Brevet FR2958951A1 — publié le 20111021

La présente invention concerne des isolations de toiture pour bâtiments. En premier lieu, l'invention se rapporte à des panneaux d'isolation intérieure pour toiture. Une toiture est faite généralement avec des chevrons inclinés espacés d'environ 600mm, et reliant une poutre basse latérale (appelée panne sablière) à une poutre supérieure horizontale (appelée panne faitière). Ensuite des lattes horizontales sont fixées sur lesdits chevrons avec un espacement permettant le montage de tuiles. Pour isoler par l'intérieur une telle toiture, il faut principalement remplir d'isolant l'espace laissé libre entre les chevrons, lequel laisse passer très facilement la chaleur. La qualité d'une telle isolation dépendra du bon remplissage de l'espace, et du maintien dans le temps de ce bon remplissage. Si des espaces sont laissés vides, où l'air peut circuler, et ainsi l'air chaud et l'air froid peuvent se mélanger, cela constitue des «ponts thermiques », par où la chaleur va passer préférentiellement, et l'isolation sera globalement détériorée et inefficace. Si on réussit une bonne isolation entre les chevrons, c'est le chevron lui-même qui finit par laisser passer plus de chaleur que l'isolant ajouté, et constitue lui-même un pont thermique. On peut alors améliorer l'isolation globale en supprimant également ce pont thermique. Les isolations intérieures pour toiture sont réalisées selon l'état de la technique par exemple par des laines minérales, laine de verre ou laine de roche, enfermées entre deux chevrons. L'inconvénient principal de cette solution réside dans la faible durée de la performance d'isolation. En effet les laines minérales sont isolantes grâce à de l'air emprisonné dans les fibres. Déjà à la pose, on perd environ 15% de la performance par la pression exercée pour la manutention et la pose. Une partie de l'air s'échappe ainsi immédiatement. Ensuite, sous l'effet de l'humidité et de la poussière, la laine s'affaisse, et d'avantage d'air s'échappe. Un rapport du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) indique que 10 ans après la pose, la performance d'isolation est tombée à 15% de sa valeur d'origine. Les retraits et ouvertures aux joints sont impossibles à colmater. Il apparaît donc des ponts thermiques qui nuisent gravement à l'isolation. De plus les laines minérales sont irritantes pour la peau, ce qui rend la pose désagréable. Par ailleurs elles sont classées cancérigènes en catégorie 3 par le CSTB et radioactives. On peut utiliser des laines de bois, de chanvres, etc... non cancérigènes ni radioactives. 40 Elles présentent par ailleurs tous les autres inconvénients précités, et notamment la perte de performance dans le temps. Il existe une alternative de pose qui consiste en du flocage. Il s'agit d'injecter de petites particules de cellulose ou de la mousse polyuréthane dans des espaces créés entre la toiture, 45 les chevrons et des panneaux, par exemple en aggloméré bois, fixés sous les chevrons. Cette alternative permet en principe de s'affranchir de la perte d'isolation à la pose observée dans les panneaux de laine, mais elle présente l'inconvénient que le contrôle de remplissage est difficile à effectuer, et les imperfections de pose ne sont décelables qu'avec une caméra infra rouge. Par ailleurs les qualités d'isolation se dégradent très vite dans le temps, environ deux 50 fois plus vite qu'avec les panneaux de laine. Comme pour les fibres, l'air commence à circuler et à s'échapper d'où perte d'efficacité dans le temps.35 Une autre solution de l'état de la technique consiste par exemple en des panneaux de polyuréthane. Ces panneaux sont rigides, et ne risquent donc pas de s'affaisser dans le temps. Mais une fois posé, ce type de panneau présente des ouvertures aux joints entre deux panneaux adjacents et entre un panneau et le chevron adjacent, lesquelles constituent d'énormes ponts thermiques. Pour colmater ces ouvertures on utilise de la mousse, par exemple en polyuréthane également. Cela entraine un travail