Toit en pignon : définition, avantages, pentes et matériaux

Le plafond de couverture est un composant essentiel pour un bâtiment, influençant la sécurité et le confort : il sépare le bâtiment de l’extérieur et le protège des intempéries extérieures, en plus d’être un élément d’importance structurelle.

Parmi les différentes typologies de plafond de couverture, nous trouvons les toits à pentes, c’est-à-dire ceux constitués de pentes qui favorisent l’écoulement des eaux pluviales.

Lorsque nous pensons aux toits à pentes et en général au concept primordial de maison, le toit en pignon nous vient certainement à l’esprit : dans cet article, nous explorerons tout ce qu’il y a à savoir sur le toit en pignon, de la définition de cet élément architectural aux avantages qui le caractérisent.

Enfin, vous pourrez visualiser une vidéo qui vous montre comment créer de manière simple et détaillée un toit avec un logiciel de conception architecturale.

Toit à deux versants d’un bâtiment moderne

Qu’est-ce qu’un toit en pignon ?

Le toit en pignon représente l’archétype par excellence de la fermeture architecturale. Deux pentes convergent en haut le long de la ligne de faîte, définissant une portion triangulaire de mur appelée tympan. La façade qui se crée est justement définie comme « en pignon » ou « à double pente », renvoyant à la délimitation des deux pentes du toit lui-même.

Cette section fournit une vision détaillée des géométries impliquées, originant le toit en pignon de la sommation de deux pentes régulières opposées. Le tympan devient un élément architectural clé, souvent revêtu différemment pour lui conférer un plus grand impact esthétique.

Dans cette vidéo, vous pouvez voir comment concevoir un toit avec un logiciel de conception architecturale 3D.

Évolution historique des toits en pignon

L’évolution historique des toits en pignon a tracé un parcours fascinant, apportant des avantages significatifs tant du point de vue formel que technologique. Voyons ensemble les progrès depuis la simple forme de couverture de la « cabane » jusqu’aux toits modernes, en mettant en évidence les transformations significatives et les raisons derrière ces changements.

Les premières couvertures, essentiellement des cabanes, étaient initialement réalisées avec des éléments végétaux et ont ensuite évolué avec l’introduction de matériaux en argile. Originellement posés au sol, ces toits servaient principalement de refuge contre les intempéries. Cependant, l’évolution technologique et les besoins sociaux changeants ont transformé ces cabanes en toits soutenus par des murs, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités architecturales.

Les toits en pignon modernes se caractérisent par une flexibilité remarquable et des possibilités de personnalisation. Cheminées, lucarnes, fenêtres de toit, évents et trappes d’inspection peuvent être intégrés sans compromettre la résistance et la fonction du toit. Le choix des matériaux, allant des briques traditionnelles, tuiles ou ardoises, à des panneaux, tôles ou autres finitions, offre une vaste gamme d’options esthétiques et fonctionnelles.

Une section clé dans la conception des toits en pignon concerne la ventilation. La forme inclinée et linéaire des pentes facilite l’écoulement rapide des eaux pluviales et favorise la ventilation, exploitant l’effet cheminée de l’air interstitiel. Cela contribue non seulement à un bon fonctionnement du toit mais représente également un aspect nodal pour son entretien dans le temps.

Les toits en pignon, lorsqu’ils sont utilisés dans des contextes de construction, doivent respecter les réglementations en vigueur en matière de construction et de performances. La micro ventilation émerge comme une exigence fondamentale, représentant une valeur ajoutée pour le bon fonctionnement et la conservation à long terme du toit. Un toit correctement ventilé doit incorporer des sections d’entrée et de sortie pour l’air, assurant une circulation régulière et prévenant les stagnations qui pourraient compromettre les performances thermiques.

Contrairement à l’idée obsolète, le toit en pignon est loin d’être démodé. Les architectures contemporaines, surtout dans les pays du nord, adoptent l’utilisation de toits en pignon revisités en termes de matériaux et de dimensions. Ces toits respectent non seulement la forme fonctionnelle originelle mais réinterprètent également le sens allégorique, trouvant leur place non seulement dans des bâtiments résidentiels mais aussi dans des musées, des industries et des bâtiments iconiques.

