7 décembre 2010

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Etanchéité toiture terrasse


Seules les parties de la voirie existante composant ou supportant les infrastructures des transports publics sont soumises à une obligation de mise en accessibilité, indirectement d’ailleurs car de la seule obligation pour ces transports à devenir accessibles, à un délai de mise en accessibilité (10 ans après le 11 février 2005, soit en février 2015).


L’étanchéité des toitures et terrasses : données générales – Définitions et caractéristiques techniques


Introduction

Tous les produits et toutes les techniques de construction-bâtiment sont très encadrés et réglementés en France en particulier par les normes, DTU et Avis techniques publiés par le CSTB.

De nombreux changements ont eu lieu ces dernières années dans ces documents et dans les réglementations françaises et européennes.

Par ailleurs de nombreux produits nouveaux sont apparus dans le domaine de l’étanchéité des toitures et des toitures-terrasses.

Ce dossier pratique traitant de l’étanchéité des toitures-terrasses vous permettra de faire le point sur tous les produits et toutes les techniques les plus récents.

Définition, terminologie

La figure 1 montre un exemple général d’étanchéité de toiture avec les principaux éléments. De façon générale, tout système d’étanchéité de toitures ou toitures-terrasses comprend les éléments énumérés ci-dessous.

Les différents constituants d'un système d'étanchéité toiture terrasse - Etanchéité toiture terrasse
Fig. 1Les différents constituants d’un système d’étanchéité toiture terrasse.

Un élément porteur

Il s’agit de la partie supérieure du gros oeuvre, sur lequel est posée l’étanchéité, directement, ou le support d’étanchéité. L’élément porteur est, le plus souvent, du béton ou une maçonnerie pour les toitures-terrasses, ou bien des panneaux de particules à base de bois (pour les toitures en pente des maisons par exemple), ou encore des bacs en acier nervuré pour des usines et bâtiments préfabriqués.


Un support

Élément de la construction sur lequel est appliqué directement le revêtement d’étanchéité, le support peut être l’élément porteur défini ci-dessus ou bien un isolant thermique qui peut être porteur ou non porteur.


Un écran d’indépendance

Il sert éventuellement à désolidariser le revêtement d’étanchéité de l’élément porteur ou du support, afin que le revêtement d’étanchéité puisse jouer librement. Nous en verrons l’utilité ci-dessous dans le point traitant des « Caractéristiques techniques des matériaux et revêtements d’étanchéité ».


Un écran pare-vapeur

Il permet d’empêcher l’humidité existant à l’intérieur des locaux de pénétrer dans l’isolant thermique, ce qui en détruirait les propriétés (isolantes, mécaniques en cas de gel).


Un isolant thermique

Il peut être en polystyrène expansé, mousse de polyuréthanne ou autres mousses. L’isolation peut être normale : isolant sous le revêtement d’étanchéité, comme le montre la figure 1, ou inversée : l’isolant thermique est placé au-dessus de l’étanchéité pour des raisons que nous expliquerons plus loin.


Le revêtement d’étanchéité

Il peut être de différents types : chape ou revêtements multicouches, asphalte, bitume, associations bitume-polymères ou bitume-élastomère Styrène-butadiène-styrèneSBS, revêtements monocouches minces ou membranes d’étanchéité, ou enfin produits d’étanchéité liquides. Le revêtement d’étanchéité est relevé en parties verticales (acrotères, etc.).


Une protection rapportée

Elle peut être dure – on dit lourde – (dalles rigides par exemple en béton, panneaux de bois) ou meuble (par exemple gravillons) sur les parties courantes.


Une autoprotection

Lorsque la protection vis-à-vis des agents climatiques ou mécaniques est obtenue par des matériaux déposés en usine sur le matériau d’étanchéité :

  • autoprotection par une feuille métallique mince (aluminium, cuivre, inox, etc.) ;
  • ou autoprotection minérale par des paillettes d’ardoise ou autres granulés. L’autoprotection qui est colorée a aussi un rôle décoratif, vue d’en haut.

Classification des toitures et toitures-terrasses

Les toitures et toitures-terrasses se différencient selon quatre critères, sans ordre d’importance ni de priorité l’un par rapport à l’autre.

Classement selon l’élément porteur


Étanchéité des toitures-terrasses avec éléments porteurs en maçonnerie

Ces travaux sont visés par la norme NF P 84-204 de novembre 2004 – DTU 43.1 – Travaux de bâtiment – Étanchéité des toitures-terrasses et toitures inclinées avec éléments porteurs en maçonnerie en climat de plaine.