supplémentaire, qui n'est souvent pas correctement exécuté, ce qui fait qu'il subsiste des ouvertures à certains joints. Celles-ci constituent des ponts thermiques par où la chaleur passe, et qui détériorent gravement la performance globale d'isolation. Une autre solution parfois appliquée consiste à réaliser deux couches de panneaux polyuréthane, les joints de la deuxième couche étant décalés par rapport à ceux de la première couche. Cette solution entraine beaucoup de main d'oeuvre, et n'améliore le problème, toutefois sans le résoudre complètement, que pour les joints entre deux panneaux adjacents, et n'apporte rien pour supprimer les ouvertures entre panneaux et chevrons adjacents. De plus elle augmente la difficulté de mise en oeuvre. Les joints de ces panneaux sont souvent « fermés » avec un adhésif, or, il est reconnu qu'aucune colle de maintien de ces matériaux ne dure plus de deux ans suite aux variations de température : en hiver, il gèle au niveau du toit et en été, la température peut dépasser 65°C sous les tuiles. En outre, le gaz qui donne à la mousse polyuréthane son pouvoir isolant, n'est pas emprisonné dans des cellules fermées et s'échappe avec le temps rendant ainsi le matériau poreux et inefficace sur le plan thermique. Par ailleurs le polyuréthane est hautement inflammable et dégage des gaz toxiques en cas d'incendie. De ce fait, il est interdit d'utilisation pour des bâtiments publics. Il est en outre plus cher que les laines minérales et que le polystyrène. Il existe donc un besoin de trouver une solution permettant de réduire significativement les ponts thermiques, et d'assurer une performance d'isolation durable, tout en utilisant un matériau autorisé pour les bâtiments publics. L'invention a pour but de répondre à ces besoins, et de résoudre une grande partie des problèmes posés par l'état de la technique. Dans ce but il est proposé un panneau pour isolation intérieure d'une toiture destiné à être inséré entre des chevrons de ladite toiture. Ce panneau est remarquable en ce qu'il est réalisé en un matériau isolant rigide, élastique et sécable et en ce qu'il présente en plan une forme de parallélogramme à angle non droit. La rigidité permet une stabilité dans le temps de la géométrie des panneaux, permettant ainsi le maintien des performances d'isolation pendant de nombreuses années. Le fait que l'air, seul isolant naturel sur terre, soit emprisonné dans des cellules fermées, constitue un gage d'efficacité sur le plan thermique dans le temps, le produit étant classé imputrescible (selon normes CE). Le positionnement oblique ainsi que l'espacement de 2 mm des parties sécables disposées de chaque côté du panneau permet de comprimer les panneaux d'une part contre les chevrons de la toiture, d'autre part contre les panneaux adjacents, de sorte que le panneau en cherchant à reprendre sa forme initiale, ce qui est la tendance caractéristique d'un matériau élastique, remplit les interstices dus aux imperfections de géométrie, notamment des chevrons de la toiture. Enfin la forme en parallélogramme donne une plus grande souplesse au panneau, permettant ainsi de rattraper des imperfections plus grandes que ne le pourrait un rectangle (parallélogramme à angle droit). Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les deux chants dudit parallélogramme destinés à entrer en contact avec des panneaux adjacents sont en forme de V. Ainsi malgré toute la pression exercée par un panneau sur un panneau adjacent, les deux panneaux resteront parfaitement à fleur l'un par rapport à l'autre sans aucun risque d'ouverture de la structure isolante et de ponts thermiques à niveau tels que ceux rencontrés avec les panneaux rectangulaires polyuréthane. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention ladite forme en V est dissymétrique, la petite branche du V étant de préférence orientée vers la face externe de ladite toiture. Cette disposition permet une pose plus aisée des panneaux et une jonction étanche à la température et à l'humidité. