(Edition 99/7 page 31)

La ventilation: sensé ou absurde?

L'aménagement et l'utilisation des greniers en hausse ainsi que l'application d'une isolation thermique dans les versants de toiture après la crise énergétique des années '70 ont eu beaucoup de conséquences sur le comportement physique de la toiture en pente. Depuis longtemps, tant les fabricants que les scientifiques étaient convaincus que l'espace entre la couverture et la sous-toiture ainsi que celui entre la sous-toiture et la couche d'isolation devait être suffisamment ventilé afin d'éviter des problèmes de différentes natures. Après plusieurs années de recherche et de discussion, beaucoup de scientifiques semblent renoncer à cette théorie.

Les tuiles et les ardoises ayant une longévité de 50 à 100 ans sur des toitures traditionnelles non-isolées présentent tout à coup des performances beaucoup moins intéressantes sur des toitures pourvues d'une couche d'isolation. En effet, ces matériaux se retrouvent dans des conditions climatologiques tout à fait différentes et présentent des problèmes au niveau de la résistance au gel. C'est pour cette raison que beaucoup de fabricants de tuiles sont d'avis qu'une toiture doit être capable de 'respirer' afin:

Le secteur de l'industrie a déjà développé pas mal de produits pour une ventilation efficace des versants de la toiture. Bien que la plupart des tuiles d'aujourd'hui soient parfaitement résistantes au gel, beaucoup de fabricants prêtant serment sur une bonne aération sont d'avis qu'un vide entre la sous-toiture et la couverture est aussi important que celui entre deux murs, non seulement pour protéger la tuile mais également pour le séchage en dessous de la charpente.

Toiture en tuiles: suffisamment perméable à l'air

Selon plusieurs scientifiques nationaux et étrangers, ces dispositifs de ventilation supplémentaires dans les toitures en tuiles sont superflus. La couverture en elle-même est déjà très perméable à l'air du fait du jeu des emboîtements des tuiles et des ouvertures formées par les liteaux près de la gouttière. Des mesures ont prouvé qu'il n'y a pas de différence significative entre l'étanchéité à l'air d'une toiture avec ou sans tuiles de ventilation.

Surfusion

En hiver, il est possible que la température des tuiles et de la couche d'air entre les tuiles et la sous-toiture soit inférieure à celle de l'air extérieur: un effet généralement connu sous le nom de 'surfusion'. Quand les températures dépassent le point de rosée de l'air extérieur, de la condensation se produit sur et en dessous des tuiles. Un effet qui se produit fréquemment dans notre pays à cause de l'approvisionnement d'air extérieur très humide. N'oublions pas que l'humidité d'air relative en hiver peut être de 90 à 95% et parfois plus. Pour cette même raison, la construction d'une toiture plate ventilée ou une toiture 'froide' est fortement déconseillée: en utilisant de l'isolation thermique, la température de l'espace ventilé devient souvent si basse que l'air extérieur sert de source d'humidité. Dans ce cas, beaucoup de dégâts sérieux peuvent être occasionnés par la condensation interne néfaste à la longévité et à la solidité des éléments de toiture en bois. Un effet identique se présente avec les toitures en tuiles isolées. Des recherches ont même démontré que le bois présent dans les environs des tuiles de ventilation devenait plus humide qu'à d'autres endroits dans la toiture. Il n'est donc pas utile de ventiler le vide entre la couverture et l'isolation. Lors des tests allemands effectués sur des toitures où les ouvertures entre les tuiles ont été étanchéisées à l'aide de silicone, on a pu noter des degrés d'humidité moins élevés que dans des toitures traditionnelles.

Pas de ventilation entre sous-toiture et isolant

Il est vivement déconseillé de ventiler l'espace entre l'isolant et la sous-toiture au moyen d'air extérieur. Les recherches ont en effet révélé qu'une telle pratique tend à occasionner des problèmes d'humidité plutôt qu'à les éviter. Si l'isolant est placé entre les chevrons ou les fermettes, le remplissage complet de l'espace entre l'écran à l'air/pare-vapeur et la sous-toiture au moyen d'isolant offre la meilleure garantie d'obtention de performances hygrothermiques satisfaisantes. Dans le cas de sous-toitures souples, on veillera à ne pas repousser la sous-toiture contre la couverture.

Importance de l'étanchéité à l'air

Le courant d'air se déplaçant de l'intérieur vers l'extérieur et vice versa doit être évité par tous les temps. La toiture peut être rendue étanche à l'air en appliquant soit un matériau de finition, soit un écran à l'air spécial sur la face intérieure de la toiture. La sous-toiture est prévue pour l'étanchéité au vent. Un isolant étanche à l'air et posé d'une manière étanche à l'air peut remplir ces deux fonctions en même temps.

