Couverture (construction)

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Dans le domaine de la construction la couverture, le couvert, désigne l'agencement de matériaux recouvrant un bâtiment pour le protéger des intempéries (même les murs sont concernés (chaperon)).

Le but est de protéger contre les pluies, poussières, neige poudreuse... Elle doit aussi résister aux vents violents. Considérée comme la cinquième façade du bâtiment, elle apporte aussi son cachet et contribue activement à l'esthétique de l'habitation. Sa particularité réside dans son alliance à la pesanteur : pour que l'eau s'écoule il faut une pente minimum. La pente donnée est variable selon le système de construction, différent entre terrasse et toit. En général sur un toit la pente est donnée par une charpente en éléments bois ou métal ou bien par la construction de voûte ou de dôme qui par leur forme permettent l'écoulement ou encore dans la construction de dalle béton la pente est donnée par une chape.

Mais une couverture ne se choisit pas à la légère. Elle est fonction de multiples critères qu'il faudra prendre en compte pour faire son choix. Dans la majorité des cas, les collectivités territoriales Imposent des types de toiture, en fonction de l'aspect architectural de la région, de la proximité d'un bâtiment classé, de l'implantation dans un parc national ou régional, d'une zone de protection du patrimoine architectural urbain et paysager,...

Les paramètres de base

Les rampants de la toiture doivent avoir une pente qui assure un bon écoulement des eaux et évite les remontées sous l'effet du vent et des phénomènes de capillarité. Elle s'exprime en pourcentage, en degrés ou mètre par mètre, soit la hauteur de la verticale obtenue pour 1 mètre de projection horizontale. Le domaine d'application des couvertures va de 5% de pente à 89°. Sous ces valeurs, on parle d'étanchéité (peu ou pas d'écoulement par gravitation). La « couverture » verticale est du domaine du bardage. La pente dépend à la fois de la conception de la tuile, de l'ardoise, etc., et de la zone climatique et du site de la construction.

La zone climatique : chaque pays comprend différentes zones climatiques qui sont fonction de la situation géographique de la construction. Par exemple pour la France :

La zone I, est constituée par tout l'intérieur du pays, par la côte méditerranéenne, et pour les altitudes inférieures à 200 m.
La zone II, réunit la côte atlantique sur 20 km de profondeur et les altitudes comprises entre 200 et 500 m.
La zone III, inclut la côte atlantique, de la Manche et de la Mer du Nord sur une profondeur de 20 km et les altitudes supérieures à 500 m.

Trois situations :

l'emplacement de la maison par rapport à l'environnement se superpose à la zone climatique.

Un site protégé correspond à une construction dans le creux d'une cuvette entourée de collines sur tout le pourtour et ainsi protégée du vent.
Un site normal, c'est une plaine ou un plateau présentant des dénivellations peu importantes.
Un site est dit exposé lorsque les habitations sont sur le littoral jusqu'à une profondeur d'environ 5 km, sur le sommet des falaises, dans les estuaires ou baies encaissées et, à l'intérieur du pays, dans les vallées étroites et ventées, sur les montagnes isolées ou élevées.

Garantir l'étanchéité

Si de nombreuses charpentes s'assortissent souvent d'un réseau de liteaux sur lesquels sont posés les éléments de couverture, certaines zones géographiques (montagne, bord de mer) obligent d'avoir recours à des supports continus pour renforcer l'étanchéité à l'air et la résistance au vent.

Traditionnel, l'écran rigide est constitué soit par des voliges, planches de bois jointives ou emboîtées, soit par des panneaux de particules ou de contreplaqué. Dans certains cas spécifiques et régionaux, notamment pour la pose des tuiles canal, Il est parfois réalisé en maçonnerie. Outre la protection contre les pénétrations (eau, air, poussières, neige poudreuse), Il amortit les à-coups du vent et limite le soulèvement et déplacement des tuiles. Plus ou moins perméable à la vapeur d'eau, il permet l'évacuation de l'humidité intérieure et empêche celle-ci de se condenser dans l'isolant. Etanche, il assure l'évacuation des eaux de condensation ou d'infiltration vers la gouttière.
Les feutres bitumés, constitués d'une armature en non-tissé et de fibres synthétiques enduites de bitume, sont les plus utilisés car les plus anciens et aussi les moins chers. D'une étanchéité exceptionnelle, mais d'une microporosité relativement faible, Ils sont assez lourds et moins souples que les autres écrans.

