation thermique et d'étanchéité, notamment pour des bâtiments industriels, des bâtiments de stockage voire d'habitation. Techniques antérieures L'invention concerne plus particulièrement des couvertures de toit du type comprenant dans l'ordre de bas en haut: une structure porteuse rigide, généralement en métal ou en bois, formant une charpente constituée de pannes, une couverture proprement dite fixée sur la structure porteuse par tous moyens appropriés, et généralement de forme ondulée (plaques en fibres ciment ou métallique) ou nervurée (bac acier, bac aluminium), une couche isolante, enfin, une membrane d'étanchéité posée sur la couche isolante et destinée à former barrière vis-à-vis de l'extérieur. On sait qu'à l'usage, les couvertures se fragilisent, s'abîment, se détériorent, deviennent parfois poreuses et perdent leur fonction d'étanchéité On peut alors les remplacer ou aménager sur la couverture, . soit une surtoiture constituée essentiellement d'une seconde couverture superposée à la couverture initiale qui s'est affaiblie, mais qui entraîne une surcharge sur la structure porteuse. soit un complexe étanche comprenant une couche isolante montée directement sur la couverture initiale. Dans ces conditions, il s'ensuit une nécessité de percer à la fois l'isolant et la couverture initiale. Or le perçage de la couverture initiale, notamment dans le cas où elle est réalisée en fibres amiante-ciment fragilise le support. En outre, comme le perçage est effectué en aveugle à travers la couche isolante, il est impossible d'assurer une aspiration de la zone de perçage, ce qui conduit à l'émission de poussières dangereuses pour la santé. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise une couverture de toit améliorée qui assure une excellente étanchéité de l'ensemble, qui permet d'assurer une bonne isolation thermique et acoustique, et une réfection des toitures déficientes tout en assurant une excellente tenue mécanique, et en respectant les contraintes et la réglementation spécifiques aux fibres d'amiante et analogue. Description sommaire de l'invention L'invention concerne une couverture de toit améliorée, du type comprenant dans l'ordre de bas en haut: une structure porteuse rigide formant charpente, une couverture proprement dite fixée sur la structure porteuse, une couche isolante, une membrane d'étanchéité posée sur la couche isolante destinée à former barrière vis-à-vis de l'extérieur. Cette couverture se caractérise: - en ce que la couche isolante est formée d'une pluralité de panneaux contigus et dont les bords en regard, destinés à s'engager l'un dans l'autre, présentent une forme générale en Z - et en ce que l'ensemble comporte également un profil rigide en Z dont la branche inférieure est fixée dans la structure porteuse en traversant la couverture proprement dite, et dont la branche supérieure est reliée à des moyens de fixation de la membrane et de la couche isolante, tandis que la branche médiane du profil en Z épouse le contour en regard des panneaux isolants. En d'autres termes, l'invention consiste dans le type de couverture de toit décrit ci-dessus, à mettre en oeuvre un profil rigide en forme de Z, destiné à reporter sur la structure porteuse toutes les charges dynamiques, et notamment celles dues au vent. Ainsi, le profil en Z reçoit des organes de fixation à la membrane extérieure et à la structure porteuse, de manière à ce que les sollicitations dues à l'effet du vent soient supportées par la structure porteuse, et non plus comme précédemment par la couverture proprement dite. Dans une première forme de réalisation avantageuse, la couverture présente une forme sinusoïdale régulière et est notamment en plaques métalliques ou fibresciment , plus particulièrement en fibres d'amiante. Dans cette forme de réalisation, le moyen de fixation du profil rigide en Z comprend une entretoise rigide positionnée à travers l'épaisseur de la couverture et intercalée entre la structure porteuse et le dessous de la branche inférieure du profil en Z, de sorte que tous les efforts d'arrachement du complexe étanche sous l'effet du vent sont transmis par le biais de la branche inférieure du profil en Z et de l'entretoise, sur la structure porteuse et non pas sur la couverture sinusoïdale. Ainsi, on évite tout contact de sollicitation entre le galbé du creux de l'onde de la couverture initiale et le profil en Z Dans une seconde forme de réalisation, la couverture proprement dite présente des nervures régulièrement espacées et est lorsqu'elle est réalisée en métal connue sous le nom de bac acier ou bac aluminium. Dans cette forme de réalisation, la couche isolante peut être réalisée en deux parties distinctes, à savoir respectivement une première partie (ou lit) inférieure disposée entre les nervures pour combler l'espace défini entre lesdites nervures, et une seconde partie supérieure pour recouvrir le tout. Elle peut également être constituée de panneaux plans en surface et découpés en sous face à la forme des nervures du bac. Avantageusement, entre les bords supérieurs en regard de deux panneaux isolants contigus, on dispose un joint intercalaire lui-même isolant destiné à former joint d'étanchéité à l'air et surtout à former rupture du pont thermique. En pratique, le profil rigide en Z caractéristique de l'invention est en métal, notamment en acier galvanisé. Le moyen de fixation de la membrane extérieure d'étanchéité sur la branche supérieure du profil caractéristique en Z comprend avantageusement un organe d'attache de ladite membrane, tel qu'un disque d'ancrage, et une vis traversant une partie de l'épaisseur de l'isolant pour venir se fixer dans la branche supérieure du profil en Z, la tête de la vis et de l'organe d'appui étant recouverts d'une membrane étanche soudée sur la membrane contiguë, de marnière à bien assurer l'étanchéité de l'ensemble. Dans une forme de réalisation pratique, la portion de recouvrement est assurée par la membrane suivante qui vient se superposer sur la fixation mécanique en la recouvrant. