Toitures

Le toit, qu'il soit horizontal ou incliné, contribue de manière significative à l'aspect d'un bâtiment.  En tant que fermeture de l'enveloppe du bâtiment, il doit de plus en plus résister à des phénomènes météorologiques extrêmes tels que les périodes de chaleur, les fortes pluies, les tempêtes et les chutes de grêle.Pour une évaluation globale d'une construction de toit durable, il faut prendre en compte des critères de biologie de la construction et d'écologie des matériaux ainsi que des aspects de la construction adaptée au cycle et au climat.

Mais les toits peuvent faire bien plus encore. D'autres avantages supplémentaires pourraient être, par exemple, des terrasses de toit, du jardinage urbain, des serres, de la rétention (avec ou sans toit vert), des mini-éoliennes, etc. pour les toits plats et de l'énergie solaire thermique, des lucarnes, etc. pour les toits en pente.

Les fonctionnalités qui offrent une valeur ajoutée supplémentaire en matière de durabilité sont énumérées ci-dessous :

Autres fonctionnalités telles que :

Toitures végétalisées

Les toitures végétalisées peuvent être réalisées aussi bien sur des toits plats que sur des toits inclinés.
Les végétalisations extensives, qui nécessitent peu d'entretien et s'auto-entretiennent généralement, se composent principalement de plantes herbacées, d'herbes et de mousses. Les végétalisations intensives présentent une plus grande diversité de plantes, telles que des plantes vivaces, des arbustes et même des arbres, mais nécessitent plus d'entretien et un support de substrat plus important. Le poids plus élevé des structures de toitures vertes doit être pris en compte très tôt dans la planification.
Les toits inclinés sont généralement végétalisés de manière extensive et nécessitent des mesures supplémentaires, comme par exemple des systèmes antidérapants et anti-soulèvement et, selon la structure, des couches de substrat plus élevées pour stocker plus longtemps l'eau de pluie. Une formation jusqu'à 30° est possible sans grands problèmes. Les entreprises expérimentées et les fournisseurs de systèmes peuvent également réaliser des structures avec une pente de toit supérieure à 45°.
Pour les constructions de toitures légères combinées à une toiture verte, le transport de l'humidité à travers la structure doit être démontré par calcul et les couches d'éléments de construction doivent être optimisées le cas échéant. Des méthodes dynamiques sont utiles à cet effet.

Protection contre la chaleur estivale :

La structure d'une toiture végétalisée peut varier en fonction du fournisseur du système. Les matériaux isolants recommandés et les systèmes d'étanchéité durables et sans biocides sont décrits dans > Construction d'un toit plat. 
Les bioplastiques sont un matériau alternatif pour les composants du système (natte de protection d'accumulation, éléments de drainage et filtre du système) d'un toit vert.
Les matières premières secondaires, telles que les briques broyées, sont recommandées comme substrats pour les toitures végétalisées. La couche de substrat peut être recyclée et réutilisée lors du démontage du toit vert.
La masse accrue d'un toit vert permet d'améliorer la protection contre la chaleur en été (Protection contre la chaleur en été lors de la rénovation et de la réhabilitation et Rénovation et matériaux durables ) et constitue une mesure de construction adaptée au climat.

Microclimat / Rétention :

En stockant l'eau de pluie dans le substrat, les toits verts renforcent le cycle naturel de l'eau. Le refroidissement par évaporation contribue en outre à l'amélioration du microclimat et à la fixation des poussières fines.
La formation d'un toit de rétention est également possible dans le cas d'une structure de toit plat avec toit vert. En cas de fortes pluies, de grandes quantités d'eau sont stockées temporairement et évacuées avec un certain retard. Une surcharge des canalisations est ainsi évitée

Biodiversité :

Dans les espaces urbains, les toits verts offrent de nouveaux habitats pour les plantes et les animaux et augmentent ainsi la biodiversité sur le site.
Afin d'installer des espèces animales locales, il est judicieux d'adapter le choix des plantes à l'offre typique de la région.

PV sur un toit vert :

La combinaison d'un toit vert et d'une installation photovoltaïque présente plusieurs avantages :
Grâce au refroidissement par évaporation du toit vert, l'installation PV ne se réchauffe pas autant en été et la puissance des modules PV est augmentée. La sous-structure d'une installation PV est en même temps alourdie par la structure du substrat, une pénétration de la couche d'étanchéité n'est donc plus nécessaire.