Caractéristiques d’un toit en pignon

Le toit en pignon se distingue par sa forme classique à deux pentes, avec une inclinaison uniforme variant de 15 % à 50 %. Cette structure est ancrée à la maçonnerie du bâtiment, prenant la forme traditionnelle de « maison ».

Les pentes, en règle générale, reposent sur le côté le plus long du bâtiment, délimitant les façades et contribuant à la volumétrie du grenier. Cette section offre une description détaillée des caractéristiques principales de ce type de toit, en mettant l’accent sur sa forme traditionnelle et son inclinaison uniforme.

Un autre aspect fondamental dans les caractéristiques de la composition d’un toit en pignon est fourni par la stratigraphie. Celle-ci est l’ensemble de différents éléments, chacun conçu avec un objectif spécifique. Avant d’examiner en détail ces composants, il est essentiel de comprendre les techniques de calcul utilisées à cette étape de conception.

Techniques de calcul pour la précision du toit

Pour déterminer avec précision l’épaisseur du toit, on recourt à différentes techniques de calcul basées sur l’analyse thermique et hygrométrique du bâtiment. Ces méthodologies prennent en compte des facteurs tels que la conductivité thermique des matériaux isolants, les conditions climatiques locales et les besoins énergétiques du bâtiment.

L’application de telles techniques permet d’évaluer avec précision la quantité d’isolation thermique nécessaire pour garantir un confort intérieur adéquat. Cela est particulièrement crucial dans les régions aux climats extrêmes, où un toit bien isolé contribue à maintenir des températures internes confortables et à réduire les consommations énergétiques.

Stratigraphie dalle plate issue du logiciel Edificius

Composants typiques de la stratigraphie du toit

Examinons maintenant les composants clés de la stratigraphie d’un toit en pignon : 

1. couche de couverture : cette couche externe visible, composée de matériaux tels que des tuiles, des tôles métalliques ou des revêtements bitumineux, a pour fonction principale de protéger le bâtiment des intempéries ;
2. couche isolante : responsable de l’isolation thermique, cette couche aide à maintenir une température confortable à l’intérieur du bâtiment. Le choix du matériau isolant et de son épaisseur est déterminant pour la régulation thermique ;
3. couche de support : fournit un support structurel au toit, généralement composée de poutres ou de panneaux en bois, en béton armé ou en acier, en fonction des besoins structurels du bâtiment ;
4. couche d’étanchéité ou d’imperméabilisation : prévient les infiltrations d’eau et protège les couches sous-jacentes. Elle est réalisée avec des membranes bitumineuses, des membranes synthétiques ou des matériaux similaires ;
5. couche d’aération : favorise la circulation correcte de l’air sous le toit, prévenant la formation de condensation et de pourriture. Un flux d’air efficace contribue à maintenir la santé du toit ;
6. couche de finition : le niveau le plus interne, souvent constitué de panneaux de revêtement ou de plaques de plâtre, a une fonction esthétique et contribue à l’aspect intérieur du toit.

La combinaison synergique de ces couches, soigneusement conçues et calculées, crée un toit en pignon qui non seulement offre une protection contre les intempéries mais contribue également au confort thermique et à l’efficacité énergétique du bâtiment.

Toit en pignon : avantages et inconvénients

Le toit en pignon est une couverture très courante car elle présente divers avantages : 

• budget limité, c’est un toit facile à réaliser, donc le coût global de construction et d’installation sera inférieur par rapport à d’autres options constructives ;
• drainage efficace, avec les pentes raides des versants, le toit en pignon facilite le drainage de l’eau et de la neige, facilite la ventilation évitant les problèmes d’humidité ;
• limitation de la dispersion thermique, entraînant une réduction des coûts de chauffage ;
• excellente solution pour l’installation de panneaux solaires et thermiques, l’inclinaison des versants permettant aux panneaux de capter plus d’énergie solaire ;
• création d’un grenier, exploitant l’espace entre le plancher du dernier étage et le toit lui-même.

