Comment isoler un toit plat?

Dans le cas d'un toit plat chaud, l'isolation est placée sur la structure, au-dessus d'un plancher de toit (généralement en bois); dans le cas d'un toit plat froid, l'isolation est placée en dessous. Il existe également le principe de toiture inversée, où l'isolant se retrouve par-dessus une couverture de toit existante.

 

Toiture plate chaude

Un toit chaud se compose, de l’intérieur vers l’extérieur, successivement de la finition du plafond, du plancher de toiture, d’un pare-vapeur qui empêche l’air humide de se condenser, de l’isolation et de l’étanchéité de la toiture (généralement en EPDM ou en bitume).

La structure de la toiture

La structure d’une toiture plate est généralement constituée d’une ossature en bois, sur laquelle se trouve un platelage ou plancher de toiture. Sur les bords, il y a généralement une relevée ou un rebord de toit surélevé qui entoure l’ensemble du complexe de toiture.

Le plancher de toiture: panneaux en bois

Pour le plancher de toiture - sur lequel sont appliqués l’isolation, le pare-vapeur et la couverture - on utilise généralement des panneaux OSB ou des panneaux multiplex. L’OSB est aujourd’hui la norme, car il est dimensionnellement stable, robuste et relativement économique.

Dans les bâtiments plus grands ou dans les constructions neuves modernes, les toits plats peuvent également être réalisés en prédalles en béton (préfabrication), en profils steeldeck ou en panneaux CLT (grands panneaux de bois massif contrecollé formant murs, planchers et toitures).

Le choix du matériau dépend de la portée, du budget et des exigences en matière de résistance au feu et d’acoustique. Cependant, une structure en bois avec OSB reste de loin la solution la plus utilisée pour les habitations classiques, car elle est rapide à mettre en œuvre, légère et parfaitement compatible avec les systèmes d’isolation actuels.

Le bord de toiture

Ce bord de toiture est généralement constitué d’un tasseau en bois ou d’une bande de multiplex fixée contre le mur extérieur ou contre un acrotère. Il sert à englober proprement l’isolation, l’étanchéité et la finition dans un seul ensemble. La hauteur n’est pas entièrement standardisée mais découle de l’épaisseur nécessaire de la composition du toit : on a généralement besoin de 12 à 22 cm d’isolant (selon le matériau utilisé). En y ajoutant la couche d’étanchéité (0,5 à 1 cm) et le pare-vapeur (0,2 à 1 cm), on obtient une hauteur de bord de toiture comprise entre 12 et 25 cm.

Techniquement, on vise souvent au moins 10 à 15 cm au-dessus de l’étanchéité finie afin d’éviter les éclaboussures et les remontées d’eau. Avec un lest en gravier ou une toiture végétalisée, le bord de toiture peut être réalisé plus haut (20 à 30 cm ou davantage).

Où se trouve l’isolation?

Lorsque l’on isole une toiture plate, on applique d’abord un pare-vapeur — ou, dans le cas d’une construction ouverte à la diffusion, un frein-vapeur — sur le plancher de toiture en bois et contre le relevé périphérique. Cette couche étanche ou freinant la vapeur doit être parfaitement étanche à l’air afin d’empêcher l’air humide intérieur de pénétrer dans le matériau isolant. Par temps froid ou lorsqu’une chape doit être posée sur le toit, une couche de primaire est nécessaire pour garantir une bonne adhérence.

L’isolation est ensuite posée sur le pare-vapeur, le plus souvent sous forme de panneaux isolants faciles à coller sur celui-ci. Au-dessus de l’isolant, on applique ensuite la membrane d’étanchéité.

Comme l’isolation se situe entre le plancher de toiture et la couverture, elle protège le plancher des variations de température. Le pare-vapeur placé au-dessus du plancher de toiture évite les problèmes de condensation. La position de l’isolation entre le plancher et la membrane d’étanchéité réduit également les mouvements de dilatation et de retrait de la structure de toiture.

 

Un toit plat froid

Dans un toit plat froid, l’isolation ne se trouve pas au-dessus de la structure porteuse ou du plancher de toiture, mais en dessous ou entre la structure porteuse, voire directement sous la membrane d’étanchéité. Cela implique que le plancher de toiture ou la structure porteuse se situe du côté froid de l’isolation.

Où se trouve l’isolation?

Une composition typique (de l’extérieur vers l’intérieur) est la suivante :

• étanchéité de toiture;
• platelage de toiture;
• lame d’air permettant de ventiler et de sécher l’humidité qui pénètre dans ou derrière le plancher de toiture;
• couche d’isolation;
• frein-vapeur ou pare-vapeur (côté chaud);
• finition intérieure (plafond).

Comme la structure porteuse se trouve en dehors de l’enveloppe isolante, elle reste exposée aux températures extérieures et à leurs variations.

Quand est-il utilisé?

Généralement déconseillé

Un toit plat froid présente plusieurs inconvénients techniques qui font qu’il n’est, dans la plupart des cas, pas recommandé. Comme l’isolation se situe du côté intérieur, la structure porteuse reste exposée à de fortes variations de température : elle chauffe rapidement en été et refroidit fortement en hiver, ce qui provoque des phénomènes de dilatation et de retrait susceptibles, à terme, de causer des fissures ou un affaiblissement du bois.