Durée de vie, entretien/ maintenance :

La durée de vie d'un toit vert est d'environ 40 ans. Comme la couche d'étanchéité est protégée des intempéries et des UV par la couche de végétation, il est possible d'atteindre des intervalles d'utilisation nettement plus longs.
Par rapport aux végétalisations intensives, les végétalisations extensives ne nécessitent en général que peu d'entretien. Un arrosage et un entretien supplémentaires ne sont pas nécessaires.

Installations photovoltaïques

En raison des conditions générales, comme l'orientation du bâtiment, il n'est pas toujours possible de trouver la position la plus favorable et l'angle d'inclinaison optimal pour les installations photovoltaïques. Les installations orientées vers le sud avec un angle d'inclinaison de 30° obtiennent le meilleur rendement.
Une orientation est-ouest donne certes des rendements légèrement inférieurs, mais permet une production d'électricité plus régulière au cours de la journée et de l'année. Cela peut être avantageux dans l'optique d'une utilisation accrue de l'électricité propre.
En plaçant les modules sur des toits plats, les éléments peuvent être orientés de manière optimale. 
Afin de réaliser un aspect homogène de la couverture du toit, les tuiles solaires peuvent constituer une alternative pour les toits en pente. Toutefois, le rendement est d'environ 50 % de la moyenne annuelle des modules PV traditionnels installés sur le toit. 
L'ombre portée par les bâtiments et les arbres environnants ainsi que l'ombrage propre des rangées de modules entraînent une baisse de l'efficacité et doivent être évités. La durée d'utilisation des modules PV et des tuiles solaires est d'environ 20 à 25 ans.

Débord de toit

Les débords de toit permettent de protéger efficacement les murs extérieurs contre les intempéries. En tant qu'élément de conception architecturale, ils permettent de protéger de manière constructive des surfaces naturelles en bois, en argile et en béton de chanvre, par exemple.
En été, lorsque le soleil est haut, les débords de toit constituent également des ombrages efficaces pour les surfaces de façade transparentes.


 

 

Best Practice
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LML, Lycée Michel Lucius in Luxemburg-Limpertsberg

LML 3000 (LU)

Déconstruction, réutilisation

Projet pilote de déconstruction, construction avec des matériaux réutilisés
Déconstruction Réutilisation

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Schroeder 2020

Schroeder 2020 (LU)

Impact écologique, économie circulaire, confort
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Petite Maison

Petite Maison

Matériaux de construction sains, impact environnemental, déconstruction
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Commune de Wiltz

Lotissement Op Heidert

Impacte écologique
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Parkhaus looppark

Parking Automobility Campus in Bissen (LU)

Impact écologique, économie circulaire

Le projet Looppark, situé à Bissen dans le "Campus Automotive", incarne une nouvelle ère dans la construction durable et circulaire, offrant un modèle de flexibilité...

Eléments de construction
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Considérer les choses dans leur ensemble et prendre des décisions durables

Pour une approche globale, il convient de prendre en compte les principaux paramètres de durabilité, tels que les critères de biologie de la construction et d'écologie des matériaux, sans oublier les aspects d'une construction respectueuse du cycle de vie, adaptée au climat.

Nous avons rassemblé pour vous ces paramètres à titre d'exemple pour quelques constructions sélectionnées:

Généralités

Toiture inclinée

Un toit en pente présente généralement un angle d'inclinaison de 10° à 70°.  En fonction de la couverture de toit choisie, la construction d'un toit à très faible pente peut être plus complexe et donc plus coûteuse.
Différentes formes de toit sont possibles, comme par exemple le toit à deux pentes, le toit en appentis ou le toit en croupe. Les fermes de toit sont souvent constituées d'une structure porteuse en bois (toit à pannes ou à chevrons). 
Selon la construction et l'épaisseur nécessaire, la couche d'isolation est réalisée sous forme d'isolation sur chevrons, entre chevrons ou sous chevrons. 
Des constructions de toitures massives sont également possibles. Il s'agit notamment de toits résistants à la flexion en panneaux de bois massifs. Ils sont toutefois moins flexibles en termes de réutilisation et impliquent une consommation plus importante de ressources.

