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Comment fonctionne la toiture ventilée

Toitures ventilées : un aperçu général des principales caractéristiques et des avantages des toits froids


La toiture ventilée est une excellente alternative pour éviter la condensation en hiver et favoriser le refroidissement des espaces sous le toit en été. Voyons ce qu’est la toiture ventilée et comment elle fonctionne, ainsi que comment assurer un confort thermique optimal du bâtiment, avec l’aide d’un logiciel d’analyse et de simulation énergétique dynamique.

Toit froid et toit chaud

Vous avez sûrement entendu parler de toits froids et chauds, mais que signifient-ils ? 
Chaque toit est caractérisé par différents couches fonctionnelles qui déterminent son type. En général, les couvertures sont généralement regroupées en quatre types : 

  • couverture non isolée et non ventilée ;
  • couverture non isolée ventilée ;
  • couverture isolée et non ventilée (également appelée toit chaud) ;
  • couverture isolée et ventilée (connue sous le nom de toit froid).
Installation d'une toiture ventilée

Installation d’une toiture ventilée

Une couverture non isolée et non ventilée est un type de couverture sans éléments d’isolation thermique et sans une couche de ventilation. Cette solution, en raison de sa capacité isolante limitée, est utilisée dans des situations où une isolation thermique n’est pas nécessaire, comme par exemple sur les toits de bâtiments non destinés à la présence de personnes (par exemple, bâtiments agricoles, etc.).

La couverture non isolée ventilée est similaire à la précédente, mais comprend une couche de ventilation sous l’élément d’étanchéité. Cette couche vise à améliorer les performances de la couverture pendant l’été, réduisant les effets du chauffage causé par le rayonnement solaire.

Le toit chaud (c’est-à-dire une couverture isolée mais non ventilée) est doté d’une couche d’isolation thermique mais dépourvu d’une couche de ventilation. Sa composition comprend un élément porteur (comme une dalle de béton coulée en place, un mélange de latérite, des panneaux préfabriqués en béton léger, des panneaux en bois, des feuilles métalliques, etc.), une barrière anti-vapeur, une isolation thermique, une membrane imperméable et des travaux accessoires.

Le toit froid (c’est-à-dire une couverture isolée et ventilée) présente une composition similaire à celle du toit chaud, mais introduit un espace de ventilation dans la stratigraphie, séparant les couches entre l’isolation et la sur-couverture.

Dans le toit chaud, la membrane imperméable est généralement appliquée directement sur l’isolation thermique, servant de support. Dans le toit froid, la membrane imperméable est posée sur la sur-couverture, souvent réalisée en bois. Généralement, la typologie du toit chaud est plus répandue, tandis que le toit froid ou ventilé est préféré pour les couvertures en bois, les toits en pente et les bâtiments résidentiels.

Stratigraphie d’une toiture ventilée

D’un point de vue technologique, une toiture ventilée doit être conçue avec les couches suivantes, de l’intérieur vers l’extérieur : 

  • structure porteuse ;
  • couche d’étanchéité à la vapeur ;
  • élément isolant thermique ;
  • couche de ventilation (réalisée par la création d’un espace d’épaisseur constant entre les éléments de couverture et la couche inférieure, obtenue par double lattage ou l’utilisation de panneaux préfabriqués, spécialement conçus) ;
  • couverture, avec des ouvertures prévues pour la ventilation ;
  • au faîtage et au niveau du bord.

Dans le cas du toit froid, la couche de ventilation améliore considérablement l’isolation thermique, permettant à l’humidité produite dans la maison d’être expulsée à l’extérieur du toit, prévenant ainsi les phénomènes de condensation.
Le vide sous toit naturelle, qui sépare la couverture de la couche isolante inférieure, facilite les « mouvements convectifs ascendants ». Ces mouvements convectifs dissipent une grande partie de la chaleur qui autrement se transmettrait aux couches inférieures et permettent à l’humidité de sortir sans compromettre le pouvoir isolant thermique des couches inférieures et de l’espace lui-même.

Pour activer ce mécanisme, l’air extérieur doit pénétrer dans le vide sous toit au niveau du bord et sortir par le faîtage à travers un élément d’aération. Ce processus permet de maintenir le matériau isolant sec pendant l’hiver, évitant les condensations, tandis qu’en été, l’air frais qui pénètre par le bord se réchauffe dans le vide sous toit et sort par le faîtage, retirant de la chaleur à la structure.