Cependant, il existe également quelques inconvénients liés à ce type de construction : 

• fortement soumis à l’action du vent, surtout si la saillie des versants par rapport à la ligne de gouttière est plus importante. Le vent peut en effet exercer une pression considérable, provoquant des détachements du toit ou même l’effondrement ;
• une structure porteuse solide est nécessaire, en raison du risque de dommages significatifs causés par le vent. Il est donc nécessaire de bien structurer la couverture, en utilisant des matériaux efficaces et en vérifiant structurellement sa stabilité ;
• sujet à des entretiens et réparations plus fréquents, en raison des dommages causés par les conditions météorologiques.

Autres types de toit à pentes: configurations géométriques

En plus du type en pignon, les couvertures de toit présentent différentes configurations géométriques, chacune avec des caractéristiques uniques. Examinons attentivement les principaux types.

Toit à une pente ou à joint debout

Les toits àjoint debout, au sein des solutions à displuvium, se caractérisent par le drainage des eaux le long d’une seule surface. Cette configuration, avec un versant unique reposant sur des murs de hauteurs différenciées, représente la matrice de base de tous les toits à pentes. Cette section illustre la forme simple et la somme complexe de joint debout, posant les bases pour la compréhension des types plus complexes.

Toit à deux pentes asymétriques

Le toit à deux pentes asymétriques, c’est-à-dire avec des pentes de différentes inclinaisons, offre une perspective unique. Les pentes convergent en haut le long du faîte, mais n’ont pas la même taille, l’une des deux présente en effet une saillie asymétrique sur l’un des deux côtés créant une image iconique de fermeture architecturale.

Cela signifie que chaque côté du toit a une longueur différente et parfois une pente différente, et leurs bords forment un angle irrégulier. Cette section approfondit la géométrie de ce type de toit, de plus, grâce à la plus grande longueur d’un côté du toit, un espace supplémentaire est créé en dessous, donnant la possibilité d’aménager un espace supplémentaire.

Les toits asymétriques évacuent plus rapidement la neige et l’eau de pluie par rapport aux autres toits, justement à cause de leur forme, l’inclinaison étant en effet plus grande, surtout du côté long. De plus, la plus grande longueur d’un côté signifie que la neige ou l’eau de pluie sont réparties sur une surface plus grande, ce qui réduit la probabilité d’accumulations dangereuses.

Toit à pavillon régulier

Le toit à pavillon régulier représente une option où l’évacuation des eaux se fait sur tous les côtés du rectangle de base. La section souligne la présence d’une ligne de gouttière le long de tout le périmètre, et les pentes visibles qui concluent chaque façade du bâtiment. On explore également la projection en plan de la ligne de faîte inclinée et sa relation avec la longueur de la gouttière.

Toit à pavillon irrégulier

Le toit à pavillon irrégulier permet également l’évacuation des eaux sur tous les côtés du polygone de base. Cette section se concentre sur les intersections entre les pentes, donnant vie à des displuviums ou des compluviums. On met en évidence les différences entre les toits réguliers et irréguliers, avec une attention particulière à la géométrie planimétrique et aux configurations volumétriques.

Toit en pyramide

Le toit en pyramide est le toit à pavillon le plus simple, il se développe sur une base carrée, donc sur un bâtiment à plan carré et se compose de quatre pentes égales, en dimensions et en inclinaison, qui se rejoignent au sommet en un seul point.

Toit à deux pentes volantes

Un toit à deux pentes volantes, dit “toit à pignon volant”, est un toit commun à deux pentes inclinées où leur saillie au niveau de la ligne de faîte est plus importante par rapport à celle de la ligne de gouttière. Il est typiquement utilisé dans les chalets ou les maisons rustiques qui pourraient être soumises à de fortes charges de neige.

Toit en mansarde

C’est un design français et il est plus difficile à construire par rapport au toit à deux pentes. En réalité, il présente deux inclinaisons à l’intérieur d’une seule, de chaque côté. La partie inférieure de l’inclinaison du toit est plus raide de sorte que le pas du toit commence à peine. Cela permet plus d’espace à l’intérieur et dans la plupart des cas crée un espace supplémentaire.