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, plusieurs entailles sont disposées proches du chant des deux petits côtés dudit parallélogramme, d'une profondeur supérieure à la moitié de l'épaisseur dudit panneau, de préférence de l'ordre de 80% de l'épaisseur dudit panneau. On peut ainsi, en cassant le chant à l'endroit d'une des entailles (partie sécable) modifier la largeur dudit panneau en vue de l'adapter à l'espacement réel observé entre deux chevrons de ladite toiture. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau constituant le panneau est du polystyrène expansé. Ce matériau est classé M1 au feu par le CSTB, et ne présente aucune toxicité ni gène pour le monteur. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, des plots sont disposés sur la face extérieure dudit panneau. On obtient ainsi une ventilation parfaite sous le lattage. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, au moins une rainure est disposée sur un des grands côtés de la face extérieure dudit panneau, ladite rainure forme un canal. Ainsi, cette disposition permet le drainage de l'eau de condensation. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, l'épaisseur dudit panneau est plus grande que celle des chevrons de ladite toiture, de sorte qu'en recouvrant lesdits panneaux par un panneau non élastique de type plaque de plâtre, une lame d'air est emprisonnée entre le chevron et ledit panneau non élastique. Cette disposition supprime le pont thermique constitué par lesdits chevrons. Dans le but d'isoler des bâtiments déjà existants, l'invention concerne également l'utilisation de panneaux selon l'invention pour une pose rapide et directe entre les chevrons d'une toiture. L'invention concerne enfin une isolation intérieure de toiture dans laquelle des panneaux selon l'invention sont posés entre les chevrons de ladite toiture par l'intérieur du bâtiment. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de 45 réalisation non limitatif et des dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente la face extérieure d'un panneau 1 selon l'invention ; La figure 2 représente la face intérieure d'un panneau 1 selon l'invention ; 50 La figure 3 représente une vue du chant A du grand côté inférieur du panneau de la figure 1 ; La figure 4 représente une vue du chant B du grand côté supérieur du panneau de la figure 1 ;40 La figure 5 représente une vue du chant C d'un petit côté du panneau de la figure 1 ; La figure 6 représente une vue du chant D d'un petit côté du panneau de la figure 1 ; La figure 7 représente une structure de plusieurs panneaux 1, la, lb, selon l'invention montés entre deux chevrons 9, vue de dessous la toiture ; La figure 8 représente la structure de la figure 7, vue en coupe. Le panneau 1 pour isolation intérieure de toiture représenté par les figures 1 à 4 comporte deux faces extérieure 2 et intérieure 3, ayant une forme de parallélogramme, les petits côtés C et D ayant une longueur P d'environ 500 mm, et les grands côtés A et B ayant une longueur G d'environ 780 mm, pour un montage entre deux chevrons 4 dont l'espacement E est d'environ 600 mm. L'angle aigu a du parallélogramme vaut environ 50°. Ce panneau 1 réalisé en matériau polystyrène expansé dans la variante de réalisation représentée sur les figures présente quatre chants latéraux : les chants A et B sur les grands côtés du parallélogramme et les chants C et D sur ses petits côtés. Des plots 4 sont disposés sur la face extérieure 2. Ces plots permettent une ventilation sous le lattage 10, et donc une durée de vie améliorée du lattage 10 et des tuiles 11. La face extérieure 2 présente encore du côté de la bordure B des canaux 5. Ces canaux 5 permettent l'évacuation de l'eau de condensation. Le chant A est représenté en vue de face à la figure 3. Les signes de références représentant les mêmes éléments apparaissant sur plusieurs figures sont conservés à l'identique. Cette vue fait apparaître les entailles 6 pratiquées à proximité des chants C et D. Dans la variante représentée, cinq entailles 6 sont disposées, de 5 mm de large, et