L’isolation estivale du toit est importante, surtout avec l’augmentation des températures. Une couche de ventilation ajoute de la valeur aux matériaux isolants, qui ont généralement de bonnes performances pour retenir la chaleur à l’intérieur du bâtiment mais peuvent avoir des difficultés à se protéger de la chaleur ou à résister aux températures élevées sous le toit.

De plus, la toiture ventilée assure une plus grande longévité des éléments de la couverture, qui peuvent sécher rapidement à l’intérieur et à l’extérieur, réduisant les risques de ruptures en cas de gel. Les toitures ventilées peuvent contribuer à réduire la température après les heures d’exposition intense au soleil en été, améliorant le confort thermique du sous-toit.

Si le vide sous toit ne respecte pas des paramètres précis définis par les normes, on peut parler de toits micro-ventilés, caractérisés par un vide sous toit plus réduit et une installation plus rapide et plus simple. La micro-ventilation sous-toiture est utilisée pour éviter l’accumulation d’humidité, la formation de condensation et pour prolonger la durée de vie du système de couverture. Dans les toits micro-ventilés, surtout utilisés pour les toits en pente sur dalle en latérite-ciment, les plaques présentent des rainures spéciales dans la couche sous-toiture pour faciliter le mouvement ascendant du courant de la gouttière au faîtage, améliorant les performances thermiques et hygrométriques de la structure.

Évaluation des performances énergétiques du projet

Pour contrôler l’efficacité énergétique de votre projet, il est opportun d’utiliser un logiciel d’analyse et de simulation énergétique dynamique. De cette manière, vous modélisez en 3D l’ensemble du bâtiment, attribuez des matériaux et des caractéristiques à toutes les stratifications (toiture, enveloppes verticales, fenêtres, etc.), configurez les paramètres généraux et les données climatiques du lieu, définissez la programmation horaire pour la simulation énergétique en régime dynamique, identifiez et résolvez automatiquement les ponts thermiques, simulez le comportement énergétique du bâtiment et effectuez des simulations énergétiques en régime dynamique en plaçant le modèle énergétique dans des conditions opérationnelles réelles.
De cette manière, vous connaissez les véritables consommations énergétiques du bâtiment, les principaux facteurs influençant ces consommations et les performances énergétiques de différents matériaux et solutions de conception.

Les avantages de la toiture ventilée

Une toiture ventilée offre plusieurs avantages, surtout lorsqu’elle est conçue et installée correctement. Voici un résumé des principaux avantages d’une toiture ventilée : 
Contrôle de l’humidité : la ventilation permet la circulation de l’air sous la toiture, réduisant le risque d’accumulation d’humidité. C’est particulièrement important pour éviter la formation de moisissures et les dommages liés à l’humidité.

Régulation thermique : la ventilation contribue à maintenir une température plus uniforme dans l’espace sous le toit. Cela est utile aussi bien en hiver qu’en été, réduisant l’accumulation excessive de chaleur sous la toiture.

Amélioration de l’efficacité énergétique : une ventilation correcte peut améliorer l’efficacité énergétique du bâtiment. En réduisant l’accumulation de chaleur en été, on peut réduire le besoin de refroidissement artificiel. En hiver, la ventilation peut contribuer à maintenir le matériau isolant sec, préservant son efficacité thermique.

Prolongation de la durée de vie : une bonne ventilation peut contribuer à préserver la structure du toit et des matériaux utilisés (isolant, tuiles, lattage, etc.), contribuant ainsi à une durée de vie plus longue. En réduisant l’humidité et les changements extrêmes de température, on peut éviter des dommages prématurés.

Meilleur confort de vie : une ventilation correcte contribue à créer un environnement intérieur plus confortable. Cela est particulièrement important si l’espace sous le toit est utilisé comme habitation ou espace de travail.

Réduction du risque de dommages causés par la condensation : la ventilation réduit le risque de formation de condensation à l’intérieur de la toiture, surtout dans les climats froids. Cela est important pour éviter des dommages aux matériaux isolants et à la structure sous-jacente.

Amélioration de la qualité de l’air intérieur : une ventilation adéquate contribue à maintenir la qualité de l’air sous la toiture, en éliminant l’humidité et en prévenant la formation d’odeurs désagréables ou de moisissures.

Adaptabilité à différentes conditions climatiques : les toitures ventilées conviennent à une variété de climats, car elles peuvent être conçues pour s’adapter aux besoins spécifiques de chauffage ou de refroidissement en fonction de la région géographique.

Durabilité : l’efficacité énergétique et la durée de vie prolongée peuvent contribuer aux efforts de durabilité, réduisant l’impact environnemental des bâtiments au fil du temps.

 

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