Comment isoler votre toit en pente?

Une toiture en pente peut être isolée "chaude" ou "froide". Aujourd'hui, un toit chaud est la norme. Une toiture chaude est une toiture isolée de l'extérieur, c'est-à-dire que la couche d'isolation est placée au-dessus d'une structure existante. Dans le cas d'une toiture froide, l'isolation est placée à l'intérieur.

Toiture en pente chaude

Aujourd'hui, les toits en pente sont principalement dotés d'une isolation chaude. C'est ce qu'on appelle une toiture sarking. La couche d'isolant est placée entièrement sur la structure de toit existante, sans rupture thermique ni pont thermique. Le risque de rupture ou pont thermique est particulièrement élevé au niveau des raccords entre différents éléments de construction, comme le toit et un mur ou une cheminée. Le raccord entre l'isolation du toit et celle des murs ne doit donc pas être négligé.

La construction du toit

La base d'un toit en pente - la structure du toit - est presque toujours en bois. Il existe principalement deux types de construction: un toit à fermes ou un toit à pannes. Nous expliquons la différence entre les deux.

Toit à pannes

Dans un toit à pannes, de longues poutres forment la base. Ces poutres ou "pannes" sont disposées horizontalement dans le sens de la longueur du toit, parallèlement à la gouttière. Les poutres sont généralement espacées d'un mètre et demi, mais l'espacement effectif dépend de la pente du toit. Il est déterminé a priori par l'architecte. Les pannes elles-mêmes sont maçonnées dans les plaques murales opposées. Ces plaques murales sont fixées à la maçonnerie et portent en fait la structure du toit.

Des chevrons sont ensuite fixés sur les pannes. Ce sont des lattes inclinées qui vont du faîtage jusqu’à la partie inférieure du toit. C’est pourquoi les toits à pannes sont souvent appelés aussi toits à chevrons. L’ensemble formé par les sablières, les pannes et les chevrons constitue la charpente du toit.

Sur les chevrons vient éventuellement un panneau de contreventement (panneau de fibres de bois, OSB ou contreplaqué), sur lequel est posée la couche d’isolation. Par-dessus, on applique une membrane de sous-toiture perméable à la vapeur, des liteaux de ventilation, et enfin la couverture du toit.

Toit à fermes

Un toit à fermes ou à chevrons consiste à placer des poutres en bois verticalement depuis la plaque murale en bas jusqu'au faîtage, le point le plus haut du toit. Ces poutres sont placées à intervalles réguliers, environ tous les demi-mètres.

Il s'agit généralement d'une structure de toit préfabriquée, fabriquée à l'avance en usine et fixée sur le chantier. Un toit à fermes est souvent la meilleure option lorsqu'il s'agit de réaliser des portées plus importantes. Il s'agit en effet d'une structure autoportante.

Quel bois utiliser?

Pour les structures de toit, on utilise souvent des essences de bois tendre comme le douglas ou l'épicéa. Si vous souhaitez installer (ou faire installer) un toit à pannes, le douglas est l'option la plus chère, mais aussi la plus intéressante. En effet, les poutres en Douglas sont disponibles en plus grandes longueurs que les autres bois de charpente courants. Le bois doit être imprégné (traité chimiquement) ou traité ensuite avec un produit de protection. Cette essence de bois appartient à la classe de durabilité 3 et, en l'absence de traitement, sa durée de vie est de 10 à 15 ans.

L'épicéa est une autre option courante pour les structures de toit. Non traité, l'épicéa a une durée de vie de 5 à 10 ans (classe de durabilité 4). Là encore, la condition est de n'utiliser que du bois prétraité pour la construction d'un toit. L'épicéa est un bois relativement bon marché et facile à traiter en raison de sa légèreté.

Le pin est similaire à l'épicéa et est également souvent utilisé pour les structures de toit. Il est légèrement plus durable que l'épicéa, mais se situe généralement dans la même classe de durabilité. Là encore, il est important d'imprégner ou de traiter le bois. Pour les pannes, le pin est moins approprié si l'on veut couvrir des longueurs supérieures à 6 m.

Où se trouve l'isolation?

Dans une toiture sarking, l’isolation se situe à l’extérieur de la structure porteuse.

D’abord le pare-vapeur

On commence par poser un pare-vapeur parfaitement étanche à l’air, afin d’empêcher l’air intérieur humide de pénétrer dans le matériau isolant. Ce pare-vapeur constitue une barrière essentielle contre la condensation et les pertes de chaleur.

• Dans une charpente à fermes, le pare-vapeur est posé sur les fermes. Cependant, on trouve souvent entre les fermes et le pare-vapeur un support en OSB, en panneau de fibres de bois ou en contreplaqué.
• Dans une toiture à pannes, on utilise souvent un support similaire, sur lequel viennent se fixer les chevrons. Le pare-vapeur est alors déroulé sur ces chevrons. Il est primordial que le pare-vapeur soit parfaitement continu et raccordé sans fuites à tous les éléments adjacents de la construction, afin d’éviter les infiltrations d’air et les ponts thermiques.