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent à l'appui des trois figures annexées. Brève description des figures La figure 1 illustre en coupe une forme de réalisation utile pour les couvertures en plaques ondulées fibres-ciment. La figure 2 est une représentation schématique en coupe du profil en Z caractéristique de l'invention. La figure 3 est une représentation en coupe d'une seconde forme de réalisation de l'invention applicable aux couvertures nervurées du type bac métallique, notamment bac acier. Manière de réaliser l'invention La figure 1 comme déjà dit, représente une forme de réalisation de l'invention applicable aux couvertures de toits ondulés en fibres-ciment (1), par exemple de 6,5 mm d'épaisseur formé par des panneaux successifs de 87,5 cm de largeur utile se recouvrant à leurs extrémités (2,3). Ces plaques (1) reposent sur une structure porteuse (4) formée de pannes métalliques. La face supérieure (8) de la plaque ondulée (1) est recouverte d'une couche isolante (10) formée d'une pluralité de panneaux contigus (11,12) dont les bords (13,14) destinés à s'engager l'un dans l'autre, présentent une forme générale en Z. Ces panneaux contigus isolants peuvent être réalisés en toute matière appropriée, tel que polystyrène expansé, polyuréthanne, laine de roche, laine minérale, etc... La forme générale caractéristique en Z de découpe de l'extrémité des panneaux, comprend essentiellement de bas en haut une première partie verticale (15) sur environ deux tiers de l'épaisseur, une portion horizontale (16) et une portion terminale verticale (17). Les références (60) désignent des gorges ou des rainures destinées à permettre le logement des boulons des organes de fixation de la couverture initiale. Selon une seconde caractéristique importante de l'invention, I'ensemble comporte également un profil rigide en Z (20) montré en coupe à la figure 2. Ce profil caractéristique rigide en Z est avantageusement en métal, par exemple en tôle d'acier galvanisé. Il comprend essentiellement trois parties, respectivement une branche inférieure (21), une branche médiane (22) destinée à coopérer avec (15), et une branche supérieure (23) destinée à reposer sur les bords (16) du panneau. Dans une forme de réalisation pratique, ce profil en Z réalisé dans une tôle d'acier galvanisé de un ou deux millimètres d'épaisseur, et la branche médiane (22) a une longueur sensiblement double de la longueur des branches (21,23). Ce profil caractéristique rigide en Z (20) permet essentiellement de rapporter la charge au vent de l'ensemble supérieur sur la structure porteuse, en maintenant fermement les panneaux isolants (11,12) et la membrane d'étanchéité (40). Le moyen (30) de fixation du profil rigide en (20) sur la structure porteuse, comprend essentiellement une entretoise (31) rigide, traversant par un orifice approprié, I'épaisseur de la couverture (1) intercalée entre la face supérieure de la structure porteuse (4) et le dessous de la branche inférieure (21) du profil caractéristique en Z (20). Dans une forme de réalisation pratique, I'entretoise caractéristique (31) également en acier galvanisé, est un tube cylindrique de hauteur de 1 à 2 cm, et de diamètre 2 cm environ pour une épaisseur d'environ 2 mm. La face supérieure (18) de la couche isolante est recouverte d'une membrane d'étanchéité (40) d'usage courant pour cette application, par exemple à base de polychlorure de vinyle, de polyoléfine, voire de bitume. Cette membrane d'étanchéité (40) est fixée par tous moyens mécaniques sur la branche latérale supérieure (23) du profil caractéristique en Z, notamment au moyen d'une vis (41) auto-perceuse, associée à un disque d'ancrage (42) ou analogue. rour assurer l'étanchéité de l'ensemble, la membrane contiguë suivante (45) recouvre (46) I'élément de fixation mécanique et est relié à la membrane (40) par une soudure (47) ou analogue. Entre les bords supérieurs (17) en regard de deux panneaux isolants adjacents (11,12), on intercale un joint (50) lui-même isolant, destiné à former joint d'étanchéité à l'air et à former rupture du pont thermique. Comme déjà dit, cette forme de réalisation présente les avantages essentiels, d'une part d'assurer une bonne tenue mécanique puisque les sollicitations de traction sont reportées non plus à la couverture (1), mais sur la structure porteuse (4), d'autre part de présenter également d'excellentes qualités thermiques. En effet, comme le profil en Z a sa branche supérieure (22) à l'intérieur de la couche isolante, et grâce au joint (10,50), on assure une rupture du pont thermique entre la couverture initiale (1) et l'extérieur. Enfin, comme la mise en place de l'ensemble nécessite peu d'opérations de perçage de la couverture, si ce n'est pour le passage de l'entretoise (31), ces passages peuvent être commodément réalisés avec des systèmes de perceuses combinées