Les tuiles en terre cuite

Article détaillé : Tuile.

Les premières tuiles sont apparues deux mille ans avant J.C. ! C'est dire que la technique, les formes et les couleurs ont, depuis, évolué dans toutes les directions. Les fabrications sont maintenant, quasiment toutes, industrielles, d'une qualité testée et surveillée, contrôlée et garantie. A vous de faire votre choix dans une offre surabondante où l'on retrouve quelques grandes familles : les romanes, les tuiles canal, les plates ou à recouvrement,... Un choix que vous ferez en fonction du style régional, des critères techniques (pente et résistance),... Les tuiles en terre cuite représentent en France comme dans de nombreux pays, le premier matériau de couverture dans l'habitat. Les éléments sont constitués d'argile cuite à haute température, à plus de 1 000° C. Les teintes obtenues dépendent de l'argile utilisée et du traitement de surface qui peut être appliqué au niveau de la finition.

Les tuiles canal: également dénommée «tiges de botte», sont héritières de l'imbrex romaine. Ces tuiles s'adaptent particulièrement aux toits à faible pente. Elles assurent la totalité de la couverture, car chaque tuile de dessus (de couvert) est posée à cheval sur deux tuiles de dessous (de couvrant). Le recouvrement assure l'étanchéité de l'ensemble qui repose sur des voliges. La pose de ces tuiles revient moins cher en employant des plaques supports de tuiles, en fibres ciment ou cellulo minérales. Ces plaques sont fixées directement sur la charpente à la place des voliges ou des panneaux bois. Seules les tuiles de couvert restent indispensables, la plaque étant souvent teintée en rose/brun, cela afin que le creux d'onde apparent ne se remarque pas.

Certains de ces systèmes existent dans une variante plus élaborée qui intègre une sous-face isolante et un plafond en plaque de plâtre. Le panneau/support de couverture intègre les trois fonctions : de plafond, d'isolation et de couverture.

Tuiles romanes

Les tuiles romanes et méridionales: donnent des aspects de toit analogues aux tuiles canal. Elles associent la partie bombée de la tuile canal et la partie concave correspondant à l'imbrex. En fait, la tuile romane n’est que la mécanisation avec emboîtement de la tuile canal, pour obtenir plus de légèreté et plus de facilité de pause.

Tuiles plates vernissées

Les tuiles plates: héritières de la tegula romaine, se sont développées plus tard en imitant les toitures de pierre et d'ardoises. Elles sont donc utilisées dans de nombreuses régions du Nord de la France et en moyenne montagne. Produits élégants et plutôt haut de gamme, elles conviennent aux toits à forte pente. A bout carré ou en écaille, à grand moule ou à petit moule, les tuiles plates comportent un ou deux ergots d'accrochage en sous-face, et parfois un ou deux trous pour le clouage. Elles sont mises en œuvre sur des liteaux plus ou moins rapprochés selon le cas. L'étanchéité est obtenue par simple chevauchement des éléments les uns sur les autres.

Les tuiles plates existent aussi avec système d’emboîtement pour les mêmes raisons que pour la tuile romane.

Tuile à emboîtement simple et double

Les tuiles à emboîtement: inventée et brevetée par le Français Xavier Gilardoni en 1841, improprement appelées «tuiles mécaniques», sont les plus rapides à mettre en œuvre. Elles permettent de réduire le nombre de tuiles au m2, tout en empêchant le glissement par un système d'emboîtement. Par simple, double ou triple emboîtement, les systèmes de cannelures et de nervures assurent l'étanchéité.