Ensuite l’isolation

La couche d’isolation est ensuite posée sur le pare-vapeur, puis recouverte d’une membrane de sous-toiture perméable à la vapeur. Certains fabricants proposent des panneaux isolants pour toiture sarking avec la membrane déjà collée sur la surface. L’ensemble est ensuite fixé à l’aide de liteaux (créant une lame d’air), avant la pose du matériau de couverture.

Si l’on utilise des panneaux isolants revêtus d’un pare-vapeur intégré, l’isolation peut être placée directement sur les chevrons. Bien qu’il existe également des panneaux dotés d’une membrane de sous-toiture intégrée, il est souvent recommandé de prévoir malgré tout une couche supplémentaire résistante à la pluie et au vent au-dessus de l’isolation. Il est conseillé de toujours consulter la fiche technique des panneaux isolants utilisés.

Toiture en pente froide

Lorsqu'on isole un toit par l'intérieur, c'est-à-dire sous la construction du toit, on parle de toiture froide. L'avantage est que la toiture ne doit pas être enlevée pendant les travaux de rénovation. L'isolation d'une toiture froide est un travail plus facile à réaliser soi-même que l'isolation d'une toiture par la méthode sarking.

Quand choisir cette solution?

Cependant, une toiture froide n'est pas recommandée de nos jours car elle peut entraîner des problèmes d'humidité - malgré le pare-vapeur. Ces problèmes sont causés par la convection de l'air: l'air extérieur froid et ventilé se condense la nuit au contact de l'étanchéité du toit. En effet, celle-ci n'est pas chauffée par la maison. Mais parfois, il y a de bonnes raisons de choisir un toit froid. Par exemple, lorsque vous êtes tenu de respecter une certaine hauteur lors d'une rénovation. Comme l'isolation est placée sous le toit, vous pouvez respecter cette hauteur.

Si vous avez une combinaison de toit plat et de toit en pente à isoler, vous pouvez continuer à travailler avec le même matériau isolant, car le risque de condensation est réduit. Le pare-vapeur peut également être prolongé, ce qui confère à l'ensemble une meilleure étanchéité à l'air. 

Si vous devez opter pour une toiture froide, le choix du bon pare-air/vapeur est très important. Celui-ci doit limiter suffisamment la diffusion de la vapeur, les molécules d'eau passant à travers le film dans l'isolation et s'y condensant. En même temps, la sous-toiture doit être perméable à la vapeur car le bois de la charpente peut également contenir de l'humidité, provenant par exemple de la pluie lors des travaux.

Où mettre l'isolation?

Le matériau isolant est inséré entre les fermes d'une toiture à fermes, et entre les pannes et les chevrons d'une toiture à pannes. Il n'y a pas de structure de ce genre? Alors, une charpente en bois ou en métal est prévue à l'intérieur de la structure du toit. Vous pouvez également installer l'isolation à l'aide de tiges de suspension. Dans ce cas, au lieu d'ajouter une menuiserie, il suffit de placer l'isolation et le pare-vapeur sur les tiges.

Attention: avec une toiture à pannes, une seule couche d'isolation entre les chevrons et les pannes n'est pas suffisante. Il faut prévoir une deuxième couche. Les deux couches sont appliquées en quinconce de sorte que les joints et les interstices de la deuxième couche soient également couverts.

Lisez ici comment procéder avec une toiture en pente froide.

La couche d'isolation: quels matériaux?

Panneaux de mousse rigide

Un toit incliné peut être isolé, tant dans le cas de constructions de toiture froides que chaudes et étanches à la vapeur, à l’aide de panneaux en PUR ou PIR, mais aussi, par exemple, avec des panneaux en mousse phénolique (résol). Ces panneaux en résol peuvent être équipés d’une membrane de sous-toiture intégrée et de recouvrements autoadhésifs.

Les panneaux d'isolation peuvent également être dotés d'un système de rainure et de languette pour faciliter la pose. Étant donné que les chevrons et les fermes des toits en pente peuvent également former un léger pont thermique si l'isolation dépasse entre eux, certains panneaux PIR sont équipés de raidisseurs en bois intégrés, avec une autre couche de PIR entre le raidisseur et le liteau avec lequel le panneau est vissé.

Dans le cas des panneaux en plastique, la mousse de polyuréthane est souvent utilisée comme finition pour les trous que les panneaux ne peuvent pas combler seuls.

Pas de panneaux en EPS ou XPS?

Les panneaux en polystyrène, tels que l’EPS et le XPS, sont moins fréquemment utilisés pour l’isolation des toitures inclinées, car leur valeur lambda est moins favorable. Cela signifie qu’il faut une épaisseur plus importante pour obtenir le même rendement thermique qu’avec des panneaux en PIR ou PUR.

Le XPS présente certes une excellente résistance à la compression et à l’humidité (il convient donc pour des applications soumises à des charges ou en milieux humides, comme les toitures inversées plates), mais il offre une performance isolante moins élevée par centimètre d’épaisseur.