avec un système d'aspiration des poussières, afin d'éviter l'émission et donc les risques d'inhalation dangereuse de poussières d'amiante. Enfin et surtout, cette technique permet de réaliser une réhabilitation des couvertures en amiante-ciment, et par là d'éviter la dépose dangereuse et la mise en décharge de ces plaques fibres-ciment. La figure 3 illustre un mode de mise en oeuvre de l'invention avec des couvertures métalliques type bac bac acier (70) ou bac aluminium > , formées de nervures (71,72) régulièrement espacées. Pour faciliter la compréhension ou la lecture, les mêmes références qu'à la figure 1 ont été utilisées. Toutefois, dans cette forme de réalisation particulière, la couche isolante intercalaire peut être réalisée en deux parties distinctes, respectivement une première partie inférieure (81,82) disposée entre les nervures (71,72) pour combler I'espace défini entre ces nervures, et une seconde partie supérieure (83) pour recouvrir le tout et destinée à recevoir sur le dessus la membrane (40). Dans ce cas, le profil caractéristique rigide en (20) prend appui: - par sa branche latérale inférieure (21) directement sur le dessus du bac acier (70) en (73), et donc sur la structure porteuse (5), - par sa branche médiane (22) sur les bords des blocs isolants (81) et (82) - et par sa branche latérale supérieure (23) sur le dessus du bloc (82). Dans une forme de réalisation pratique, les disques d'ancrage (42) peuvent être remplacés par des plaquettes oblongues ou un rail non représentés. La structure conforme à l'invention présente comme déjà dit de nombreux avantages. Ainsi, on prolonge la durée de vie de la couverture en rapportant une isolation thermique et une étanchéité qui la protègent des intempéries on évite la dépose et la mise en décharge contraignantes des plaques de couverture fibres-ciment . on limite le perçage de la couverture tout en aspirant les poussières d'amiante-ciment et ceci sans fragiliser les plaques. on répartit les charges statiques tels que les poids de neige et on diminue les risques lors des déplacements des personnes en toiture on reporte les charges dynamiques dues notamment au vent directement sur la structure porteuse initiale. REVENDICATIONS 1/ Couverture de toit améliorée, du type comprenant dans l'ordre de bas en haut: une structure porteuse rigide (4), une couverture (1) proprement dite fixée sur la structure porteuse, une couche isolante (10), une membrane d'étanchéité (40) posée sur la couche isolante (10), et destinée à former barrière vis-à-vis de l'extérieur, caractérisée: - en ce que la couche isolante (10) est formée d'une pluralité de panneaux contigus (11,12) dont les bords en regard (13,14), destinés à s'engager l'un dans l'autre, présentent une forme générale en Z (15,16,17); - et en ce que l'ensemble comporte également un profil rigide en Z (20) dont la branche inférieure (21) est fixée dans la structure porteuse (4) en traversant la couverture proprement dite (1), et dont la branche supérieure (23) est reliée à des moyens de fixation (41) de la membrane (40) et de la couche isolante (10) tandis que la branche médiane (22) du profilé en Z (20) épouse le contour (15,16) en regard des panneaux isolants (11,12). 2/ Couverture de toit améliorée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couverture présente une forme sinusoïdale régulière. 3/Couverture de toit améliorée selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couverture de forme sinusoïdale régulière est en fibres-ciment. 4/ / Couverture de toit améliorée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen de fixation (30) du profil rigide en Z (20) comprend une entretoise rigide (31) positionnée à travers l'épaisseur (32) de la couverture (1), et intercalée entre la structure porteuse (4) et le dessous de la branche inférieure (22) du profil en Z (20). 5/ Couverture de toit améliorée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couverture (70) présente des nervures (71,72) régulièrement espacées. 6/ Couverture de toit améliorée selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couverture (70) forme un bac métallique (bac acier, bac aluminium). 7/ Couverture de toit améliorée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le profil rigide en Z (20) est en métal. 8/ Couverture de toit améliorée selon les revendications 1 et 7, caractérisée en ce que le moyen de fixation de la membrane (40) sur la branche supérieure (23) du profil en Z (20) comprend un organe d'appui (42) sur la membrane et une vis (41) traversant une partie de l'épaisseur de l'isolant pour se fixer dans la branche supérieure (23) du profil en Z (20), la tête de la vis (41) et de l'organe d'appui (42) étant recouvertes d'une membrane étanche (46) soudée (47) sur la membrane contiguë(45). 9/ Couverture de toit améliorée selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la couche isolante (80) est réalisée en deux parties distinctes, à savoir une première partie inférieure (81,82) disposée entre les nervures (71,72) pour combler l'espace défini entre lesdites nervures (71,72), et une seconde partie supérieure (83) pour recouvrir le tout. 10/ Couverture de toit améliorée selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que entre les bords supérieurs (17) en regard de deux panneaux isolants contigus (12), on dispose un joint intercalaire (50) lui-même isolant destiné à former joint d'étanchéité et à former rupture du pont thermique.