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Pourquoi choisir une toiture en bois

La toiture en bois est une solution attrayante, durable, abordable et sûre. Découvrez sa composition et ses avantages.


Depuis quelques décennies, l’un des systèmes de construction les plus traditionnels et répandus est revenu à la mode : il s’agit de la toiture en bois. Grâce au développement de nouvelles technologies (comme le bois lamellé-collé) et à l’attention portée aux matériaux recyclables et durables, la toiture en bois, correctement revisité et réinventé, devient de plus en plus un choix gagnant dans le domaine de la construction.

La légèreté, la sécurité, la facilité de montage et les économies d’énergie ne sont que quelques-unes des caractéristiques clés.

Mais voyons en détail pourquoi choisir un toit en bois, quels avantages et inconvénients cela comporte et comment les gérer lors de la conception en utilisant un logiciel 3D pour le bâtiment.

Toiture en bois

Toiture en bois

 

Les caractéristiques de la toiture en bois

Le bois, toujours apprécié pour sa facilité de travail et de disponibilité, sa résistance et sa légèreté, a progressivement été relégué au second plan, devenant presque «démodé», avec l’avènement du Mouvement Moderne qui a glorifié l’architecture d’angle droit et des toitures plates, remplaçant les planchers en bois par ceux en béton armé. Ce phénomène a profondément influencé la manière de concevoir, la réglementation technique, la recherche universitaire, rendant presque obsolète le bois et les techniques de construction qui lui sont associées.

Ce n’est que dans les années 90 que la technologie des toits en bois est revenue dans la pratique de conception et de construction, faisant face à tous les défis causés par l’écart réglementaire et éducatif consolidé en 50 ans d’histoire.

Ce retour à la tradition a en réalité du sens surtout si l’on considère les grandes qualités de ce matériau : 

  • esthétique : le bois est apprécié pour sa beauté naturelle et chaleureuse. Un toit en bois peut donner un aspect rustique aux environnements tout en étant élégant et accueillant ;
  • polyvalence : il peut être facilement adapté à différents besoins architecturaux. Les poutres et les lattes peuvent être façonnées et modelées pour créer des courbes, des arcs et d’autres caractéristiques structurales distinctives. Il est facile à façonner et peut être travaillé directement sur le chantier pour des solutions sur mesure et personnalisées ;
  • isolation thermique : le bois est un bon isolant et un toit en bois a tendance à retenir la chaleur en hiver et à maintenir une température confortable à l’intérieur du bâtiment, contribuant ainsi à réduire les coûts de chauffage ;
  • durabilité : s’il est construit et entretenu correctement, un toit en bois peut durer des décennies. Le bois est un matériau assez résistant et peut supporter le climat et les intempéries s’il est traité et entretenu correctement ;
  • pérennité : le bois est un matériau naturel, renouvelable et durable. Un toit en bois bien géré peut avoir un impact minimal sur l’environnement, surtout si le bois provient de sources durables et certifiées ;
  • flexibilité de construction : le bois est plus léger et plus flexible que de nombreux matériaux de construction traditionnels, ce qui facilite la construction de formes complexes ou inhabituelles ;
  • facilité d’entretien : avec un entretien régulier, les toits en bois peuvent rester en bon état pendant de nombreuses années. Le nettoyage régulier et l’enlèvement des débris sont souvent suffisants pour maintenir l’intégrité de la structure ;
  • résistance aux tremblements de terre : dans certaines régions sismiques, le bois est considéré comme un matériau structurel préférable car il peut se plier sans se casser, réduisant ainsi les dommages en cas de tremblement de terre. De plus, le poids réduit par rapport à d’autres systèmes de construction le rend moins lourd pour toute la structure en cas de séisme ;
  • favorise la circulation de l’air : un toit en bois ventilé peut permettre une circulation d’air naturelle, ce qui peut aider à maintenir une température constante dans le bâtiment et à réduire la formation d’humidité ;
  • variété de finitions : le bois peut être fini de nombreuses manières différentes, offrant une gamme d’options de finition qui peuvent varier de l’aspect traditionnel et naturel à celui moderne, selon les goûts personnels.

Avant de procéder et d’approfondir certains aspects clés, si vous devez concevoir un toit en bois, je vous recommande d’utiliser un logiciel 3D pour la construction qui vous sera utile pour gérer tous les aspects de la conception : de la composition architecturale à la vérification des choix de matériaux ; de la réalisation de rendus et de vues réalistes du modèle à la présentation du projet en vue d’obtenir des autorisations et des avis.