L’EPS est économique et utilisable, mais sa capacité isolante par épaisseur est également plus faible; il nécessite donc des épaisseurs plus importantes pour atteindre le même résultat, ce qui est moins avantageux dans le cas d’une toiture dont la hauteur de construction est limitée.

La laine minérale

Si vous isolez un toit de manière froide, il est généralement préférable d'isoler avec un matériau isolant souple, tel que la laine de verre.  La laine de verre est une forme d'isolation ouverte à la vapeur. Ainsi, si de la vapeur pénètre dans l'isolation, elle peut s'échapper à nouveau par le toit vers l'extérieur. L'avantage de l'isolation en fibre de verre est qu'elle est flexible et légère. L'isolant se compose de longues fibres de verre maintenues ensemble par une résine de liaison.

Vous pouvez également utiliser de la laine de roche, fabriquée à partir de roches ou de pierres recyclées. Les fibres sont toutefois plus courtes, ce qui rend le matériau plus solide. Elle est cependant plus lourde que la laine de verre et donc moins facile à poser en hauteur.

l est toutefois essentiel qu’un pare-vapeur bien posé soit présent du côté intérieur (le côté chaud), afin d’éviter qu’une trop grande quantité d’humidité ne pénètre dans la laine isolante. Perméable à la vapeur ne veut donc pas dire "résistant à l’humidité": une exposition prolongée à l’humidité réduit le pouvoir isolant du matériau.

Lisez plus sur les matériaux d'isolation.

Matériaux bio-écologiques

En plus des matériaux isolants traditionnels comme la laine minérale et les panneaux rigides en mousse, il est également possible d’utiliser des matériaux bio-écologiques tels que la ouate de cellulose insufflée, les panneaux de liège ou de chanvre.

Une toiture ouverte à la diffusion de vapeur

La plupart des isolants fibreux (bio-écologiques) sont principalement utilisés dans des constructions ouvertes à la diffusion de vapeur.

Dans une toiture utilisant des isolants naturels tels que le liège, la laine de mouton, le chanvre ou la fibre de bois, il est essentiel que la composition permette à la vapeur d’eau de migrer de l’intérieur vers l’extérieur, tout en maintenant la partie extérieure de la construction au sec.

Attention: bien que les isolants naturels puissent absorber et restituer l’humidité, il reste indispensable que la construction puisse entièrement sécher afin d’éviter la formation de moisissures. Une composition typique (de l’intérieur vers l’extérieur) est souvent la suivante:

• Finition intérieure (plaque de plâtre, ou enduit d’argile dans une construction à ossature bois) côté chaud;
• Couche intérieure étanche à l’air (non nécessairement pare-vapeur, mais frein-vapeur): une membrane ou un panneau assurant l’étanchéité à l’air;
• Isolation: panneaux en fibre de bois, laine de mouton, chanvre ou liège - ces matériaux peuvent tamponner et restituer lentement l’humidité;
• Côté extérieur de l’isolation: une membrane ou un panneau de sous-toiture. Cette couche doit être ouverte ou au moins régulatrice à la diffusion de vapeur, pour permettre l’évacuation de l’humidité vers l’extérieur;
• Finition extérieure (tuiles, ardoises).

Lors du choix des matériaux, il est essentiel de respecter le principe selon lequel la résistance à la diffusion de vapeur diminue de l’intérieur vers l’extérieur: chaque couche doit être plus ouverte à la vapeur que la précédente. Ainsi, toute humidité éventuelle présente dans la construction peut s’évacuer vers l’extérieur.

Quand faut-il un pare-vapeur ou une membrane frein-vapeur?

Dans une composition réellement ouverte à la diffusion de vapeur, réalisée avec les bons matériaux et une mise en œuvre soignée, il est possible de se passer d’un pare-vapeur étanche. Les matériaux isolants et la structure assurent alors la régulation et le transport de l’humidité. Dans ce cas, on utilise seulement un panneau étanche à l’air et une isolation ouverte à la vapeur (ainsi qu’une sous-toiture ouverte).

Cependant, dans certains cas, un pare-vapeur ou une membrane frein-vapeur est tout de même nécessaire, voire fortement recommandée.

Si la couche extérieure est étanche à la vapeur, par exemple lorsque la finition extérieure laisse peu ou pas passer la vapeur (cas du bitume ou de l’EPDM, bien que ces matériaux soient rares sur les toitures inclinées). Dans ce cas, l’humidité provenant de l’intérieur ne peut plus s’échapper vers l’extérieur. Il faut donc placer, côté chaud, une membrane pare-vapeur ou fortement frein-vapeur afin d’éviter la condensation dans l’isolation ou la structure.

En présence d’une grande épaisseur d’isolation ou lorsque la construction utilise des matériaux naturels, le point de rosée risque davantage de se situer à l’intérieur de la couche isolante ou de la structure. Dans de tels cas, il est souvent recommandé d’utiliser au minimum une membrane légèrement frein-vapeur.