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L’isolation utilisée dans les rampants de toiture appartient généralement à l’une des quatre catégories suivantes :
- isolation en panneaux rigides;
- platelage structurel à double usage et planches isolantes;
- béton isolant léger (BIL) ; ou
- mousse de polyuréthane projetée (SPF).
Isolation en panneaux rigides
L’isolant en panneaux rigides est le type d’isolant le plus courant utilisé dans les toitures commerciales à faible pente. Il est fabriqué à partir de plastique cellulaire ou de matériaux fibreux et pressé en panneaux. L’isolant en panneaux rigides est généralement appliqué sur la surface supérieure du platelage, sauf dans le cas d’un toit à membrane protégée (PMR), auquel cas il est appliqué sur la membrane de toiture. En règle générale, les produits d’isolation en mousse utilisent des agents gonflants pour remplir les cellules de la mousse. Ces agents gonflants sont constitués de gaz qui ont une résistance thermique supérieure à celle de l’air, tandis que l’isolant fibreux utilise l’air emprisonné pour son pouvoir isolant. Comme l’illustre le tableau ci-dessous, l’isolant en mousse a généralement une valeur R plus élevée que les matériaux fibreux.
L’isolation en panneaux rigides peut également être classée comme organique – composée de bois, de mousse plastique et de panneaux de fibres ; ou inorganique – qui comprend des fibres de verre, du béton isolant léger, de la perlite, du verre cellulaire et des panneaux de laine minérale.
L’isolation en panneaux de mousse est disponible en quatre variétés : polystyrène expansé (EPS), polystyrène extrudé (XPS), polyisocyanurate (polyiso ou ISO) et ISO haute densité. Les détails du produit pour chacun d’eux sont les suivants :
1. Le polystyrène expansé (EPS) , également appelé panneau de lambris, est le plus polyvalent en termes de compatibilité et possède une valeur R stable, ce qui signifie qu’il ne change pas au fil du temps. L’EPS peut se déformer, se décomposer et se désintégrer s’il est exposé à des températures élevées, à de l’asphalte chaud et à des adhésifs à base de solvants. Par conséquent, un panneau de recouvrement doit être installé entre l’EPS et la membrane s’il se trouve sous une membrane noire ou nécessite l’application d’asphalte chaud ou d’adhésifs à base de solvants. Notez également que l’EPS absorbera l’eau s’il y est exposé.
2. Le polystyrène extrudé (XPS) est utilisé dans les systèmes de toiture à membrane protégée (PMR) et les systèmes de toiture végétalisée. Cela est principalement dû au fait qu’il est plus résistant aux intempéries que les autres types d’isolants en panneaux de mousse rigide et qu’il a donc tendance à avoir un coût de cycle de vie plus long.
Contrairement à l’EPS, il présente une faible perméabilité à l’eau et à la vapeur. Pour éviter les fissures, il ne doit pas être utilisé sous une membrane en bitume multicouche ou modifiée. Cependant, dans la plupart des applications, un panneau de recouvrement est toujours nécessaire car il fournit une surface sur laquelle adhérer la membrane. Comme pour l’EPS, il ne doit pas être exposé à des températures élevées, à de l’asphalte chaud ou à des adhésifs à base de solvants. Ce type d’isolant est généralement rose, bleu, jaune ou vert. La couleur identifie le fabricant.
3. L’isolant en polyisocyanurate (ISO ou polyiso) est généralement composé de mousse rigide de couleur crème prise en sandwich entre deux feuilles de parement. Techniquement, l’ISO est une mousse liquide pulvérisée contre les feuilles de parement, qui se dilate ensuite pour former un panneau.
Les différents matériaux utilisés pour les feuilles de parement comprennent le papier d’aluminium, les panneaux de perlite, les panneaux de fibre de verre en bois, les panneaux OSB et les tapis en fibre de verre. L’ISO est souvent appelé isolation en panneau composite lorsque les feuilles de parement sont constituées d’un matériau en panneau rigide. Le panneau composite est techniquement constitué de deux couches d’isolant laminées ensemble. Cependant, notez que certains isolants composites utilisent de l’ESP et non de l’ISO. Les différentes feuilles de parement offrent différents niveaux de résistance à l’humidité et à la chaleur.