Conception 3D toit en bois issu du logiciel Edificius

Conception 3D toit en bois issu du logiciel Edificius

Structure

Dans la pratique de construction actuelle, la structure de support d’un toit en bois est généralement réalisée en plaçant des poutres en bois lamellé-collé, sur lesquelles est ensuite posé un double parement d’environ cinq à six centimètres d’épaisseur au total. Il est important de noter que le deuxième parement est posé avec un angle spécifique, préalablement défini dans le projet, par rapport à celui situé en dessous. De cette manière, il est possible de laisser apparent le dessous du plancher, offrant une perspective esthétique qui valorise le bois.

En revanche, dans une construction avec plancher en béton armé, le plancher est généralement réalisé avec des poutres en béton armé et des hourdis perforés, avec une hauteur totale d’environ 20 cm. Cette structure est ensuite recouverte d’une couche de ciment d’environ 4 cm d’épaisseur (dalle), puis finie à l’intérieur avec une fine couche de plâtre ou de plaques de plâtre. La couverture, quant à elle, peut être similaire pour les toits en bois et en béton armé.

Toiture en bois

Charpente en bois

 

Une différence significative entre les deux types de structures réside cependant dans leur poids.

Un toit en bois, avec une structure lamellée, pèse en moyenne environ 30 kg/m2, tandis qu’une structure en béton armé peut peser jusqu’à 310 kg/m2. Cela rend le toit en béton armé jusqu’à dix fois plus lourd que celui en bois. Cette caractéristique importante rend le toit en bois particulièrement utile lors du remplacement de la couverture sur des bâtiments existants, des surélévations et dans tous les cas où il est préférable ou nécessaire de réaliser une couverture légère qui pèse le moins possible sur la structure sous-jacente.

Pour calculer un nouveau toit en bois, ou vérifier un existant, vous pouvez utiliser un logiciel de calcul structurel spécifique qui vous permet de concevoir en toute sécurité et dans le respect des réglementations en vigueur.

Isolation

Pour améliorer les performances d’isolation de la couverture, que ce soit pour une couverture en bois ou en béton armé, il est nécessaire d’utiliser une couche d’isolant. L’épaisseur et les caractéristiques du matériau à choisir dépendent de la zone climatique et des indications réglementaires.

En termes d’isolation thermique en hiver, les deux toits se comportent de manière similaire. La conductivité thermique, indiquée par le symbole λ, est la principale variable de contrôle qui influence le comportement thermique en hiver. Étant donné que l’isolation du toit dépend du type et de l’épaisseur de l’isolant, il est raisonnable de s’attendre à ce que, dans les deux cas, pour un isolant équivalent, leur transmittance thermique soit comparable.

Format carré

Format carré

Étanchéité à l’air

La vapeur d’eau, une condition courante dans l’environnement intérieur des habitations, représente l’un des principaux problèmes à résoudre lors de la conception de toits en bois ou en béton armé. Dans le cas du toit en bois, en particulier si la couche d’isolation est constituée de fibre de bois, nous sommes exposés à un phénomène de transport de vapeur par convection.

Ce phénomène se manifeste lorsque l’air intérieur, généralement chargé d’humidité, pénètre dans le paquet de toiture, se dilate dans les interstices et, au contact de points plus froids, tend à se condenser. Ce cycle de condensation et d’évaporation, associé à l’humidité typique des matériaux ligneux et à leur comportement pendant le gel, peut affaiblir la résistance mécanique de la structure, causer des dommages aux composants en bois et réduire la résistance thermique.

Le transfert de vapeur par convection est souvent la cause de problèmes structurels difficiles à détecter immédiatement. Pour prévenir ce phénomène, il est essentiel de concevoir la stratigraphie du toit de manière à ce que le transfert de vapeur se fasse uniquement par diffusion, à travers les matériaux dans une direction perpendiculaire aux faces. Dans ce mode, la vapeur qui traverse la stratigraphie est nettement inférieure aux cas de transmission par convection et, avec une section correctement conçue en termes de thermo-hygrométrie, ne pose pas de problèmes d’accumulation d’humidité.

