Dalles de toit : choix, avantages et importance dans la construction

Une dalle de toit n’est pas seulement une toiture, c’est la clé de la protection contre les intempéries et du confort des occupants d’un bâtiment. En savoir plus sur cet élément fondamental de la construction

La conception d’une dalle de toit représente un défi crucial. Il ne s’agit pas seulement de créer un élément esthétique qui couronne le bâtiment, mais d’intervenir sur un composant fondamental ayant un impact direct sur la sécurité, l’efficacité énergétique et le confort des occupants.

Le choix des matériaux, la répartition des charges, l’étanchéité et l’isolation thermique ne sont que quelques-unes des variables critiques à prendre en compte.

Dans cet article, nous approfondirons le sujet de la dalle de toit, en identifiant les avantages de la méthode BIM et des logiciels BIM en tant qu’outils inestimables pour relever les défis de ce processus complexe.

Phase d’exécution pour la réalisation d’un toit

Qu’est-ce qu’une dalle de toit

Les dalles sont des éléments essentiels dans la structure des bâtiments, car elles remplissent une double fonction de support et de séparation entre les différents niveaux. En plus de leur rôle porteur, les dalles servent de plafond pour l’étage inférieur et de base pour le sol de l’étage supérieur.
La dalle de toit, simplement appelée «toit», représente la partie finale d’un bâtiment et remplit la double fonction de support et de séparation des espaces intérieurs de l’environnement extérieur. De plus, elle joue un rôle central dans la conception du bâtiment, avec un impact significatif sur la qualité, la sécurité et la durabilité de la structure. Comprendre pleinement son rôle et l’importance de choix appropriés est essentiel pour concevoir des bâtiments de haute qualité.
Voici quelques-uns des aspects les plus importants à prendre en compte :

efficacité énergétique : la dalle de toit contribue à l’efficacité énergétique du bâtiment grâce à l’isolation thermique. Une bonne isolation réduit les pertes de chaleur en hiver et la surchauffe en été, réduisant ainsi les coûts énergétiques et améliorant le confort des occupants ;
étanchéité : une étanchéité correcte protège le bâtiment de l’humidité et des infiltrations d’eau, prévenant ainsi les dommages structurels et la formation de moisissures ;
confort des occupants : une dalle de toit bien conçue contribue au confort des occupants en assurant une température intérieure stable, en réduisant les bruits extérieurs et en offrant un environnement plus agréable ;
durabilité : le choix des matériaux peut influencer l’impact environnemental du bâtiment. Des matériaux durables et des techniques de construction écologiques peuvent améliorer la durabilité globale du projet.

Poursuivez votre lecture pour découvrir les spécificités de cet élément architectural.

Dalle de toit inclinée et plate

En abordant la question, nous pouvons commencer par faire une première distinction entre les topologies des dalles de toit. Voyons maintenant la différence en termes d’inclinaison.
Il existe deux types de toiture : inclinée et plate.

Dalle de toit inclinée

Les principales caractéristiques sont les suivantes :

structure inclinée : elle se caractérise par une structure inclinée, avec deux pentes ou plus se rejoignant au centre ou à un point plus élevé du toit. Cette inclinaison crée un design différent en fonction du nombre et de la forme des versants ;
drainage naturel : la pente du toit permet un drainage naturel des eaux de pluie. L’eau s’écoule le long des versants et est recueillie par les gouttières et les descentes pluviales, la dirigeant loin de la structure du bâtiment ;
large gamme de designs : ils offrent une large gamme de designs et de styles. Ils peuvent avoir des versants très raides ou plus modérés, en fonction des préférences esthétiques et des exigences structurelles et climatiques du bâtiment ;
espace intérieur généreux : la structure en versants crée des espaces intérieurs spacieux sous le toit, utilisables comme espaces habitables ou de stockage.