Son installation est soumise à des restrictions. Le bitume chaud ne doit pas être appliqué directement en raison du risque de cloquage. De plus, les feuilles de parement peuvent se décoller lorsqu’elles sont comprimées par un trafic piétonnier intense. Par conséquent, les panneaux de recouvrement sont presque toujours recommandés.
4. L’isolant haute densité a une résistance à la compression bien supérieure à celle des autres panneaux en mousse, ce qui peut être très bénéfique dans les assemblages de toiture. La composition typique est un noyau hautement comprimé de polyisocyanurate avec des feuilles de fibre de verre formant les faces. Ce matériau peut souvent être utilisé comme panneau de couverture, en plus de l’isolation.
L’isolant fibreux est composé de fibres de bois et de fibres végétales, ainsi que de fibres de verre. La plupart des matériaux organiques sont enduits ou saturés d’asphalte pour améliorer leur résistance à l’humidité. Les panneaux de fibres de bois sont souvent choisis pour leur résistance aux chocs, leur durabilité et leur capacité à résister aux températures élevées liées à l’application de bitume chaud sur les toits multicouches, ainsi qu’aux applications de nettoyage à chaud et de chalumeau.
L’isolant en verre cellulaire est composé de cellules de verre fermées et interconnectées contenant un gaz inerte. Le verre cellulaire est souvent choisi pour sa capacité à résister à la chaleur du bitume chaud appliqué, ainsi que pour sa compatibilité avec les compositions chimiques des autres composants du système de toiture et sa valeur R stable. Ce type d’isolant est imperméable à la vapeur et ne favorise pas la croissance de moisissures, de champignons ou de micro-organismes. Cependant, il présente des limites par temps froid et n’est pas couramment utilisé au Canada.
L’isolant en laine minérale , souvent appelé laine de roche, n’est pas couramment utilisé comme isolant dans les assemblages de toitures à faible pente. Il est fabriqué en chauffant de la roche, du laitier ou du verre jusqu’à ce que les fibres fondues soient filées, puis liées ensemble pour former un panneau rigide.
L’isolant en laine minérale peut résister aux températures élevées des applications de bitume chaud et des soudeuses à chaud, ce qui le rend idéal dans certaines situations. La laine minérale est également souvent utilisée comme panneau de couverture dans les systèmes de toiture asphaltés en raison de sa résistance au feu et de sa stabilité dimensionnelle. Cependant, les inspecteurs doivent rechercher la compression de l’isolant due à des fixations mécaniques trop enfoncées ou à un trafic piétonnier intense. Notez également qu’il est hydrofuge mais perméable à la vapeur.
La perlite est un verre volcanique qui se dilate en raison de la teneur en eau du minerai. Le matériau est souvent traité avec des fibres de bois et des liants pour produire des panneaux rigides. Même si la valeur R de la perlite est faible, elle est souvent utilisée comme composant dans des systèmes multicouches ou comme panneau de couverture dans des systèmes de toiture à membrane bitumineuse multicouche et modifiée. Lorsqu’elle est utilisée comme panneau de couverture, elle nécessite un revêtement de surface pour éviter une absorption excessive d’asphalte, ainsi que la formation de cloques. Notez également que la perlite absorbe facilement l’eau et perd sa résistance à la compression lorsqu’elle y est exposée.
L’isolation conique est principalement utilisée pour répondre aux exigences de pente ou pour créer un drainage positif dans un système de toiture existant. Elle améliore les performances et la longévité du toit en évacuant l’eau correctement et en temps opportun. De nombreux codes du bâtiment contiennent des exigences relatives à la pente minimale du toit, en particulier pour les nouvelles constructions. D’après le Code international du bâtiment (IBC) 1507.10.1 Pente de 2015 :
Les toits multicouches doivent avoir une pente de conception d’au moins un quart d’unité verticale sur 12 unités horizontales (pente de 2 %) pour le drainage, à l’exception des toits multicouches en goudron de houille qui doivent avoir une pente de conception d’au moins un huitième d’unité verticale sur 12 unités horizontales (pente de 1 %).
La réfection de toiture implique généralement des exigences différentes en matière de pente. L’exception de la section 1507.10.1 de l’IBC stipule :
Le remplacement ou la récupération d’un toit existant à faible pente ne sont pas requis pour satisfaire à l’exigence de pente de conception minimale d’un quart d’unité verticale sur 12 unités horizontales (pente de 2 %) de la section 1507 pour les toits qui assurent un drainage positif.
