Les caractéristiques de conception, les composants, les types, les matériaux : voici comment dessiner un toit, avec un exemple pratique et des fichiers à télécharger

La conception d’un toit représente l’une des étapes les plus importantes dans le processus de conception d’un bâtiment, il a la lourde tâche de protéger les environnements intérieurs des agents atmosphériques.

Mais comment dessiner un toit ? Quelles sont les caractéristiques à prendre en considération ?

Dans ce focus, nous élaborerons des lignes directrices pour la conception du toit, les éléments qui le constituent, jusqu’aux aux différents types afin de bien choisir la couverture la plus appropriée.

Des exemples de conception de toits comment dessiner un toit

  • un premier exemple dans lequel, avec un logiciel de conception architecturale BIM, nous exécutons la conception d’un toit à deux pans avec des matériaux différents : béton armé, bois, acier
  • un deuxième exemple concerne la conception de trois types de toits différents, en fonction du nombre de pans ; chacun des toits sera réalisé dans un matériau différent.

Dans les deux cas ci-dessus il est possible de télécharger gratuitement les fichiers en format DWG et les modélisations 3D réalisées.

 

L’image représente une coupe du toit a deux versant, issue de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Coupe du toit issue de Edificius

La conception d’un toit : les normes de références

La norme est toujours une partie fondamentale dans le cheminement de conception. Lors de la conception d’un toit, il faut se référer aux normes et règlements locaux ou régionaux.

Cependant, il ne faut jamais oublier les indications de natures générales des normes au niveau national, telles que les aspects structurels (qui ne sont pas traités dans ce focus) ou de nature générale de conception.

Les composants du toit

Voici quelques éléments qui caractérisent le toit :

  • Ligne de faîte – est la ligne d’intersection des pans dans la partie la plus haute du toit.
  • Brisure – est la ligne horizontale ou inclinée qui représente l’intersection de deux pans avec des pentes convergentes (angle < 180°) où l’eau tend à s’écouler.
  • Arêtier – est ligne horizontale ou inclinée qui représente l’intersection de deux aquifères ayant des pentes divergentes (angle > 180°) à partir desquelles l’eau a tendance à s’éloigner.
  • Égout – est la ligne qui délimite le pan dans sa partie inférieure et c’est aussi la partie sur laquelle est inséré le chéneau pour la collecte des eaux de pluie.
  • Ligne de bris – est la ligne qui relie les deux pans des pentes différentes mais non opposées.
  • Rive latérale – est la ligne inclinée qui délimite le côté du pan.
  • Saillie de rive – est la partie du toit qui dépasse des murs périmétriques.
L’image représente la nomenclature des compensent du toit, issue de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Nomenclature des composants d’un toit

Les types de toits

Lors de la conception d’un toit, il est essentiel de tenir compte de sa distinction typologique. Cette distinction dépend de plusieurs facteurs :

  • La pente

Une conception incorrecte de la pente peut entraîner une accumulation ou une infiltration d’eau ou un dépôt excessif de neige. Par rapport à la pente, on peut avoir (pente 45° = 100%) :

    • Toits en pentes : ce sont tous des toits dont l’inclinaison supérieure à 5%. Ce type de toiture peut avoir des caractéristiques différentes selon l’endroit où il est installé (allant d’une pente d’environ 30 % dans les régions au climat sec, jusqu’à des pentes de plus de 150 % dans les régions où il y a beaucoup de neige).
    • Toits terrasses : ils ont une pente minimale (généralement entre 2 et 3 %) suffisante uniquement pour assurer l’écoulement de l’eau dans les chenaux. Ce type de toit peut être praticable (en augmentant la surface utile du bâtiment) ou non praticable (accessible uniquement aux travailleurs pour l’entretien).
L’image représente le graphique de la pente en degrés et en pourcentage dans l’article comment dessiner un toit, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Graphique de la pente en degrés et en pourcentage

  • L’évacuation de l’eau

Il faut tenir compte de la façon dont l’eau de pluie est évacuée. Nous distinguons :

    • toits en appentis ou à un versant : l’écoulement des eaux pluviales se fait le long d’un unique pan qui est placé sur des murs de différentes hauteurs
    • toits à deux versants : l’écoulement des eaux pluviales s’effectue le long de deux pans opposés qui se rejoignent sur la ligne de faîte. Sur les côtés, au contraire, la jonction avec les murs se fait en suivant la rive latérale
    • toits en pavillon : l’écoulement des eaux pluviales s’effectue sur toute la longueur de la ligne d’égout.
  • Les matériaux de la structure portante

Il faut distinguer les différents types en fonction de la structure portante de la toiture, c’est-à-dire des matériaux qui le compose. Ci-dessous les types de toits en :

    • béton armé : Il est représenté par une ossature en béton composé de poutres reposant sur des piliers qui supportent un plancher à poutrelles et hourdis ; ce dernier est à son tour composé de poutrelles, d’entrevous, d’une dalle en béton armé et le revêtement du toit. Une variante est représentée par les fermes en béton armés, qui sont répandues principalement dans les structures industrielles.
L’image représente d'une structure de toit en béton armé dans l’article comment dessiner un toit, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Exemple d’une structure de toit en béton armé issu de Edificius

    • bois : les toits en bois, peuvent se différencier en :
      •  arbalétrier
      • panne
      • ferme
      • armature

Dans tous les cas, il y a une structure principale (composée des éléments mentionnés ci-dessus) et une structure secondaire composée de poutres placées transversalement au-dessus de la structure principale, et utile pour créer un support pour les tuiles.