Dalle de toit plate

Contrairement aux toits inclinés, les toits plats présentent les caractéristiques suivantes :

structure horizontale : la dalle de toit plate se caractérise par une structure horizontale, avec une légère pente ou aucune pente apparente. La surface du toit est généralement revêtue de matériaux d’étanchéité et/ou de revêtements de différents types (par exemple, des revêtements de sol) ;
drainage : le drainage des eaux de pluie est un peu plus complexe à gérer par rapport aux structures inclinées, car la pente est beaucoup plus faible. Cependant, avec une conception et une installation soigneuses, il est possible d’éviter les accumulations d’eau et, par conséquent, des dommages importants à la structure ;
accessibilité et utilisation : contrairement aux toits inclinés, les toits plats sont généralement plus accessibles et peuvent être utilisés à des fins spécifiques telles que l’installation d’unités HVAC, de panneaux solaires ou comme terrasse accessible ;
design moderne : les toits plats sont souvent associés à des bâtiments modernes et minimalistes. Ils offrent une sensation de linéarité et de propreté dans la conception architecturale ;
étanchéité cruciale : en raison de la surface plane, l’étanchéité est d’une importance capitale pour les toits plats afin de prévenir les infiltrations d’eau et les dommages structurels. Ces toits doivent être équipés d’un système d’étanchéité hautement efficace.

Les deux types de dalles de toit peuvent être facilement conçus avec l’aide d’un logiciel de conception de bâtiments qui vous permet d’effectuer toutes les évaluations nécessaires. De plus, vous pouvez toujours visualiser en temps réel le résultat de votre travail en utilisant la réalité virtuelle immersive ou en utilisant le rendu en temps réel.

Toit en pente et toit plat

Les différents types de dalles de toit

Un autre aspect à considérer pour la catégorisation des toits est le matériau avec lequel leurs structures sont composées. Le choix du bon type de dalle de toit est crucial, car il a un impact sur les performances et les caractéristiques du bâtiment. Voici une analyse des différents types de dalles de toit disponibles :

Dalle de toit en béton cellulaire

La dalle de toit à noyau creux est l’une des options les plus populaires pour une grande variété de projets. Sa construction implique l’utilisation d’éléments appelés poutrelles, constitués de béton cellulaire, conçus pour remplir les espaces vides entre les nervures de la structure elle-même et alléger la structure. Placées dans la partie inférieure de la dalle, elles sont disposées alternativement avec des poutres en béton armé, qui sont reliées par une dalle en béton.
Cette approche permet de réduire la quantité de béton utilisée dans la construction, obtenant ainsi une dalle plus légère et offrant des performances thermiques et acoustiques améliorées par rapport à une structure monolithique.
De plus, les poutrelles contribuent à créer une surface inférieure parfaitement plane, facilitant l’application du plâtre et réduisant la nécessité de coffrages pendant la phase de construction.
L’utilisation de ce système est courante dans les bâtiments résidentiels et commerciaux, car il présente les points forts suivants :

résistance : les dalles en béton cellulaire sont connues pour supporter des charges élevées, les rendant adaptées à des bâtiments de différentes tailles et types ;
durabilité : grâce à la durabilité des matériaux, ces dalles nécessitent peu d’entretien au fil des ans.

Dalle de toit en bois

La dalle de toit en bois est le choix privilégié pour ceux qui recherchent un environnement chaleureux et naturel. Ce type de dalle offre une isolation thermique efficace et une esthétique agréable. Il est particulièrement adapté aux bâtiments résidentiels, où la sensation de chaleur et de confort est prioritaire. Les mots-clés à prendre en compte incluent :