Schrägdach

Toit plat

Un toit dont l'inclinaison est comprise entre 2° et 10° est appelé toit plat. On distingue les toits plats en toits froids, en toits chauds et en toits inversés. 
La sous-construction se compose soit d'une couche massive, par exemple en béton armé ou en dalles de béton cellulaire, soit d'une construction légère, généralement en bois (poutres avec couche de couverture ou plancher en planches) ou en acier (poutres et tôle trapézoïdale).

Flachdach

Les structures minérales offrent des avantages en termes d'isolation acoustique et de protection incendie, ainsi qu'une plus grande masse d'accumulation thermique. Cependant, en ce qui concerne la réutilisation, elles sont peu flexibles et s'accompagnent d'une consommation accrue de ressources. La possibilité de déconstruction et de réutilisation ultérieures des éléments de construction massifs minéraux, en particulier du béton, étant également limitée, voire impossible, il convient de bien évaluer l'utilisation prévue. Si l'utilisation de béton est inévitable, il est recommandé d'utiliser des matériaux recyclés et des liants à faible émission de CO2 (CEM II / CEM III).
En raison de la faible pente, l'accent est mis sur l'imperméabilité à l'eau de la structure. Pour un drainage optimal et pour éviter la formation de flaques, une pente de > 5% est conseillée.

Selon la typologie du bâtiment, il est recommandé de planifier la structure porteuse du toit dans la conception statique de manière à ce que des fonctions complémentaires, comme par exemple le jardinage urbain, puissent être ajoutées de manière flexible.

 

Enjeux climatiques,

Toiture inclinée

En raison de l'augmentation des périodes de chaleur, une attention particulière doit être accordée au confort thermique, en particulier pour les constructions légères de toitures en bois : Les isolants présentant une densité brute et une capacité thermique spécifique accrues, comme par exemple certains isolants en fibres de bois, contribuent à un climat intérieur équilibré grâce à un déphasage plus important. La formation du niveau étanche à l'air avec des panneaux dérivés du bois permet également d'augmenter la capacité de stockage de l'élément de construction.
Pour le confort thermique, il faut considérer non seulement l'isolation, mais aussi les surfaces de fenêtres possibles, la protection solaire, la ventilation nocturne ainsi que les masses de stockage internes du bâtiment. 
Pour augmenter la masse et donc la capacité d'accumulation thermique, les toits verts sont également recommandés pour les toits inclinés (> toiture végétalisée )

Toit plat

En raison des périodes de chaleur de plus en plus fréquentes, le confort thermique doit faire l'objet d'une attention particulière, en particulier pour les constructions de toitures légères : Les isolants présentant une densité brute et une capacité thermique spécifique accrues, comme certains isolants en fibres de bois, contribuent à un climat intérieur équilibré grâce à un déphasage plus important.
La végétalisation des toits est également appropriée pour augmenter la masse et donc la capacité d'accumulation thermique. (> toiture végétalisée )

Construction circulaire

Toiture inclinée

Les constructions en bois se laissent généralement bien séparer, de sorte que les poutres et les chevrons peuvent être réutilisés ou réutilisés en bon état. Si l'isolation est posée librement ou serrée, il est facile de la déconstruire en respectant le tri. Une isolation sur chevrons peut également être facilement séparée à la fin de sa durée d'utilisation. En règle générale, la couverture du toit est également facile à démonter, car les matériaux sont soit posés librement (p. ex. tuiles en terre cuite), soit vissés ou cloués (p. ex. couverture en bois et en ardoise).

Toit plat

Les étanchéités recommandées (par exemple TPO/FPO ou EPDM) sont exemptes de PVC, de plastifiants et de bitume. Ces membranes synthétiques sont entièrement recyclables. En raison de leur durabilité, une réutilisation est également possible. Pour une construction respectueuse du cycle de vie, les membranes synthétiques sont fixées mécaniquement ou posées librement sous une charge.
En revanche, si les membranes sont collées sur toute leur surface, il faut prévoir une élimination coûteuse.