L’image représente un exemple d’un toit en bois avec une charpente en bois, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Exemple d’un toit en bois issu de Edificius

    • acier : avec l’acier, on distingue les toits en :
      •  armatures (poutres et piliers) qui supporte généralement des panneaux de toits préfabriqués
      • fermes
      • poutres réticulaires
L’image représente un exemple d’un toit avec des fermes en acier, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Exemple d’un toit en acier issu de Edificius

La conception d’un toit : les caractéristiques générales

Calcul de la pente

Afin de calculer correctement la pente du toit, il est nécessaire d’évaluer différents aspects, tels que les matériaux à utiliser, la zone climatique ou l’utilisation possible des combles.

D’un point de vue de la norme, il n’existe pas d’indication qui impose des valeurs uniques minimale ou maximale de pente.

Une méthode très simple pour calculer la pente est déterminée par la formule suivante (en tenant compte d’un triangle rectangle) :

P (%) = PQ/OQ x 100

où :

P(%) = pente exprimée en pourcentage

PQ = sen α;

OQ = cos α;

OP = 1;

P’Q’ = tangente α = pente (P)

L’image représente un graphique de calcul de la pente dans l’article comment dessiner un toit, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Graphique de calcul de pente

L’interruption des pans

L’interruption des pans est une solution utile pour assurer un meilleur écoulement de l’eau vers la gouttière. Ceci permet d’éviter des pressions élevées et des apports d’eau excessifs, difficiles à évacuer à partir du caniveau de la gouttière La première partie du pan est également munie d’un canal de gouttière d’avant-toit qui permettra d’évacuer la charge d’eau.

La rupture du pan dépend de la zone géographique dans laquelle se trouve la structure et du type de revêtement utilisé.

L’image représente l’interruption des pans de toit dans l’article comment dessiner un toit, issu de Edificius logiciel de conception architecturale BIM 3D

Exemple d’interruption des pans issu de Edificius

Le choix en fonction des matériaux utilisés

En fonction des matériaux utilisé lors de la conception du toit, il est possible d’évaluer le pour et le contre. À voir ci-dessous :

L’acier

Avantages
  • Des caractéristiques qui le rendent parfait pour de très grands espaces. Avec les mêmes géométries que les autres matériaux, les structures en acier permettent de couvrir de plus grandes portées.
  • Un temps de mise en œuvre plus rapide.
  • Une marge d’erreur plus faible grâce à l’utilisation d’éléments préfabriqués.
  • Des éléments structurels plus légers que le béton.
  • Une durabilité : bonne résistance à la corrosion, aux moisissures, aux animaux (comme les termites), etc.
  • Grâce à sa caractéristique naturelle d’être un mauvais conducteur d’humidité et à l’ajout de matériaux isolants, il peut atteindre de bonnes performances thermiques dans de petites épaisseurs.
Inconvénients
  •  Le coût des matières premières, même si les coûts peuvent également être amortis grâce aux économies réalisées lors de la mise en œuvre et de l’entretien.

Le bois

Avantages
  • Un matériau écologique
  • La possibilité de l’évacuer facilement dans la phase finale du cycle de vie.
  • Une légèreté, à tel point d’en faire l’une des meilleures solutions pour la mise en œuvre sur les structures existantes.
  • Puisqu’il s’agit d’un matériau respirant, il évite facilement l’accumulation d’humidité et la formation de condensation.
  • Une grande élasticité du matériau qui lui permet de bien résister aux secousses sismiques.
Inconvénients
  • Il nécessite d’un entretien continu pour éviter que la structure ne soit attaquée par les infiltrations d’eau, le soleil, les insectes, etc.

Le béton armé

Avantages

  • Comme il s’agit d’un matériau largement utilisé depuis longtemps, il y a peu de risques d’erreurs ou de dommages dus à l’inexpérience.
  • Il garantit un excellent confort d’humidité et de température.
  • Il possède de bonnes capacités d’absorption des secousses sismiques.
  • Une excellente résistance au fil des années et aux intempéries atmosphériques.
Inconvénients
  • Des temps de mise en œuvre plus longs.

4 conseils utiles sur comment dessiner un toit.

Voici certaines précautions lors de la conception d’un toit qui peuvent faciliter toute la procédure :

  1. prévoir de pans qui ont la même pente
  2. la ligne d’égout située sur le même plan horizontal
  3. utilisation minimale des arêtiers, étant donné qu’il s’agit de zones présentant le plus grand risque de dommages dus à l’infiltration des eaux
  4.  le ruissellement de l’eau a lieu à vers l’extérieur et de la manière la plus facile et rapide que possible.

Télécharger les dessins en format DWG et la modélisations 3D BIM du projet

La section suivante est consacrée au téléchargement des fichiers DWG des dessins et des modèles architecturaux du projet d’un toit et du logiciel de conception architecturale BIM utilisé pour les produire.

 Télécharger la modélisation 3D BIM (fichier.edf) du projet pour les différents types de toits : toit à un pan, à deux pans ou à pavillon.

Télécharger les dessins en format DWG des différents types de toits.