esthétique : l’une des caractéristiques les plus évidentes et appréciées de la dalle de toit en bois est son esthétique naturelle. Le bois confère aux intérieurs une apparence chaleureuse et accueillante, qui s’adapte bien à une large gamme de styles architecturaux, des conceptions modernes aux plus traditionnelles ;
isolation thermique : en plus de l’aspect esthétique, le bois offre un avantage considérable en termes d’isolation thermique. Grâce à ses propriétés isolantes intrinsèques, le bois contribue à maintenir une température intérieure stable dans le bâtiment. Cela signifie qu’en hiver, la chaleur sera retenue, réduisant ainsi le besoin de chauffage, tandis qu’en été, la chaleur extérieure sera rejetée, contribuant à maintenir des environnements frais et confortables. Cet effet d’isolation thermique est particulièrement précieux pour l’efficacité énergétique du bâtiment, réduisant les coûts énergétiques et atténuant l’impact environnemental ;
confort : l’environnement créé par une dalle de toit en bois est souvent perçu comme chaleureux et confortable. La chaleur naturelle du bois et sa texture tactile contribuent à créer un espace propice à la détente et au bien-être. Cet aspect est particulièrement important dans les bâtiments résidentiels, où le confort est essentiel. De plus, le bois a la capacité de réduire l’écho et l’effet de réverbération du son, contribuant ainsi à créer des environnements acoustiquement plus confortables.

Dalle de toit en acier

Une dalle de toit en acier est un type de structure généralement utilisée pour les bâtiments préfabriqués et pour couvrir des espaces de grande portée (comme c’est le cas des grands bâtiments industriels). Elle est largement utilisée dans le secteur de la construction en raison de ses propriétés mécaniques et de résistance exceptionnelles. Voici une explication des caractéristiques principales d’une toiture en acier :

résistance et durabilité : l’acier est connu pour sa grande résistance et durabilité. Il peut supporter des charges lourdes, ce qui le rend adapté pour supporter le poids des toitures, des structures accessoires et des charges environnementales telles que la neige ou le vent ;
légèreté : malgré sa résistance, l’acier est également relativement léger par rapport à d’autres matériaux de construction tels que le béton armé. Cette caractéristique facilite le transport et l’installation des composants ;
flexibilité de conception : l’acier offre une grande flexibilité de conception. Il peut être utilisé pour créer une variété de formes et de styles de toiture, du classique au moderne. Cette flexibilité est particulièrement utile pour les architectes et les concepteurs à la recherche de solutions innovantes pour leurs projets ;
rapidité de construction : l’utilisation de l’acier dans les dalles de toit peut accélérer le processus de construction, car les composants en acier peuvent être préfabriqués et assemblés sur place. Cette rapidité peut réduire les coûts de main-d’œuvre et accélérer la livraison des projets ;
entretien minimal : les dalles de toit en acier nécessitent généralement un entretien minimal au fil du temps. La durabilité intrinsèque réduit la nécessité de réparations fréquentes ou de remplacements ;
compatibilité avec des technologies avancées : l’acier est compatible avec diverses technologies avancées, telles que l’installation de panneaux solaires ou de systèmes de collecte des eaux de pluie. Ces technologies peuvent être facilement intégrées dans une dalle de toit en acier.

Pour plus d’informations sur les types de toiture et leurs particularités, vous pouvez lire l’article approfondi «Comment concevoir un toit, les lignes directrices».

Comment se déroule l’étanchéité de la dalle de toit

L’étanchéité de la dalle de toit est un aspect critique de la construction des bâtiments, car elle protège la structure sous-jacente des intempéries, de l’humidité et des infiltrations d’eau. Une étanchéité correcte garantit la durabilité et la sécurité du bâtiment. Voici comment se déroule l’étanchéité de la dalle de toit :