Mais quelles sont les conséquences quant au comportement thermique et hygrique d'une toiture isolée ou non? A cet effet, les manques d'étanchéité à l'air sont répartis en deux groupes: la circulation d'air dans et autour de l'isolant thermique et les courants d'air dans les versants de toiture.

Circulation d'air dans et autour de l'isolant thermique

Les différences de température provoquent une circulation d'air dans et autour de l'isolation thermique quand la couche d'isolation n'est pas étanche à l'air pour les raisons suivantes: Un de ces vides est formé par l'espace entre la couverture et l'isolation, l'autre est généralement une conséquence inévitable quand la finition intérieure ne serre pas parfaitement contre l'isolant déjà posé. Même lorsque cette pose est faite d'une manière impeccable, il y a toujours le risque d'une connexion entre les deux vides à hauteur du faîte ou de la gouttière.
Les recherches ont démontré que cette circulation d'air nuit à la qualité thermique du versant isolé et que le risque de condensation interne augmente si l'isolant doit garantir aussi bien l'étanchéité à l'air que l'étanchéité à la vapeur. L'élimination des circulations d'air est donc une des charges importantes lors de la conception et de la réalisation d'un toit.

Courants d'air dans les versants de la toiture

Les courants d'air dans les versants de toiture sont également la conséquence d'un manque d'étanchéité à l'air. Quand la température en dessous de la toiture est supérieure à la température extérieure, il se produit un courant d'air dans les versants de toiture qui entre par le bas du toit et qui sort au faîte. Avec une température extérieure supérieure à la température intérieure, le courant d'air se déplacera dans le sens opposé. En cas de vent, l'air est poussé à travers la toiture d'un côté et en est aspiré de l'autre. On a également pu constater que ces courants provoquaient une légère augmentation de perte de chaleur et un plus grand risque de condensation interne aux endroits où l'air sortait de la toiture.

Le Professeur Hens de l'Université Catholique à Louvain (UCL) résume la relation entre le degré d'étanchéité à l'air d'une toiture et l'influence d'une ventilation comme suit:
Si une toiture inclinée isolée n'est pas étanche à l'air, une ventilation de l'espace au-dessus et en dessous de la sous-toiture ne sera pas capable d'éviter la condensation interne et les pertes de chaleur supplémentaires suite au passage de l'air.
Par contre, si une toiture inclinée isolée est étanche à l'air et si la finition intérieure a des capacités pare-vapeur limitées, une ventilation de l'espace au-dessus et en dessous de la sous-toiture afin d'éviter la condensation interne devient superflue.

Conclusion

D'après les scientifiques, la ventilation de l'espace entre l'isolant et la sous-toiture au moyen d'air extérieur est non seulement superflue mais souvent désavantageuse et donc vivement déconseillée. Elle peut causer par exemple la circulation d'air décrite avec les pertes de chaleur et les problèmes de condensation y en résultant.
L'espace ventilé entre couverture et sous-toiture reste toujours un point de discussion. Bien que les physiciens de la construction puissent étayer leurs opinions avec des résultats de recherches, beaucoup de fabricants persévèrent dans l'utilité et la nécessité d'une bonne ventilation afin de protéger les tuiles et de permettre le séchage de la charpente en bois en dessous. La plupart des scientifiques par contre sont d'opinion que les toitures en tuiles (et même en ardoises) sont suffisamment perméables à l'air et ne nécessitent donc plus de dispositifs de ventilation supplémentaires. Si on les applique quand même, ils ne diminueront nullement l'humidification des tuiles, des contre-lattes et des liteaux à cause de la surfusion.

Références

1 Hellende daken: hoe onderzoek traditionele ideeën onderuit haalt (H. Hens), journée d'étude KVIV, décembre 1991
2 Belüftete oder unbelüftete Steildächer? (Dipl. -Ing. S. Winter), 1992
3 Ontwerp en uitvoering van hellende daken (E. Meert), journée d'étude KVIV, 1991
4 L'isolation thermique des toitures en pente : la pose adaptée aux derniers développements (Roof Belgium 1993-6)
5 Voll gedämmt und nicht belüftet: die beste Lösung beim Dachausbau (Dr. Ing. H. Künzel), 1989
6 Note d'Information Technique 195 'Toitures en ardoises: conception et mise en oeuvre', CSTC
7 Note d'Information Technique 175 'Toitures en tuiles de terre cuite', CSTC
8 Note d'Information Technique 202 'Toitures en tuiles de béton', CSTC
9 'Professor geeft les', rondetafelgesprek over ventilatie, DIM octobre 1994
10 Experimental results and practical experience concerning non ventilated inclined roofs with thermal insulation between rafters (Dipl. - Phys. Raimund Käser)

par: Ing. Guniée G.


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