Leur faible recouvrement réduit considérablement le poids de la couverture (38 kg/m2 contre 65 kg/m2 pour la tuile plate). Il existe des modèles au dessin propre à leur fabrication, où elles imitent la tuile plate, l'ardoise, les tuiles canal,...

Les tuiles en béton

Tuile fibres-ciment

Si la terre cuite nous vient de l'Antiquité, il ne faut pas penser que les tuiles en «béton» sont d'une invention très récente : elles existent depuis le milieu du XIXème siècle (invention de l’Allemand Adolph Kroer). A base de ciment, de sables et de résines, elles résistent plus longtemps au gel. Elles sont plus lourdes que les tuiles terre cuite, mais ne se gorgent pas d'eau par temps de pluie. Les fabrications récentes de qualité sont revêtues d'une couche teintée très solide et pré-patinée, qui vieillit visuellement dans le temps comme le ferait de la terre cuite. Elles se déclinent en tuiles plates, romanes et à emboîtement, comme les terres cuites.

Les ardoises

Article détaillé : Ardoise (élément de couverture).

L'implantation géographique des toitures en ardoise est liée à la richesse historique du sous-sol : Anjou et Bretagne, Ardennes, certaines parties des Pyrénées, du Massif Central pour la France.

Les ardoises naturelles

Elles sont fabriquées à partir de schiste ardoisier, débité puis scié à la dimension voulue. Une ardoise est imperméable, non poreuse, ingélive et résistante aux agents atmosphériques les plus agressifs. À l'heure actuelle, hormis quelques productions locales, la majorité des ardoises naturelles proviennent de deux origines : le site de Trélazé, proche d'Angers (exploitation souterraine), mais surtout de la Galice, en Espagne, où de nombreuses carrières à ciel ouvert produisent des éléments de bonne qualité.

Les épaisseurs et les caractéristiques des ardoises naturelles sont normalisées. Renouvelés chaque année, les tests portent sur la masse volumique, l'absorption en eau et la résistance à la flexion d'une ardoise sèche ou humide.
Les formes des ardoises sont rectangulaires, arrondies, en ogive ou en losange. Les différentes épaisseurs correspondent aux classifications pour les modèles courants et les Monuments Historiques.
Les dimensions sont très variables, soit très anciennes et parfois retaillées pour des exigences locales, soit plus actuelles. Les ardoises de grande taille sont les plus économiques en main-d'œuvre, car plus rapides à poser en nécessitant moins de liteaux et de crochets.

Enfin ces produits peuvent être posés au crochet, c'est la méthode la plus répandue, ou au clou, c'est un mode de pose à l'esthétique plus pure, obligatoire pour les monuments historiques.

Les ardoises en fibres-ciment

Elles représentent une alternative économique à l'ardoise naturelle, particulièrement pour les grands formats qui sont les plus coûteux à extraire. Ces produits ont fait depuis longtemps la preuve de leur résistance, et les fabricants travaillent depuis plusieurs années afin de rapprocher au maximum leur esthétique de celle des ardoises naturelles, notamment par des bords épaufrés.

Panneaux pour couverture

Exception faite des panneaux ondulés qui servent de support aux tuiles canal, les bardeaux bitumeux, les plaques métalliques moulées, les panneaux ondulés en fibres-ciment ou cellulo-minéral sont surtout utilisés pour des bâtiments industriels et réservés, de préférence, aux dépendances (abris, garages,...).

Les panneaux bitumineux

Les bardeaux bitumeux, appelés aussi «shingles», sont constitués d'une armature de voile de verre ou de feutre cellulosique et d'un mélange de bitume et de granulats minéraux. Celui-ci assure une protection de surface et apporte une esthétique qui se rapproche de celle de l'ardoise (en gris) ou de la tuile plate (en rouge). Différentes formes sont disponibles : arrondies, rectangulaires, écailles. Ces produits se posent facilement sur des toitures à faible pente et sur des charpentes légères grâce à leur faible poids. Enfin, ils sont ingélifs, ce qui représente un atout certain en montagne. Le type de pose le plus courant consiste à clouer les éléments sur un support continu, constitué de panneaux de particules ou d'un voligeage jointif.