préparation de la surface : avant d’appliquer tout matériau d’étanchéité, il est essentiel de préparer soigneusement la surface de la dalle de toit. Cela peut impliquer le retrait de débris, d’anciens revêtements ou de matériaux endommagés. La surface doit être propre, lisse et exempte de fissures ou d’irrégularités ;
choix du matériau d’étanchéité : il existe plusieurs options de matériaux d’étanchéité parmi lesquelles choisir. Certains des plus courants comprennent les membranes bitumineuses, les membranes en PVC, les membranes en EPDM et les matériaux liquides tels que le polyuréthane. Le choix du matériau dépend des besoins spécifiques du projet, du climat local et du budget ;
application des membranes : les membranes d’étanchéité sont appliquées sur la surface de la dalle de toit. Cela peut être fait en une ou plusieurs couches, en fonction des spécifications du matériau et des conditions du projet. Il est essentiel de suivre les instructions du fabricant pour une application correcte ;
scellement des joints et des détails : les joints et les détails critiques, tels que les zones autour des gouttières, des fenêtres ou des structures pénétrantes, doivent être soigneusement scellés pour éviter d’éventuels points d’entrée d’eau. Cette phase nécessite précision et attention aux détails ;
test d’étanchéité : après l’application des matériaux d’étanchéité, il est conseillé de réaliser des tests d’étanchéité pour vérifier l’efficacité du système. Ces tests peuvent inclure l’utilisation d’eau sous pression ou d’autres procédures spécifiques pour s’assurer qu’il n’y a pas de fuites ou de défauts dans l’étanchéité ;
protection mécanique : dans certains cas, une protection mécanique est ajoutée au-dessus du matériau d’étanchéité pour prévenir les dommages physiques lors de la maintenance ou de l’utilisation. Cette protection peut consister en des plaques de couverture, des couches de gravier ou des matériaux similaires ;
entretien périodique : même si une dalle de toit a été correctement étanchéifiée, il est important d’effectuer un entretien périodique. Cela peut inclure l’inspection des membranes, le nettoyage des gouttières et la réparation rapide de tout dommage ;
respect des réglementations locales : il est essentiel de respecter les normes locales et les directives de construction concernant l’étanchéité des toits. Ces normes peuvent varier d’une région à l’autre et doivent être suivies avec attention pour garantir la conformité et la sécurité structurelle.

Étanchéité de la dalle de toit

Isolation thermique de la dalle de toit

L’isolation thermique de la dalle de toit est une stratégie avancée d’isolation thermique utilisée dans la construction moderne pour améliorer considérablement l’efficacité énergétique des bâtiments. Cette technique consiste à appliquer des couches de matériau isolant sur la surface de la dalle de toit afin de réduire au minimum la perte de chaleur et, par conséquent, d’améliorer le confort thermique intérieur. Voici une analyse détaillée des principaux aspects de l’isolation thermique de la dalle de toit :

Explication de l’isolation thermique

L’isolation thermique est un système d’isolation visant à créer une barrière thermique continue autour du bâtiment, améliorant ainsi son efficacité thermique. Lorsqu’elle est appliquée sur la dalle de toit, ce processus implique l’installation de couches de matériau isolant sur la surface du toit (la surface peut être interne ou externe en fonction de la technologie utilisée et de l’investissement économique réalisé). Ces couches peuvent être constituées de matériaux isolants traditionnels tels que la laine de verre, la laine de roche, le polystyrène expansé ou d’autres matériaux isolants plus avancés.

L’isolation thermique empêche la chaleur de s’échapper du bâtiment pendant la saison froide ou de pénétrer depuis l’extérieur pendant l’été. Ce processus crée une barrière hautement efficace qui contribue à maintenir une température intérieure confortable et stable.

Avantages de l’isolation thermique

L’application d’une isolation thermique de la dalle de toit présente plusieurs avantages significatifs :

réduction des coûts énergétiques : l’un des principaux avantages est la réduction considérable des coûts de chauffage et de refroidissement du bâtiment. Étant donné que la chaleur est retenue de manière plus efficace en hiver et rejetée en été, le bâtiment nécessite moins d’énergie pour maintenir une température intérieure confortable ;
amélioration du confort thermique : grâce à l’isolation thermique, les espaces intérieurs restent thermiquement stables, évitant les fluctuations de température et le malaise thermique. Les occupants bénéficient d’un meilleur confort à l’intérieur du bâtiment ;
rurabilité environnementale : avec la réduction de la consommation d’énergie, l’isolation thermique contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l’amélioration de l’efficacité énergétique globale du bâtiment, favorisant la durabilité environnementale ;
meilleur confort acoustique : dans de nombreux cas, l’isolation thermique peut également améliorer le confort acoustique à l’intérieur du bâtiment en réduisant le bruit extérieur.