De nombreux types d’isolants en panneaux rigides décrits ci-dessus sont utilisés pour créer des systèmes d’isolation coniques. Cela comprend la laine de roche, la fibre de bois, le verre cellulaire et la perlite, ainsi que les trois formes d’isolants en mousse rigide (XPS, EPS, ISO). Selon l’assemblage du toit, chaque type présente des avantages et des inconvénients coïncidents.
Un panneau isolant en mousse rigide de polyisocyanurate est présenté installé selon une conception conique sur un toit plat.
Planches de terrasse structurelles et isolantes à double usage
Les planches de toit structurelles et isolantes à double usage sont constituées de planches de fibres de bois cimentées collées avec une couche de mousse pour créer une planche à double usage avec une fonction d’isolation structurelle. Ces matériaux peuvent être vus dans les assemblages de toiture plus anciens, bien que moins courants, ils peuvent également être trouvés dans les installations modernes.
Béton léger isolant (LWIC)
Il existe deux types de béton isolant léger :
- béton cellulaire; et
- béton expansé.
Le béton cellulaire est produit en mélangeant un agent moussant à une bouillie de ciment et d’eau. Le béton à granulats expansés est produit à partir de minéraux expansés comme la perlite ou le mica (vermiculite), et parfois du polystyrène. Ces granulats se dilatent sous l’effet de la chaleur et ont une forte affinité pour l’eau, créant ainsi un béton léger et de faible densité.
Les deux types de LWIC fonctionnent comme un isolant structurel et un système de drainage en pente. Par conséquent, lors de l’application, le LWIC peut être effilé pour assurer un drainage positif sur une toiture plate par ailleurs plane. Cela élimine le besoin d’installations d’isolation conique coûteuses et souvent compliquées.
L’isolant LWIC a une résistance à la compression supérieure à celle de nombreux autres types d’isolants et, s’il est mélangé et installé correctement, il est dimensionnellement stable. De plus, l’isolant LWIC est plus dense que les autres types d’isolants, ce qui présente un autre avantage. Imaginez une casserole d’eau sur la cuisinière. La densité supplémentaire de l’eau fait que la casserole chauffe et refroidit beaucoup plus lentement que celle d’une casserole identique vide. De la même manière, la densité de l’isolant en béton est moins résistante aux variations de chaleur de la membrane dues au soleil ou à une averse de pluie froide soudaine. Ainsi, l’isolant LWIC aidera à stabiliser les températures du toit.
Mousse de polyuréthane pulvérisée (SPF)
L’isolant en mousse de polyuréthane pulvérisée (SPF) fonctionne à la fois comme isolant structurel et comme système d’étanchéité. Techniquement, il s’agit d’une combinaison de produits chimiques pulvérisés sur une toiture en couches pour créer une surface monolithique. Parfois, le SPF est utilisé en combinaison avec un revêtement de toiture protecteur et sert de couverture principale.
La mousse est extrêmement légère. Elle peut être appliquée sur presque tous les supports, même les systèmes de toiture existants. De plus, la mousse SPF s’adapte facilement aux solins, aux pénétrations et aux murs de parapet. Sa résistance au soulèvement par le vent dépend directement de la fixation du support sur lequel elle est appliquée.
Le SPF est sensible aux rayons UV et, au fil du temps, il s’érode en cas d’exposition continue. Ce problème peut être atténué par l’utilisation d’un revêtement de protection UV ou d’un autre matériau de couverture. Un entretien approprié et une réapplication du revêtement UV prolongent la durée de vie du toit. Notez également que le SPF a des limites de température et d’humidité, ce qui rend son application et son utilisation difficiles dans certaines zones climatiques.
Ce qu’il faut retenir
Bien que l’isolation thermique et les panneaux de couverture soient souvent invisibles dans le système de toiture, la connaissance des différents types et de leur utilisation peut aider à identifier les zones de faiblesse et les défaillances potentielles. De plus, si vous commandez un échantillon de base de toiture, le type d’isolation sera noté dans le rapport. Comprendre comment les différents types d’isolants et de panneaux de mousse interagissent entre eux vous aidera à mieux vous positionner pour interpréter les rapports d’échantillons de base, ainsi qu’à répondre aux questions que votre client peut avoir sur l’isolation dans les rampants de toiture à Angers.
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