Couvertures métalliques : isoler pour ne pas condenser

Montées sur charpente métallique en couverture de bâtiments industriels, commerciaux, agricoles, mais aussi de plateformes logistiques et d'autres bâtiments de grandes dimensions, les plaques métalliques nervurées (bacs acier) se caractérisent par une forte conductivité thermique et une capacité à empêcher les transferts de vapeur en partie courante.

Or, même si la vapeur d'eau produite par l'activité des locaux sous-jacents est en principe évacuée par la ventilation du bâtiment, les transferts de vapeur à travers la paroi peuvent entraîner un risque de condensation.

Par ailleurs, dans certaines conditions atmosphériques, l'humidité de l'air extérieur favorise également le phénomène au niveau des bacs métalliques. Selon la composition de la paroi de toiture, l'hygrométrie et la température intérieure du bâtiment si celui-ci est fermé, une conception défaillante ou une mauvaise mise en œuvre peuvent provoquer la formation d'une condensation importante, voire un ruissellement d'eau, lorsque la température extérieure est basse et que l'air intérieur, plus chaud et chargé d'humidité, entre en contact avec la sous-face de la couverture. Ce phénomène, susceptible d'endommager les aménagements intérieurs (plafonds suspendus...), les denrées ou matériaux stockés et de perturber l'exploitation du bâtiment, peut être prévenu par la mise en place d'une bonne isolation.

À CHAQUE CAS, SA SOLUTION

Autant que possible, l'isolation devra être définie dès le stade de conception en tenant compte de la future utilisation du bâtiment¹. Elle combinera les différents composants de la paroi de couverture : plaque nervurée avec ou sans régulateur de condensation, lame d'air éventuelle ; enfin, plafond, pare-vapeur et isolant thermique, trois éléments pouvant le cas échéant être regroupés en un seul. Deux grandes familles de solutions sont possibles, correspondant, l'une, au schéma de fonctionnement des toitures « froides » (elles intègrent une lame d'air ventilée entre les plaques nervurées et l'isolation), l'autre, à celui des toitures « chaudes » (sans lame d'air entre la couverture et l'isolation, ou avec une lame d'air non ventilée). Dans les deux cas, ces solutions ne visent, selon le NF DTU 40.35 « Couvertures en tôle d'acier nervuré », que les locaux à faible ou moyenne hygrométrie².

En toiture « froide », l'isolation, associée à un pare-vapeur en sous-face, est mise en œuvre sous panne, horizontalement ou parallèlement au rampant, conformément aux techniques de plafonds suspendus visées par le NF DTU 58.1. L'utilisation d'un régulateur de condensation intégré sous la plaque nervurée ou d'un « feutre tendu » mis en œuvre par le couvreur est nécessaire. Le régulateur a la propriété de retenir une certaine quantité d'eau qui s'évacue ultérieurement par évaporation. Les principales règles à respecter sont le maintien d'une lame d'air ventilée continue d'une épaisseur d'au moins 4 cm sous les plaques nervurées, et un dimensionnement des entrées et sorties d'air adapté à l'hygrométrie du bâtiment. Avec les toitures « chaudes », l'isolation peut être mise en œuvre sur pannes, entre pannes ou sous la forme d'une couverture double peau à trames parallèles. Le principe de l'isolation sur panne consiste à dérouler et tendre sur la charpente des lés de feutre souple (procédé sous Avis technique intégrant un pare-vapeur en face inférieure et parfois un grillage pour maintenir l'isolant). La jonction longitudinale des lés s'effectue par agrafage. La continuité du complexe doit être assurée au niveau des rives, des égouts et des points singuliers (pénétrations, jonctions avec les parties éclairantes...), qui doivent être calfeutrés pour éviter les entrées d'air parasite. Le calfeutrement de la toiture sera complété par la mise en place de closoirs en mousse en périphérie de la toiture et le long des faîtages. L'isolation entre pannes avec lame d'air non ventilée est réservée aux locaux à faible hygrométrie. Elle est constituée soit de panneaux isolants autoporteurs assurant à la fois l'isolation thermique et la finition de la sous-toiture, soit de feutres souples reposant sur des plaques qui forment le plafond. L'exécution est rendue délicate par l'exigence d'un calfeutrement soigné de la lame d'air au niveau des rives, du faîtage et des pénétrations. On peut également réaliser une isolation entre pannes sans lame d'air ventilée avec les mêmes composants, mais en rajoutant un second lit d'isolant parallèlement ou perpendiculairement aux pannes avant la pose des plaques nervurées, de sorte qu'aucune lame d'air ne subsiste entre le plafond et la sous-face de couverture.

ÉTUDE HYGROMÉTRIQUE PRÉALABLE INDISPENSABLE

Une dernière solution d'isolation consiste à réaliser une couverture double peau à trames parallèles ou à trames croisées avec plateaux non porteurs. Ce système comprend quatre composants : une peau intérieure (plaques nervurées posées sur pannes) ; une ossature secondaire (fausses pannes) ; un isolant (généralement de la laine minérale en rouleau) ; une peau extérieure en plaques nervurées. Son fonctionnement en toiture chaude nécessite une continuité de la couche isolante dans l'ensemble du complexe, ainsi qu'un calfeutrement au faîtage, aux pénétrations et en égout pour éviter toute entrée d'air ; le raccord de la peau intérieure à l'égout devra toutefois permettre l'évacuation d'eau provenant d'éventuelles condensations entre les deux peaux.

Une étude hygrothermique préalable du procédé en fonction des hypothèses de l'ouvrage (système constructif d'enveloppe avec régulateur ou non, nature, épaisseur, résistance thermique de l'isolant, conditions de ventilation en parties haute et basse...) permet d'estimer le risque de condensation.