Écologie du bâtiment

Toiture inclinée

Le matériau de couverture a une grande influence sur l'impact environnemental d'un toit en pente. Les panneaux de bois, d'ardoise et de fibrociment sont par exemple recommandés. 
Mais c'est l'isolation du toit qui peut avoir le plus grand impact sur l'environnement. Il existe aujourd'hui une multitude d'options écologiques et de construction à base de matières premières renouvelables telles que le chanvre, le lin, le liège, la cellulose et les fibres de bois. La laine de mouton convient également pour isoler un toit en pente. Les plantes à croissance rapide comme le chanvre ont un faible impact sur l'environnement.
Si les matériaux isolants issus de matières premières renouvelables doivent répondre à des exigences élevées en matière de comportement au feu, il faut veiller à utiliser des produits ignifuges sans bore.
Comme preuve de ressources, un certificat FSC, PEFC ou Bois d'ici est recommandé pour tous les bois.

Toit plat

Un avantage écologique des membranes TPO/FPO ou EPDM apparaît lors de la construction de toitures vertes : les étanchéités synthétiques sont résistantes à la pénétration des racines sans utilisation de biocides, ce qui exclut tout lessivage de substances nocives dans l'environnement (> toiture verte). Grâce à la pose en une seule couche, les membranes synthétiques consomment moins de ressources que les autres matériaux d'étanchéité.
Toutefois, c'est l'isolation du toit qui peut être à l'origine de la plus grande partie de l'impact environnemental. Les matériaux isolants issus de matières premières renouvelables, comme les panneaux isolants en fibres de bois ou en liège, constituent des options écologiques. Les panneaux en mousse minérale ou en verre cellulaire contenant une part importante de verre recyclé sont des alternatives minérales recommandées. Les plaques de verre cellulaire résistent à des charges de pression élevées, sont résistantes à l'humidité, ininflammables et résistantes à la vermine.         
Comme preuve de ressources, il est recommandé d'avoir un certificat FSC, PEFC ou Bois d'ici pour tous les bois.

Biologie du bâtiment

Toiture inclinée

Pour créer un climat intérieur agréable dans des combles aménagés, il est recommandé de choisir des matériaux ouverts à la diffusion. Pour que la condensation puisse être évacuée vers l'extérieur, tous les composants doivent être planifiés avec précision et adaptés les uns aux autres de manière optimale : une sous-toiture ouverte à la diffusion, une couche d'isolation hygroscopique composée par exemple de matières premières renouvelables ainsi qu'une couche pare-vapeur disposée à l'intérieur. Des pare-vapeurs à humidité variable ou des panneaux en bois certifiés conformes aux émissions entrent par exemple en ligne de compte. Pour les revêtements intérieurs, il est également recommandé d'utiliser des matériaux de construction sans risque pour la santé (> murs intérieurs).

Toit plat

Une construction ouverte à la diffusion, recommandée du point de vue de la biologie de la construction, n'est guère possible en raison de la construction typique d'un toit plat. L'accent devrait donc être mis sur un climat intérieur agréable - en évitant un "climat de baraque" :
Pour ce faire, les couches d'isolation et les masses d'accumulation, éventuellement combinées à une toiture végétalisée, doivent être soigneusement planifiées et vérifiées du point de vue de la physique du bâtiment (> construction adaptée au climat / toiture verte).
Pour tous les revêtements intérieurs, seuls des matériaux inoffensifs pour la santé et favorables au climat ambiant, par exemple des panneaux d'argile, sont recommandés (> Murs intérieurs).

Durée de vie

Toiture inclinée

La durée de vie d'un toit en pente est en principe déterminée par la couverture du toit. Une couverture en ardoises ou en bardeaux de bois atteint par exemple une durée d'utilisation moyenne de 50 ans. Alors que la structure porteuse en bois a également une durée de vie d'au moins 50 ans, la couche d'isolation atteint en moyenne une durée de vie d'environ 40 ans.
L'entretien est relativement faible, car l'eau ne peut pas s'accumuler en raison de l'inclinaison du toit et les matériaux de toiture utilisés présentent une grande résistance aux intempéries.

Toit plat

La durée de vie d'une toiture plate dépend fondamentalement du niveau de couche critique, à savoir l'étanchéité. Avec une mise en œuvre soignée, une durée de vie de 30 à 40 ans est généralement possible. Les membranes EPDM et TPO/FPO sont plus robustes. Dans ce cas, des durées d'utilisation de 50 ans sont possibles.
Par rapport aux toitures inclinées, l'entretien est nettement plus important, car l'eau et la saleté s'accumulent et peuvent, le cas échéant, endommager la toiture. Des contrôles annuels sont recommandés.