Pour obtenir une étanchéité à l’air efficace et minimiser le transport de vapeur par convection, il est nécessaire de placer une couche fonctionnelle de « pare-air » au-dessus du parement et sous la couche isolante, pour préserver l’aspect visuel du bois de l’intérieur. De même, il est nécessaire de prêter attention à la pénétration de l’air extérieur, en utilisant une membrane pare-vent au-dessus de la couche isolante. De cette manière, le paquet isolant est protégé contre la convection de la vapeur.

Dans le cas d’un toit en béton armé, l’étanchéité à l’air est généralement assurée par la même couche de plâtre intérieure, utilisée également à des fins esthétiques.

Pour assurer la protection de la structure en bois contre la pluie, il est nécessaire de prendre en compte la gestion de la vapeur. L’installation d’un pare-vapeur bitumineux, agissant comme une barrière à la vapeur, au-dessus de la couche isolante peut piéger la vapeur à l’intérieur de la stratigraphie, provoquant des problèmes de condensation. En revanche, pour assurer une évacuation efficace de la vapeur tout en protégeant contre la pluie, il est recommandé d’utiliser une couche fonctionnelle de «ventilation» (caractéristique typique du «toit ventilé»), composée d’une lame d’air et d’un support adapté pour la couche de protection contre l’eau.

Cette couche peut être réalisée avec une double latte croisée, sur laquelle des membranes bitumineuses ou d’autres éléments résistants à l’eau peuvent être posés. Ces solutions deviennent de plus en plus courantes pour les toits en béton armé, qui avaient auparavant une membrane directement sur la couche isolante et, comme couverture, des tuiles ou des ardoises fixées avec du mortier.

Quelques inconvénients

Malgré ses nombreuses qualités, il y a aussi des inconvénients à installer un toit en bois : 

  • coût initial élevé : l’installation d’un toit en bois peut entraîner des coûts initiaux plus élevés par rapport à des matériaux tels que le béton ;
  • entretien : le bois nécessite un entretien régulier pour préserver son intégrité et son aspect esthétique. Cela peut inclure la peinture régulière, la réparation des dommages causés par l’usure, l’inspection de l’état du toit pour la présence de champignons, d’insectes et d’autres dommages biologiques ;
  • vulnérabilité aux intempéries : bien que certains traitements puissent augmenter la résistance du bois aux intempéries, au fil du temps, l’exposition continue à la pluie, au soleil, au vent et à la neige peut causer des dommages. Cela peut nécessiter des réparations localisées ou le remplacement de certaines parties du toit. Cependant, les interventions ne sont généralement pas très coûteuses et sont simples à réaliser ;
  • propriétés de combustibilité : le bois est inflammable et cela peut représenter un risque en cas d’incendie. Par conséquent, les maisons avec un toit en bois peuvent nécessiter une assurance incendie plus coûteuse et des traitements spécifiques pour améliorer la résistance au feu.

En résumé, un toit en bois peut offrir une série d’avantages, mais il est important d’évaluer également les inconvénients avant de prendre une décision concernant le matériau à utiliser.

Composition d’un toit en bois

Indépendamment du type de bois utilisé pour la construction (bois lamellé-collé ou massif), un toit en bois présente certains éléments récurrents dans sa stratification, tels que : 

  • structure porteuse réalisée avec des poutres et des chevrons (ou solives) chargée de supporter la couverture de la construction ;
  • plancher en bois (panneau souvent réalisé en OSB3) reposant sur la charpente secondaire et nécessaire pour loger les autres couches (isolant, pare-vapeur, etc.) et pour fermer le toit ;
  • couche imperméable, protégeant la structure de l’eau tout en assurant le passage de l’air ;
  • couche isolante pour améliorer les performances énergétiques du paquet de couverture ;
  • couverture souvent réalisée en tuiles (en terre cuite ou en ciment) posées sur une double lattis en bois (liteaux porteurs de tuiles) pour réaliser le soi-disant toit ventilé ;
  • gouttières, chéneaux et descentes pluviales pour permettre l’écoulement et l’éloignement des eaux de pluie de la couverture.
Toiture en bois

Toiture en bois

 

Le toit peut se caractériser, en plus du type de structure et de stratification, également par l’inclinaison, la forme et le nombre de versants. En tout cas, surtout dans les zones pluvieuses ou enneigées, il est conseillé d’exclure les toitures plates et de réaliser des pentes d’au moins 20%.

 

edificius
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