Afin de garantir la bonne intégration du dispositif dans un projet, le concepteur doit être attentif aux différents aspects qui auront un impact sur la mise en œuvre, la gestion et la fin de vie du dispositif. Les principaux points d'attention à prendre en compte lors de la conception sont détaillés ci-dessous.
Les différents éléments constituant la toiture doivent être analysés afin de vérifier leur compatibilité avec le procédé d'isolation par l'extérieur de la toiture. En nouvelle construction, il existe peu ou pas de contraintes autres que celles permettant de construire une toiture dans les règles de l'art.
Impact sur le confort thermique
En termes de confort, l'isolation de la toiture par l'extérieur aura un impact sur le confort estival, en particulier pour les pièces de vie qui se situent dans l'espace sous toiture. Cependant, ce n'est pas tant la capacité thermique de l'isolant mis en place qui influence la surchauffe éventuelle mais :
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la bonne performance de l'isolation, limitant ainsi les gains de chaleur via les parois opaques en été (et limitant les pertes vers l'extérieur en hiver) ;
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la gestion des gains solaires, par l'utilisation de protections solaires extérieures ou de vitrages solaires ;
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la gestion des gains internes, en débranchant un maximum d'appareils en veille non utilisés ;
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l'utilisation d'une ventilation intensive la nuit, afin de refroidir la masse du bâtiment.
Le graphique ci-dessous illustre bien le fait que, pour deux isolants de capacités thermiques volumiques fort différentes (110 kJ/(m³.K) pour la laine de bois (WW) contre 26 kJ/(m³.K) pour la laine minérale (MW)), les courbes de températures dans une pièce sous toiture sont fort semblables lorsque l'épaisseur d'isolant considérée est la même. En outre, plus l'épaisseur et par conséquent la performance thermique de l'isolation est grande, plus la température intérieure de la pièce est basse.
Voir CSTC 2010.
Evolution des températures extérieure et intérieure d'une pièce sous toiture sans protection solaire et pour deux type d'isolants (MW : laine minérale ; WW : laine de bois)
Le respect des normes incendies
Lorsqu'un élément rigide est placé sur les chevrons ou fermettes et qu'il constitue la finition intérieure du bâtiment, il doit respecter les normes incendie. Quelques exemples de types de finitions couramment utilisés :
- Panneaux de multiplex, de contreplaqué ;
- Panneaux de bois agglomérés ;
- Plaques de plâtre hydrofuge ;
- Plaques de plâtre hydrofuge.
Cet élément rigide est nécessaire lorsque l'on utilise du verre cellulaire ou de la laine de roche rigide incompressible. Il servira de finition intérieure mais aussi d'éléments de protection pour la sécurité incendie.
Lorsque des mousses synthétiques sont mises en place, il n'est pas indispensable. Cependant, dans ce dernier cas, il est primordial que la finition intérieure qui est appliquée soit résistante au feu, car ces mousses synthétiques sont combustibles.
Imperméabilité à l'eau
Lorsque les joints entre panneaux d'isolants ne sont pas étanches à l'air, une sous-toiture (membrane ou plaque rigide) imperméable à l'eau mais perméable à la vapeur d'eau doit absolument être placée sur l'isolant. Dans le cas d'une sous-toiture rigide, il faudra veiller à ne pas superposer les joints de la sous-toiture et des panneaux isolants.
Si la face supérieure du panneau est étanche à l'eau (tant au niveau des joints que des raccords), celui-ci pourra jouer le rôle de sous-toiture, à condition toutefois de placer une bavette au niveau de la rangée de panneaux inférieure.
Efforts dus au vent
Le placement d'une isolation de toiture par l'extérieur implique l'utilisation de lattage et contre-lattage ayant certaines dimensions minimales. En effet, l'isolant placé du côté extérieur présente un risque d'arrachage au vent élevé, ce qui implique de fortes charges au niveau de la structure.
Les dimensions présentées ici sont celles rencontrées le plus souvent. Il est évident que celles-ci n'ont qu'une valeur indicative, et que les prescriptions du fabricant doivent être respectées.
- Dimensions nominales recommandées: min 18 mm d'épaisseur et 36 mm de largeur, car soumises à de fortes charges ;
- Des cales en bois doivent être utilisées en bas de pente de toiture.
Bruit extérieur
D'un point de vue acoustique, une toiture sarking réalisée avec des panneaux sandwich et un isolant rigide est moins performante qu'une isolation réalisée avec des isolants souples.
Afin de pallier cet inconvénient, une solution consiste à travailler avec une double paroi. La finition du plafond est partiellement désolidarisée de la structure portante, afin de diminuer la transmission des bruits extérieurs dus à la circulation.
Les deux schémas ci-dessous comparent une solution avec double paroi acoustique (à gauche) et une solution sans.
Toitures Sarking: amélioration des performances acoustiques
- 1: isolant thermique acoustiquement absorbant
- 2: isolant thermique non acoustiquement absorbant
- 3: plaques de plâtre
- 6: sous-toiture (si nécessaire)
- 7: OSB avec pare/frein vapeur
- 8: montants à ressorts
- 9: ossature en bois
La figure de gauche présente un indice d'affaiblissement acoustique R Atr supérieur à 42 dB; elle permet donc d'atténuer les bruits de circulation de 42dB. C'est la meilleure solution pour une toiture sarking lorsqu'on utilise un isolant non absorbant acoustiquement. Elle consiste à désolidariser partiellement la structure en utilisant des profilés spéciaux (montants à ressorts) et une couche d'isolant acoustiquement absorbant.
La figure de droite, sans désolidarisation partielle, n'offre qu'un indice d'affaiblissement acoustique de 29 dB.
En rénovation, un isolant souple déjà en place entre les chevrons (comme de la laine minérale par exemple) améliorera déjà un peu les performances acoustiques du nouveau complexe de toiture.