espacées de 2 mm, et d'une profondeur de 80% par rapport à l'épaisseur du panneau. Elles permettent au moment du montage du panneau d'ajuster la largeur du panneau à l'espace réel entre deux chevrons 9, en cassant à la main au niveau d'une des entailles 6. On obtient ainsi un nouveau chant C ou D parfaitement plan sur toute l'épaisseur en contact avec le chevron 9 adjacent. On voit en effet à la figure 8 que l'épaisseur du panneau 1 est supérieure à celle du chevron 9 de sorte que la partie « cassée » n'est pas en contact avec le chevron 9, assurant ainsi un chant parfaitement plan sur toute la partie en contact avec ledit chevron 9. Le chant B est représenté en vue de face à la figure 4. Ce chant est similaire au chant A, avec en plus des canaux 5 disposés sur la face externe, en vue d'évacuer l'eau de condensation. Les chants C et D sont représentés en vue de face aux figures 5 et 6 par l'exemple du chant C, le chant D se présentant symétrique au chant C. On y observe le profil particulier des chants A et B, en forme de V dissymétrique. La petite branche 7 du V est située vers la face extérieure du panneau, et dans l'exemple de réalisation représenté présente une largeur de 20 mm sur une hauteur de 30 mm. La grande branche 8 du V, située vers la face interne du panneau présente dans l'exemple de réalisation représenté une largeur de 130 mm, sur une hauteur également de 30 mm. L'épaisseur totale du panneau est dans ce cas de 150 mm. La figure 7 présente un montage de plusieurs panneaux 1, la, lb. Le premier panneau 1, monté en bas de toiture, doit être coupé selon une ligne perpendiculaire à ses petits côtés. Il prend ainsi une forme triangulaire ou trapézoïdale, et présente un chant de type B pour recevoir le panneau la suivant. Ledit panneau la suivant est engagé, son chant A s'appuyant contre ledit chant de type B du panneau 1, après avoir été ajusté en longueur grâce aux entailles 6, comme indiqué ci-dessus. L'élasticité due au matériau ainsi qu'aux entailles 6 restantes permet de comprimer les panneaux 1, la, lb en les mettant en place. Ainsi les panneaux 1, la, lb sont maintenus par compression entre les chevrons 9, leur élasticité permettant de combler les imperfections des chevrons 9 et de supprimer ainsi les ponts thermiques à proximité des chevrons 9. Une pression est exercée également par le panneau la, lb sur le panneau 1, la adjacent, créant là aussi un joint parfaitement fermé entre les deux panneaux, la forme en V permettant d'éviter tout risque de glissement entre deux panneaux 1 adjacents. Selon un mode de réalisation non représenté, on peut légèrement biseauter les chants C et D pour compenser partiellement la déformation élastique due aux entailles 6, et même au-delà, créer une forme en biseau résiduelle, qu'on pourra fermer par de la mousse polyuréthane. Ce mode de réalisation peut convenir en particulier dans le cas de chevrons 9 dont la géométrie est de qualité particulièrement mauvaise. On voit à la figure 8 le montage en vue en coupe. Des plots 4, typiquement d'une hauteur de 4 mm et d'un diamètre de 20mm sont disposés sur la face externe 2 du panneau 1, créant ainsi un espace aéré sous le lattage 10. Cela permet d'éviter que de l'humidité s'installe et ne détériore les lattes 10 ou les tuiles 11. Une fois les panneaux 1 montés entre les chevrons 9 des plaques de plâtre 12 sont fixées à la toiture pour fermer proprement la structure, et présenter une surface dure pouvant être habillée, ou permettant d'y accrocher des objets. Du fait de l'épaisseur des panneaux 1 de polystyrène supérieure à l'épaisseur des chevrons 9 un espace est crée entre la plaque de plâtre 12 et le chevron 9, emprisonnant une lame d'air 13 non ventilée, ce qui constitue un bon isolant thermique. On supprime ainsi le pont thermique lié au chevron 9 lui-même. Les panneaux de l'invention permettent les avantages suivants par rapport à l'état de la technique : a. Suppression des ponts thermiques, b. Une jointure parfaite entre les panneaux, c. Une longévité accrue du lattage grâce aux plots