Les plaques moulées

Les formes les plus connues sont les tôles ondulées en acier galvanisé, en fibre de verre ou en matière synthétique bitumée. Très légères et peu coûteuses, ces plaques sont d’une application très aisée par simple vissage (tirefond) ou clouage sur chevron. D’autres plaques, plus récentes, reproduisent une ou plusieurs rangées de tuiles, avec des teintes qui se rapprochent, selon les régions, de la tuile ou de l'ardoise. Rapides à poser, ces plaques ont surtout l'avantage d'être très économiques. Ces plaques existent en acier électrozingué, galvanisé avec revêtement peinture et aussi matière synthétique, généralement dans des dimensions plus ou moins standards de 1 mètre de largeur sur 2 mètres de longueur. Ces différentes plaques moulées existent aussi en matières translucides selon les mêmes dimensions et peuvent être intercalées sur une couverture opaque sans aucun problème.

Les bacs acier

Appelées aussi couvertures autoportantes elles sont réservées à l'origine aux bâtiments industriels, ils trouvent quelques applications dans l'habitat, en particulier en montagne, grâce à leurs qualités d'économie, de résistance au gel et de fiabilité. Ces produits réalisés en tôles galvanisées, laquées ou nervurées, sont également disponibles dans une gamme importante de coloris. Ces couvertures sont particulièrement employées dans les pays soumis aux forts vents et cyclones tropicaux, comme les Caraïbes et de l’Océan Indien (La Réunion, île Maurice,…). Le nervurage important des ces éléments élimine le chevronnage et la fixation se fait par tirefond et rondelle d’étanchéité à la partie supérieure de la jointure de deux plaques. Le bac acier est vendu en longueur maxi de 8 mètres, adaptable à la demande, et en largeur de 0,6 à 1,1 mètre. Il est recommandé de ne pas dépasser plus de 2 mètres de portée entre l’empoutrage, surtout dans les régions fortement enneigées. Pour résoudre les problèmes de condensation dus aux différences de températures intérieures et extérieures, ainsi que les problèmes acoustiques, des bacs acier sont proposés avec une double peau d’isolation interne.

Couverture en altitude.

Les bâtiments de montagne nécessitent une double toiture. Elle peut être composée de plusieurs couches successives.

éléments

Dans l'ordre :

Chevrons
Isolant mince
Contre latte
Volige de 27 mm
Cabrons
Isolant goudronné
Contre latte traitée autoclave
Basting 4*10 traité autoclave
Bac-acier non feutré tirfonné dans bac-acier + "arrêts de neige"

Les toitures de style

Dans la grande vague des produits naturels et traditionnels, elles réapparaissent après de longues années d'oubli. Elles sont promues par des artisans ou de petits industriels qui pérennisent une signature locale.

Le chaume

Encore très présent il y a cinquante ans sur des bâtiments ruraux de plusieurs régions françaises, notamment en Normandie, en Camargue, le chaume avait quasiment disparu par manque de spécialistes. Ils sont à nouveau quelques dizaines à travers le territoire à pratiquer la pose de ce type de couverture prévue pour durer 30 à 50 ans, lorsqu'elle est mise en œuvre dans les règles de l'art. On utilise du roseau séché, serré en gerbes compactes pour ne pas laisser passer l'eau.

Les tavaillons en bois

Toitures dites en écailles de bois, bardeaux ou tavaillons,... constituées de mélèze, de châtaignier ou de red cedar, elles représentent également une technique très ancienne que l'on retrouve encore en Franche-Comté, dans les Vosges ou en Savoie. De petits éléments de bois sont mis en œuvre par clouage, un peu à la manière des ardoises. Là encore, quelques artisans perpétuent et relancent cette technique que l'on rencontre plutôt en zone de montagne, mais aussi en plaine. Le bois utilisé, quasiment imputrescible, se teinte avec le temps pour se fondre dans des teintes gris-argent.

