Isolation thermique toiture : Types d’isolation des toits à faible pente

L’isolation thermique permet de protéger l’intérieur d’un bâtiment de manière à ce qu’il soit moins affecté par la température extérieure, réduisant ainsi de manière substantielle la consommation d’énergie du bâtiment, ainsi que les coûts énergétiques.

Types d’isolation thermique des toits à faible pente

L’isolation utilisée dans les toitures à faible pente appartient généralement à l’une des quatre catégories suivantes :

•  L’isolation à l’aide des panneaux rigides
•  Les panneaux isolants à double usage, à la fois structuraux et isolants
•  Béton isolant léger (BIL) ; ou
•  Mousse de polyuréthane pulvérisée (SPF).

La première catégorie est celle de l’isolation en : panneaux rigides

L’isolation en panneaux rigides est le type d’isolation le plus couramment utilisé pour les toitures commerciales à faible pente. Il est fabriqué à partir de plastique cellulaire ou de matériaux fibreux et pressé sous forme de panneaux.

L’isolation en panneaux rigides est généralement appliquée sur la surface supérieure du tablier, sauf dans le cas d’une toiture à membrane protégée (PMR), où elle est appliquée sur la membrane de la toiture.

En règle générale, les produits d’isolation en mousse utilisent des agents d’expansion pour remplir les cellules de la mousse. Ces agents d’expansion sont constitués de gaz dont la résistance thermique est supérieure à celle de l’air, tandis que les isolants fibreux utilisent l’air emprisonné pour leur pouvoir isolant.

L’isolation en panneaux rigides peut également être classée comme organique, composée de bois, de mousse de plastique et de panneaux de fibres, ou inorganique, qui comprend les fibres de verre, le béton isolant léger, la perlite, le verre cellulaire et les panneaux de laine minérale.

Deuxième catégorie est celle des panneaux de mousse isolante

Ils se déclinent en quatre variétés : le polystyrène expansé (EPS), le polystyrène extrudé (XPS), le polyisocyanurate (polyiso ou ISO) et l’ISO haute densité.

Voici les détails des produits pour chacun d’entre eux :

Le polystyrène expansé (EPS)

Également appelé planche de rive, est le plus polyvalent en raison de sa compatibilité et de sa valeur R stable, ce qui signifie qu’il ne change pas avec le temps. Le PSE 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 suite, un panneau de recouvrement doit être installé entre le PSE et la membrane s’il se trouve sous une membrane noire ou s’il nécessite l’application d’asphalte chaud ou d’adhésifs à base de solvant. Il convient également de noter que le PSE absorbe l’eau s’il y est exposé.

Le polystyrène extrudé (XPS)

Il est utilisé dans les systèmes de toiture à membrane protégée (PMR) et les systèmes de toiture végétale. Cela s’explique principalement par le fait qu’il est plus résistant aux intempéries que les autres types d’isolants en mousse rigide, et qu’il a donc tendance à avoir un coût de cycle de vie plus élevé.

Contrairement au PSE, il présente une faible perméabilité à l’eau et à la vapeur. Pour éviter les fissures, il ne doit pas être utilisé en dessous d’une membrane bâtie ou d’une membrane de bitume modifié. Cependant, dans la plupart des applications, un panneau de couverture est toujours nécessaire car il fournit une surface à laquelle adhérer la membrane.

Comme pour le PSE, 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.

L’isolation en polyisocyanurate (ISO ou polyiso)

Elle est généralement composée d’une mousse rigide de couleur crème prise en sandwich entre deux feuilles de surface. Techniquement, le polyisocyanurate est une mousse liquide pulvérisée contre des feuilles de surface, qui se dilate ensuite pour former un panneau.

Les différents matériaux utilisés pour les feuilles de surface comprennent les feuilles d’aluminium, les panneaux de perlite, les panneaux de fibre de bois, les panneaux OSB et les matelas de fibre de verre.

L’isolation ISO est souvent appelée “panneau composite” lorsque les feuilles de surface sont constituées d’un matériau rigide. Les panneaux composites sont techniquement deux couches d’isolant laminées ensemble.

Son installation est soumise à certaines restrictions. Le bitume chaud ne doit pas être appliqué directement en raison du risque de formation de cloques.

De plus, les feuilles de surface peuvent se délaminer lorsqu’elles sont comprimées par un trafic piétonnier intense. C’est pourquoi il est presque toujours recommandé d’utiliser des panneaux de recouvrement.

L’ISO haute densité

Elle a une résistance à la compression beaucoup plus élevée que les autres panneaux de mousse, ce qui peut être très utile 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’isolation fibreuse

Elle se compose de matériaux en fibre de bois et en fibre végétale, ainsi que de fibre de verre.  La majorité des matériaux organiques sont enduits ou saturés d’asphalte pour améliorer leur résistance à l’humidité.