Il existe en outre un risque accru de problèmes de condensation. Lorsque l’air intérieur chaud et humide pénètre dans la structure ou l’isolant à travers de petites fuites d’air ou des défauts du pare-vapeur, il peut y condenser, avec pour conséquence un risque de pourriture du bois, de moisissures et de dommages structurels.

Un autre problème est que les toitures plates sont généralement difficiles à ventiler. Alors que les toits inclinés bénéficient d’un flux d’air continu grâce à la ventilation au faîte et en pied de toiture, la lame d’air d’un toit plat est souvent confinée, ce qui rend l’évacuation de l’humidité plus difficile.

Quand est-ce possible?

Un toit plat froid peut néanmoins être une solution justifiable, voire la seule option réalisable dans certaines situations. C’est par exemple le cas lorsqu’une toiture plate existante est en bon état et que l’on préfère ne pas intervenir dans l’étanchéité, pour des raisons budgétaires ou parce qu’une isolation par l’extérieur serait trop complexe d’un point de vue technique ou constructif.

C’est également une solution lorsque l’espace disponible au-dessus de la structure porteuse est insuffisant pour placer l’isolation par l’extérieur, ou lorsque le plancher de toiture est difficilement accessible. Dans ces cas, isoler par l’intérieur peut être le choix le plus pratique. Il est toutefois essentiel que le pare-vapeur soit installé de manière parfaitement étanche à l’air et que l’on accorde une attention suffisante à la ventilation ou à une lame d’air contrôlée, afin d’éviter que l’humidité ne reste piégée.

Si ces détails sont exécutés avec soin, un toit plat froid peut constituer une meilleure alternative que l’absence totale d’isolation, même s’il reste une solution de second choix, à envisager uniquement lorsque la réalisation d’un toit chaud n’est pas possible ou pas faisable.

 

Rénovation: vers une toiture chaude ou une toiture inversée?

Vous souhaitez réaliser une toiture chaude, mais la membrane d’étanchéité existante est encore en excellent état? Dans ce cas, vous pouvez directement appliquer une couche d’isolation par-dessus celle-ci, puis poser une nouvelle membrane d’étanchéité. L’ancienne couche d’étanchéité, sur laquelle vous construisez, sert alors de pare-vapeur et de couche étanche.

Toiture inversée

Pour les jardins de toiture ou les toits destinés à un usage intensif, on applique souvent le principe de la toiture inversée. Dans une toiture inversée, l’isolation est placée au-dessus de la membrane d’étanchéité existante. Par-dessus l’isolant, on ajoute une couche de lest (gravier, dalles ou couche de stabilisation) afin de protéger l’isolation contre les UV et les charges mécaniques. La membrane d’étanchéité existante joue ici à la fois le rôle de couche étanche et de pare-vapeur.

Il est toutefois essentiel que la structure portante du toit soit suffisamment solide pour supporter la couche de lest et d’éventuelles dalles. Il faut également tenir compte du fait qu’une isolation un peu plus épaisse est nécessaire par rapport à une toiture chaude, car l’isolation située au-dessus de la couche étanche est moins performante thermiquement.

La couche isolante: quels matériaux?

Panneaux en mousse rigide

Pour isoler une toiture plate selon le principe de la toiture chaude, on utilise principalement des panneaux en mousse rigide tels que le PIR ou le PUR, car ils combinent une forte capacité isolante avec une bonne résistance à la compression. Les panneaux XPS ne sont en principe pas utilisés dans les toitures chaudes traditionnelles, mais bien dans les toitures inversées et parfois dans les toitures végétalisées, car le XPS est insensible à l’humidité et conçu pour être placé au-dessus de l’étanchéité et sous la couche de lest. Dans une toiture chaude - donc sous la membrane d’étanchéité - le XPS est moins adapté en raison de sa dilatation thermique à haute température.

Les panneaux isolants pour toitures plates sont souvent dotés d’un système rainure et languette afin de limiter les ponts thermiques et de former une surface stable et plane. Ils sont généralement pourvus d’un revêtement (cachage) qui améliore légèrement la performance thermique et protège le panneau.

Lorsque l’on travaille avec des panneaux synthétiques, de la mousse PU projetée est souvent utilisée en complément pour combler les petits interstices que les panneaux ne peuvent pas remplir eux-mêmes.

Laine minérale

Si vous isolez du côté froid, les rouleaux en laine minérale constituent également une bonne option, car ils s’insèrent facilement entre les solives et sont ouverts à la diffusion de vapeur.

Matériaux bio-écologiques

Les flocons de cellulose insufflés sont une bonne solution lorsqu’une toiture plate est isolée par l’intérieur. Les panneaux en fibres de bois, en liège ou en chanvre peuvent également être utilisés dans certains cas, surtout dans des toitures froides ; pour les toitures plates chaudes, seules les variantes résistantes à la compression et spécifiquement testées pour les systèmes de toitures plates sont appropriées.

Astuce
Pour les toitures plates, une gestion correcte de la vapeur est encore plus importante que pour les toits en pente, car la membrane d’étanchéité supérieure est presque toujours étanche à la vapeur (comme l’EPDM ou le bitume), ce qui rend l’évacuation de l’humidité vers l’extérieur impossible. C’est pourquoi il faut quasiment toujours installer, côté chaud, un pare-vapeur étanche ou fortement freinant.
Une composition totalement ouverte à la diffusion, sans pare-vapeur, comme cela peut parfois se faire en toiture inclinée, n’est réalisable en toiture plate que dans des systèmes exceptionnels, calculés et validés en physique du bâtiment.