cylindriques d'une hauteur de 4mm sur sa face supérieure qui assurent une parfaite ventilation sous ce dernier. d. Une facilité de pose, adaptée pour des non professionnels De nombreuses variantes restent possibles, notamment du point de vue dimensionnel. Les longueurs P des petits et G des grands côtés du parallélogrammes ainsi que son angle a peuvent varier, les panneaux 1 pouvant présenter par exemple une forme sensiblement en losange, ou même avec une longueur G de grand côté A, B plus petite que la longueur P des petits côtés C, D, sans sortir pour autant du domaine de l'invention. Par ailleurs, la forme en V peut être remplacée par une forme en tilde, ou toute autre forme capable de garantir que deux panneaux adjacents comprimés l'un vers l'autre restent bien à fleur l'un par rapport à l'autre. Les combinaisons des différentes réalisations représentées sur les dessins ou décrites ci-dessus ne sortent pas du cadre de l'invention.50 Signes de référence : 1. Panneau, la Panneau, lb Panneau, 2. Face supérieure, 3. Face inférieure, 4. Plots, 5. Canaux, 6. Entailles, 7. Petite branche du V, 8. Grande branche du V, 9. Chevrons, 10. Lattes, 11. Tuiles, 12. Plaque de plâtre, 13. Lame d'air, A Grand côté inférieur du panneau 1, B Grand côté supérieur du panneau 1, C Petit côté du panneau 1, D Petit côté du panneau 1, L Longueur des grands côtés du panneau, 1 Longueur des petits côtés du panneau. E Espace entre deux chevrons adjacents Les signes de références insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les 30 revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS1. Panneau (1) pour isolation intérieure d'une toiture destiné à être inséré entre des chevrons (9) de ladite toiture, caractérisé en ce que ledit panneau est réalisé en un matériau isolant rigide, sécable et élastique, et en ce qu'il présente en plan une forme de parallélogramme à angle (a) non droit. 2. Panneau (1) selon la revendication 1 dans lequel les deux chants (A, B) dudit parallélogramme destinés à entrer en contact avec des panneaux adjacents sont en forme de V. 3. Panneau (1) selon la revendication précédente dans lequel ladite forme en V est 15 dissymétrique, en particulier, la petite branche (7) du V étant orientée vers la face externe de ladite toiture. 4. Panneau (1) selon la revendication 1 dans lequel plusieurs entailles (6) sont disposées proches du chant des petits côtés (C, D) dudit parallélogramme, d'une profondeur 20 supérieure à la moitié de l'épaisseur (E) dudit panneau, de préférence de l'ordre de 80% de ladite épaisseur, permettant en cassant le chant à l'endroit d'une des entailles (6) de modifier la longueur dudit panneau en vue de l'adapter à l'espacement réel observé entre deux chevrons (9) de ladite toiture. 25 5. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le matériau constituant ledit panneau est du polystyrène expansé. 6. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel des plots (4) sont disposés sur la face extérieure (2) dudit panneau pour assurer une ventilation parfaite 30 sous le lattage (10). 7. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel au moins un canal (5) est disposé sur un des grands côtés de la face extérieure (2) dudit panneau, pour permettre le drainage de l'eau de condensation. 35 8. Panneau (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'épaisseur (E) dudit panneau (1) est plus grande que celle des chevrons (9) de ladite toiture, de sorte qu'en recouvrant lesdits panneaux par un panneau non élastique (12) de type plaque de plâtre, une lame d'air (13) est emprisonnée entre le chevron (9) et ledit panneau 40 non élastique (12), supprimant ainsi le pont thermique constitué par lesdits chevrons. 9. Utilisation de panneaux (1, la, lb) conformes à l'une quelconque des revendications précédentes pour une pose rapide et directe entre les chevrons (9) d'une toiture. 45 10. Isolation intérieure de toiture caractérisée en ce que des panneaux (1, la, lb) selon l'une des revendications 1 à 8 sont posés entre les chevrons (9) de ladite toiture.