Étanchéité des toitures en tôles d’acier nervurées

Visée par la norme NF P 84-206 de juin 1995 – DTU 43.3 – Travaux de bâtiment – Mise en oeuvre des toitures en tôle d’acier nervurées avec revêtement d’étanchéité.


Travaux de toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois, avec revêtement d’étanchéité

Visés par la norme NF P 84-207-1 de décembre 1995 – DTU 43.4 – Travaux de bâtiment – Toitures en éléments porteurs bois et panneaux dérivés du bois avec revêtement d’étanchéité.

Classement selon la pente

La définition des toitures-terrasses selon la pente

Elle est donnée au tableau 1.

On remarque qu’au-delà de 15 % pour support maçonnerie ou bois et 7 % pour support tôles d’acier, il n’est plus question de toiture-terrasse mais de toiture.

Les fortes pentes demandent évidemment des systèmes de fixation des matériaux différents de ceux requis pour les toitures-terrasses.


Définition des toitures-terrasses en fonction de la pente


Classement selon le domaine d’utilisation

Les terrasses circulables

Elles demandent une protection solide et élevée du matériau d’étanchéité et de l’isolant thermique.


Les terrasses végétalisées

Elles ont évidemment des exigences d’étanchéité renforcées.


Domaines d’utilisation et pentes

Ils sont liés comme le montrent les tableaux 2a et 2b.


Domaine d'utilisation en fonction de la pente

Classement selon le climat

La conception du revêtement étanche

Elle diffère selon les régions :

  • hors climat de montagne ;
  • en climat de montagne, à cause des conditions particulières de charges de neige et de glace et des problèmes liés aux basses températures et au vent. De façon générale, sont considérés comme soumis au climat de montagne les bâtiments situés à une altitude supérieure à 900 m. Toutefois, certaines régions situées à une altitude inférieure mais exposées à des micro-climats peuvent être soumises à cette réglementation ;
  • en climats tropicaux et équatoriaux qui peuvent être humides ou secs en France d’outre-mer.

Classement selon le poids du système complet d’étanchéité

Poids total

Ce facteur est souvent ignoré, or le poids total du système d’étanchéité peut être très élevé, non pas à cause du revêtement d’étanchéité lui-même qui ne pèse au maximum que 10 kg/m2 pour un système à deux couches bitume-élastomère, mais à cause du poids de la protection lourde quand il y en a une, ou même de la terre et des végétaux dans le cas des terrasses végétalisées.


Poids de la neige

Il faut aussi tenir compte du poids de la neige dans les climats de montagne.

Les fonctions de l’étanchéité

En bâtiment, l’étanchéité a pour but d’empêcher la pénétration de l’eau dans l’ouvrage. Elle peut aussi empêcher le passage de la vapeur d’eau, mais ce rôle est tenu en général par le pare-vapeur.

Trois rôles différents peuvent être remplis par les revêtements d’étanchéité.


Pérennité des ouvrages

Il s’agit ici de protéger durablement l’ouvrage, pendant toute sa vie, contre les dommages qui pourraient être faits à sa structure, et qui pourraient donc affecter sa solidité. Il faut, en particulier, dans les domaines du bâtiment et du génie civil, protéger les structures en béton ou autres maçonneries contre une pénétration excessive des eaux (de pluie, du sol, agressives ou non), qui pourraient venir ensuite corroder les armatures en acier ou dégrader les panneaux de toiture en bois.

Calfeutrement des joints

En complément à l’étanchéité de toute la surface des toitures-terrasses qui est obtenue grâce à des matériaux en feuilles, il y a des mastics de calfeutrement qui servent à obtenir les joints entre les éléments préfabriqués (dalles béton, bacs acier, panneaux à base de bois) (cf. Fig. 8).

Ces mastics de calfeutrement ont pour but d’empêcher la pénétration de l’eau, du vent et des insectes par les joints.

Protection du contenu intérieur du bâtiment

Dans le cas des bâtiments, on étanchéifie l’enveloppe, c’est-à-dire essentiellement les toitures, les façades et les fondations enterrées, afin que toutes les parties intérieures soient et restent au sec.


Aspect esthétique

En toitures-terrasses, les revêtements d’étanchéité peuvent aussi apporter un bel aspect s’ils sont colorés (avec des granulés minéraux ou paillettes d’ardoise ou par une autoprotection constituée de feuilles métalliques, cuivre, aluminium, inox), ou s’ils sont recouverts de végétaux (terrasses végétalisées).