Les lauzes

On les trouve principalement dans le massif Central, en Bourgogne, en Champagne et en Lorraine. Elles sont également de tradition dans les pays de montagne. D'un prix prohibitif, elles sont hélas souvent remplacées par des matériaux plus modernes. Mais on note malgré tout un retour, et le savoir-faire des couvreurs perdure. L'extraction de ces produits a malheureusement cessé dans de nombreuses régions. Un renouveau s'opère via des productions locales, des importations du Val d'Aoste en Italie pour les couvertures des Alpes, et enfin l'apparition depuis quelques années de produits industriels imitant la lauze. Tous ces produits, quelles que soient leur taille et leur origine, nécessitent des charpentes renforcées, et sont généralement mis en œuvre selon la technique de la double couverture.

Les métaux

Les toitures en métal ont le vent en poupe. Proposées par les architectes, elles couvrent bon nombre de maisons de standing résolument contemporaines. Les toitures en zinc ont une excellente tenue dans le temps (150 ans sans entretien !) et une patine du meilleur effet. Le cuivre devient noir et se patine ou s'oxyde en vert par la suite. Le zinc, quant à lui, prend une couleur cendrée platine très appréciée. Facile à mettre en forme, à plier et à souder, le zinc comme le cuivre s'adapte aux mises en œuvre les plus complexes. Les grands éléments traditionnels métalliques soudés entre eux traditionnels encore utilisés en pose sur charpente sont le zinc (toit à deux pentes...), le cuivre (clocher à bulbe...). Des éléments en plomb ont été utilisés. Des éléments en titane ont été posés et fixés sur des toits d'architecture moderne qu'ils recouvrent totalement. Certaines des couvertures historiques ont pu être dorées à l'or fin, essentiellement pour les bâtiments religieux.

Les toitures terrasses

Les toitures terrasses remplissent un double rôle d’étanchéité et d’isolation thermique. Constituée d’une structure de béton armé d’une plus ou moins grande portée, ces dalles sont rendues étanche par adjonction de plusieurs couches de produits bitumineux. Ces espaces, non couverts, peuvent être réservés pour parquer des véhicules. Qu’ils soient accessibles ou non, ce sont dans tous les cas des réalisations particulièrement délicates, en particulier si ce lieu doit devenir une zone d’agrément, un jardin par exemple, comme les toiture végétale.

Couverture transparente de verre

Verrière du Grand Palais (Paris)

Construites pour amener de la lumière, la chaleur du soleil, ces couvertures appelées plus communément verrières sont devenues très en vogue, dès le XVe siècle sous la Renaissance italienne puis en Europe, pour vitrer les arcades des Orangeries des grandes domaines royaux puis les serres d’agréments au XIXe siècle. C’est aussi à cette époque que ce genre de couverture vit le jour pour protéger les halls de gares ferroviaires, de grands hôtels, d'exposition et musées, des grands magasins, les passages en galerie marchande et quelques grands palais (Palais du Reichstag, Grand Palais (Paris), etc..) ; le tout sur une superbe architecture métallique, le tout classé Monument historique.

Le matériau employé au début était le verre à vitre simple, connu des Romains mais fut peu répandu dans l’architecture civile jusqu’au XVe siècle. L’évolution des techniques allant vers des vitres « sandwich » composées de deux feuilles de verre collées sur un film synthétique améliora la résistance mécanique, la sécurité et permit de plus grandes surfaces vitrées. L’emploi de verre avec trame centrale métallique (sheds des toits d’usine), de verre organique, de résine comme pour les plaques en polycarbonate très répandues pour la couverture de Véranda par leur légèreté, leur pouvoir d’isolation et leur résistance aux chocs. Les techniques modernes et l’emploi de verre synthétique permettent d’élaborer des vitres teintées, opaques, cintrées, sur mesure, etc.. L’aération des locaux peut être assurée par la mise en place de panneaux translucides sur les couvertures (Vasistas).