Toit de grange

Le toit de grange est similaire au toit en mansarde, c’est en effet un toit à deux côtés avec deux inclinaisons de chaque côté, où l’inclinaison inférieure est plus raide que celle supérieure, mais il est doté de pignons verticaux aux deux autres extrémités. On le voit plus souvent dans les maisons coloniales néerlandaises du XVIIIe siècle en Amérique du Nord.

Toit à deux pentes néerlandais

Le toit à deux pentes néerlandais ou toit à pavillon néerlandais est essentiellement une combinaison entre un toit à pavillon et un toit à deux pentes. Il s’agit en effet d’un toit à pavillon à quatre côtés avec un petit pignon en haut. Les toits à deux pentes néerlandais sont légèrement plus coûteux à construire en raison des poutres supplémentaires impliquées dans la structure, mais créent certainement un design intéressant.

Patio avec toit à deux pentes

Un toit à deux pentes peut être une excellente solution technique même pour couvrir un patio ou une véranda. Le toit incliné d’une véranda, d’un patio ou d’un abri de voiture permet d’augmenter l’espace utilisable d’une habitation, tout en offrant une sensation maximale d’ouverture. Par rapport à une couverture plate, un patio avec couverture à pente permet de mieux drainer les eaux pluviales, sans compromettre l’intégrité de la couverture elle-même.

Toits plats et couvertures de terrasse

Les toits plats ou couvertures de terrasse représentent un choix répandu dans les pays méditerranéens, caractérisés par une faible pluviométrie et une faible présence de neige. Cependant, la réalisation d’un toit plat de qualité nécessite une attention particulière aux travaux détaillés qui permettent le bon drainage des eaux vers des points prédéfinis, garantissant l’imperméabilisation et l’isolation. Une mise en œuvre précise de ces travaux peut considérablement réduire les coûts associés à ces toits par rapport à ceux à pentes.

Je vous conseille enfin de lire l’article de approfondissement « Comment concevoir un toit » pour obtenir plus d’informations sur les différents systèmes de couverture.

Nomenclature des composants d’un toit

Toit en pignon vs toit à deux pentes : différences et combinaison

Le toit en pignon est une structure plus solide par rapport à celui à deux pentes, étant plus adapté aux zones avec des vents forts ou de lourdes chutes de neige et nécessitant moins de renforts diagonaux. Cependant, la structure plus solide par rapport à celle à deux pentes se traduit également par des coûts plus élevés, tant en termes de conception que de construction.

La structure est esthétiquement plus élégante et agréable grâce aux gouttières qui entourent le périmètre de l’ensemble du toit de manière linéaire et uniforme.

Le toit à capanne, pour sa part, bien qu’il soit sujet à des dommages dans des zones trop venteuses, est plus facile à construire, offrant une meilleure ventilation et plus d’espace dans le grenier par rapport à une couverture en pignon.

Les deux types de couverture peuvent être combinés pour donner lieu à de nombreuses solutions de design, comme le toit en pyramide par exemple, ou celui combiné, qui incorpore dans une seule structure plus de design.

Toit à deux pentes vs toit en shed : différences et combinaison

Les couvertures en shed naissent de l’utilisation d’une série de pentes inclinées unidirectionnelles qui se succèdent d’une extrémité à l’autre de la structure. Elles représentent une solution architecturale idéale pour favoriser l’entrée de la lumière naturelle dans des espaces de grande taille : l’entrée de celle-ci est rendue possible grâce à la distance entre les éléments transparents, qui doit être au maximum deux fois et demie la hauteur de l’environnement.

Bien que le toit en shed trouve son origine dans le toit à pentes, il s’avère être beaucoup plus fonctionnel : dans sa conception, on prend en compte des facteurs tels que l’angle solaire et les conditions d’éclairage au cours de la journée, car il est utilisé pour maximiser l’entrée de la lumière dans les espaces en dessous et est surtout utilisé pour des structures larges comme des hangars.