Pour ce travail, il est important de surveiller en permanence les valeurs de transmission et le diagramme de Glaser afin d’éviter la formation de condensation et l’inefficacité des éléments. Il est possible d’utiliser des logiciels de simulation et d’analyse énergétique dynamique, des outils dédiés à ce type de travail, très utiles pour vos besoins.

Analyse des charges sur la dalle de toit et conception de la structure porteuse

L’analyse des charges sur la dalle de toit est un processus essentiel qui implique une évaluation précise de la répartition des poids et des forces agissant sur la structure de toiture d’un bâtiment. Ce processus est essentiel pour s’assurer que la dalle est capable de supporter des charges et des contraintes sans compromettre son intégrité structurelle. Tout ce processus est rendu beaucoup plus simple grâce à l’utilisation des logiciels de calcul de structure qui vous permettent de mener à bien la conception de bâtiments neufs et existants en béton armé, maçonnerie, acier et bois.

Maintenant, regardons en détail ce que prévoient ces étapes.

La répartition des charges sur la dalle de toit est influencée par plusieurs facteurs :

poids de la structure : la structure même du toit, y compris les poutres, les piliers et les panneaux, représente une charge statique sur la dalle. Ce poids doit être réparti de manière uniforme pour éviter les points de contrainte élevée ;
charge de neige : il est nécessaire de prendre en compte la charge de neige accumulée sur le toit pendant l’hiver, en particulier dans les régions sujettes aux chutes de neige. Cette charge peut varier considérablement en fonction du climat local et doit être calculée avec précision ;
pression du vent : le vent exerce une pression dynamique sur le toit, qui varie en fonction de la vitesse du vent et de la forme du bâtiment. Cette charge doit être prise en compte pour éviter que le vent ne soulève ou n’endommage le toit ;
poids lié à l’utilisation : si le toit abrite des équipements, des panneaux solaires ou est utilisé à des fins spécifiques, telle qu’une terrasse accessible, le poids supplémentaire doit être calculé et réparti de manière appropriée ;
charges concentrées : dans certaines situations, il peut y avoir des charges concentrées, telles que des structures ou des équipements particulièrement lourds. Ces charges nécessitent une répartition spéciale pour garantir que la dalle peut les supporter sans compromettre sa structure.

Après cette phase essentielle pour connaître les charges à supporter, le technicien responsable procède à la conception de la structure porteuse. Cette phase comprend, notamment :

détermination des charges maximales : les ingénieurs calculent les charges maximales que la dalle de toit doit supporter en fonction des facteurs susmentionnés. Ces calculs incluent des analyses statiques et dynamiques ;
sélection des matériaux structurels : en fonction des charges prévues, les matériaux structurels appropriés pour la dalle de toit sont sélectionnés, en veillant à ce qu’ils puissent supporter ces charges ;
conception de la structure : les techniciens responsables conçoivent la structure porteuse qui compose le toit, en veillant à ce qu’elle soit dimensionnée de manière adéquate pour répartir les charges de manière uniforme et éviter l’effondrement ;
vérification de la sécurité structurelle : enfin, des analyses détaillées sont effectuées pour vérifier que la structure de la dalle de toit répond aux exigences de sécurité structurelle et aux normes locales.

La conception et l’analyse des dalles de toit sont un art et une science complexes, avec de nombreuses variables à prendre en compte pour garantir la sécurité et l’efficacité des bâtiments modernes. Cependant, avec l’avènement du Building Information Modeling (BIM) et de tous les logiciels BIM, ce processus a évolué, créant de nouvelles opportunités et des solutions innovantes.