Sécurité et fixation

Hors des tuiles plates, ardoises, plaques et panneaux qui sont clouées, vissés ou collés sur le support, les autres types de couverture simplement posés sur liteau doivent être maintenus solidaires du support dans des cas bien précis :

Pour les toitures de plus de 70° et dans les régions à forts vents, comme en bordure de mer ou en montagne, les premières rangées de tuiles doivent être agrafées pour éviter leur chute éventuelle sur les lieux de passage. Pour cela il existe des crochets (inox, acier galvanisé ou peint à la couleur de la tuile), adaptés pour chaque type de tuile qui assurent un maintien efficace.

Le vocabulaire du couvreur

Aux termes techniques de pose employés par le couvreur s'ajoutent des appellations de tuile à sceller ou à emboîtement qui servent à la finition, à la décoration et à l'étanchéité des toitures. Voici le vocabulaire principal pour mieux comprendre le langage de l'architecte, du constructeur ou du couvreur.

Arêtier : tuile pour habiller la ligne saillante formée par l'intersection de deux pans de toiture.
Cabrons : sur-chevrons de bois de profil trapézoïdal qui permet la création d'ondes sous revêtement souple. (expl : rouleau de goudron)
Chanlatte : latte de bois biseautée, clouée sur les chevrons en rive d'égout de la toiture qui compense l'épaisseur de tuile qui manque au premier rang (le basculement). Elle peut être remplacée par un double liteau.
Chatière : tuile destinée à la ventilation de la couverture et des combles.
Coffine : (ou cofine) tuile cintrée dans le sens de la largeur.
Doublis : double rang de tuiles, posé sur la chanlatte, qui compose la rive d'égout de la toiture. Appelé aussi battellement.
Egout : bord inférieur d'un versant équipé souvent d'une gouttière.
Faîtière : tuile demi-ronde ou angulaire qui recouvre la panne (poutre) horizontale, dite «faîtière», placée à la jonction des deux versants d'une toiture.
Gambardière : tuile cintrée en creux dans le sens de la largeur.
Gauche : tuile incurvée en longueur sur son bord gauche, dite "gauche à gauche" ou droit, dite "gauche à droite".
Gironnée : tuile trapézoïdale pour la réalisation de tourelles, de tour ou de dôme.
Lanterne : chapeau de ventilation qui finit une prise d'air, un évent...
Liteau : baguette de bois clouée sur les chevrons qui reçoit les ergots de la tuile, communément appelé « latte à tuile ».
Noue : tuile qui recouvre l'arête rentrante entre deux pans de toiture.
Pendante : tuile cintrée dans le sens de la longueur.
Poinçon : élément de terre cuite décoratif qui couronne le point de rencontre d'un faîtage et des arêtiers, des arêtiers entre eux s'il n'y a pas de faîtage, ou le sommet d'un comble conique.
Pureau : partie visible de la tuile qui est entièrement mouillée par l'eau de pluie. Il correspond à l'espacement des liteaux.
Rive : limite latérale, inférieure ou supérieure d'un versant de toiture. "Gauche" ou "droite" désigne une tuile qui recouvre le bord gauche ou droit de la charpente.

Coût d’une couverture tuile

Une couverture moyenne en France mesure environ 140 mètres carrés. A titre indicatif, il faut compter entre 25 et 65 euros le mètre carré fourni posé (tuiles, ardoises, liteaux... prix 2004). Une fourchette bien large, mais qui prend en compte la diversité des chantiers et des matériaux. Non seulement une tuile ou une ardoise de base n'aura rien de comparable en coût avec une tuile plate artisanale ou une ardoise haut de gamme d'une ardoisière réputée... mais le coût final sera fonction de la complexité de la charpente, des accessoires, des éléments de décor, des cheminées, etc.

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