Les panneaux de fibres de bois sont fréquemment choisis pour leur résistance aux chocs, leur durabilité et leur capacité à supporter les températures élevées liées à l’application de bitume chaud sur les toits construits, ainsi qu’à l’utilisation de la vadrouille chaude et du chalumeau.

L’isolation en verre cellulaire

Elle est constituée de cellules de verre fermées interconnectées contenant un gaz inerte. Le verre cellulaire est généralement 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’isolation 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.

La laine minérale

Elle est souvent appelée laine de roche, n’est pas couramment utilisée comme isolant dans les toits à faible pente.

Elle est fabriquée en chauffant de la roche, du laitier ou du verre jusqu’à ce que des fibres fondues soient filées, puis liées ensemble pour former un panneau rigide.

L’isolation en laine minérale peut résister aux températures élevées des applications de bitume chaud et des soudeurs, ce qui la rend idéale dans certaines situations.

La laine minérale est également souvent utilisée comme panneau de couverture dans les systèmes de toiture asphaltique en raison de sa résistance au feu et de sa stabilité dimensionnelle.

Toutefois, les inspecteurs doivent vérifier que l’isolation n’a pas été comprimée par des fixations mécaniques trop sollicitées ou par un trafic piétonnier intense.

Il convient également de noter que l’isolant est hydrofuge mais perméable à la vapeur d’eau.

La perlite

C’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.

Bien que la valeur R de la perlite soit faible, elle est souvent utilisée comme composant dans les systèmes multicouches ou comme panneau de couverture dans les systèmes de toiture à membrane de bitume construit et modifié.

Lorsqu’elle est utilisée comme panneau de couverture, elle doit être recouverte d’un enduit de surface pour éviter une absorption excessive de l’asphalte et la formation de cloques. Il convient également de noter que la perlite absorbe facilement l’eau et perd sa résistance à la compression lorsqu’elle y est exposée.

L’isolation conique

Elle 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 de la toiture en drainant l’eau correctement et en temps voulu.

De nombreux codes de construction contiennent des exigences relatives à la pente minimale des toits :

•  Les toits bâtis 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 bâtis 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 d’une toiture entraîne habituellement des exigences différentes en matière de pente :
•  Le remplacement ou la récupération d’une couverture existante à faible pente n’est pas tenu de respecter l’exigence de pente minimale d’un quart d’unité verticale sur 12 unités horizontales (pente de 2 %).

Planches structurelles et isolantes à double usage

Les planches structurelles et isolantes à double usage sont composées de planches de fibres de bois cimentées qui sont liées à une couche de mousse pour créer une terrasse à double usage avec une fonction structurelle et isolante.

Ces matériaux peuvent être vus dans des toitures plus anciennes, mais leur production a été abandonnée parce que les panneaux de mousse isolante avec un tablier structurel sont plus performants.

Béton isolant léger (BIL)

Il existe deux types de béton isolant léger :

• Le béton cellulaire
• Le béton de granulats expansés.

Le béton cellulaire est produit en mélangeant un agent moussant à un coulis de ciment et d’eau. Le béton de granulats expansés est produit à partir de minéraux expansés tels que la perlite ou le mica (vermiculite), et parfois le polystyrène. Ces agrégats se dilatent sous l’effet de la chaleur et ont une grande affinité pour l’eau, créant ainsi un béton léger et de faible densité.

Les deux types de LWIC servent d’isolation structurelle et de système de drainage en pente. Ainsi, lors de l’application, le LWIC peut être aminci pour fournir un drainage positif sur un toit qui serait autrement plat. Il n’est donc plus nécessaire de procéder à des installations d’isolation en pente coûteuses et souvent compliquées.

Le LWIC a une résistance à la compression plus élevée que beaucoup d’autres types d’isolation et, s’il est mélangé et installé correctement, il est indéformable. En outre, le LWIC est plus dense que les autres types d’isolation, ce qui présente un autre avantage.

Mousse de polyuréthane pulvérisée (SPF)

La mousse de polyuréthane pulvérisée (SPF) sert à la fois d’isolant structurel et de système d’étanchéité. Techniquement, il s’agit d’une combinaison de produits chimiques pulvérisés sur un toit en couches pour créer une surface monolithique. Parfois, le SPF est utilisé en combinaison avec un revêtement de protection de la toiture et sert de couverture principale.

La mousse est considérablement légère. Elle peut être posée sur presque tous les substrats, même sur les systèmes de toiture existants. De plus, la mousse SPF s’intègre facilement dans les solins, les pénétrations et les parapets. Sa résistance au soulèvement par le vent dépend directement de la fixation du substrat sur lequel elle est appliquée.

Le SPF est sensible aux UV et, avec le temps, s’érode en cas d’exposition continue ; ce phénomène est atténué par l’utilisation d’un revêtement de protection contre les UV ou d’un autre matériau de couverture.