Sollicitations auxquelles les revêtements d’étanchéité sont soumis

Fissurations, mouvements des supports

Cas des supports en béton

Les causes des fissurations dans le béton sont diverses :

  • variation des dimensions du support d’origine mécanique, par exemple déformation excessive de l’ouvrage, par suite de tassements différentiels du sol, des charges d’exploitation, etc. ;
  • retrait qui entraîne des ruptures par fissuration lors du séchage du béton ;
  • fluage du béton (déformation lente pendant plusieurs années après construction) sous l’effet des charges appliquées.

Les fissures peuvent être stabilisées ou bien, au contraire, vivantes, c’est-à-dire qu’elles peuvent continuer à varier dans le temps en fonction des mouvements de l’ouvrage ou des variations de température et d’humidité.

Retrait du béton

Les fissures de retrait commencent à se produire six mois après coulage du béton et se poursuivront en augmentant de largeur pendant les premières années, puis le retrait s’arrêtera, mais ces fissures continueront à varier de dimensions en fonction des variations de température et d’humidité, et selon les mouvements relatifs des diverses parties de l’ouvrage.

Dans le cas des dalles préfabriquées en béton utilisées en toitures-terrasses, le retrait et les variations dimensionnelles peuvent être réduits grâce au ferraillage et le retrait peut aussi être minimisé en étuvant les dalles à chaud pour éliminer plus vite leur eau résiduelle.


Cas des supports en bois, maçonnerie, bacs en acier

Ici, ce sont les variations dimensionnelles de ces supports et matériaux qui doivent être tolérées par les revêtements d’étanchéité. Ce sont des éléments préfabriqués dont l’assemblage comporte des joints qui varient de dimensions en fonction des variations de température et d’humidité (panneaux de bois et bacs acier). Les bacs acier subissent des variations dimensionnelles thermiques importantes.

Sollicitations mécaniques

Charges liées à l’utilisation des ouvrages

Les ouvrages (toitures, toitures-terrasses) subissent aussi des sollicitations mécaniques :

  • charges sur les terrasses accessibles aux piétons et aux véhicules éventuellement, dans le cas des parkings ;
  • dépressions dues au vent (voir classement des climats dans les DTU série 43) ;
  • charges de la neige en régions montagneuses ou froides (voir classement des régions aux DTU 43).

Contraintes climatiques

Variations de température

Les ouvrages subissent des variations de température. Les températures basses peuvent rendre cassants les produits bitumineux et asphaltiques, les températures élevées peuvent ramollir certains revêtements (bitume et asphalte à partir de 40 °C).

De plus, les variations dimensionnelles, de température, le soleil, l’eau et l’ozone, provoquent un vieillissement des matériaux avec perte d’élasticité, donc risques de fissurations.


Classement des climats

C’est pourquoi le DTU 43 fournit un classement des climats, par exemple, dans les régions chaudes et ensoleillées ; les revêtements à base de bitume ou asphalte, de couleur noire, s’échauffent fortement et peuvent atteindre 80 °C en été dans le sud de la France.

Contraintes dues à l’isolation thermique

Vieillissement du matériau d’étanchéité

Nous verrons lors de l’étude de l’étanchéité sur les toitures-terrasses que le revêtement peut être posé sur un isolant thermique, en isolation traditionnelle, ce qui crée un risque de poinçonnement puisque le revêtement d’étanchéité est posé sur un support mou, et il est de plus soumis à des variations de température et d’humidité, ce qui causera, à la longue, un vieillissement du matériau d’étanchéité (cf. Fig. 10).


Dommages causés par l’eau

Parfois, dans les systèmes dits de toiture inversée, l’isolant thermique est placé au-dessus du revêtement d’étanchéité et le protège alors des sollicitations mécaniques et des variations de température. Mais c’est alors l’isolant thermique qui est à proximité de l’eau, ce qui comporte d’autres inconvénients, l’eau et le gel pouvant l’endommager.

Les matériaux isolants sont toujours des matériaux alvéolaires. Si l’eau y pénètre et gèle en gonflant, les cellules se brisent. De plus, l’eau qui les imprègne réduit considérablement leur coefficient d’isolation.



Configuration requise
Windows

PC de type (Pentium II, 300 Mhz, 600 Mhz recommandé), 64 Mo de Ram (128 Mo recommandé), Windows 98/NT/ME/2000/XP/Vista/Seven, 36 Mo d’espace disque disponible, lecteur CD-Rom 4x, affichage 65 536 couleurs minimum.

Mac

PowerMac 533 Mhz (733 Mhz recommandé), 256 Mo de RAM (512 Mo recommandé), Mac OS X 10.2, 36 Mo d’espace disque disponible, lecteur CD-Rom 12x, affichage 65 536 couleurs minimum.