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Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation



  1. #1
    Paillafond

    Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation


    ------

    Bonjour aux membres de la communauté FS.

    J'envisage d'isoler la toiture d'une extension latérale. La pièce est mansardée a été réalisé il y a 33 ans avec des matériaux de récupération et en auto-construction. Les pannes sont surement un peu limite au niveau des sections, en cas de fortes chutes de neige.

    - poutres de récupération en sapin (??): section 8 x 28 cm, portée 4,60 m, espacées de 1,60m,
    - surface de charge = 7,36m2 par panne
    - chevrons de récupération 8 x 8 cm mais pas assez longs, chacun fait la 1/2 longueur du rampant : 3,5 kg/m2
    - voligeage avec des panneaux d'agglo de récupération de 22 mm : 13,2 kg/m2
    - Pente du toit à 35% = 23°.
    - Couverture en tuiles béton : 45kg/m2.
    La charge permanente est voisine de 63 kg/m2.

    Nous habitons en zone 2 à 500 m d'altitude. L 'épaisseur de neige maximale attendue est de 20 cm … mais une averse de neige particulièrement lourde en Novembre 1982 m'a fortement inquiété. A l'époque, je suis monté sur le toit pour dégager les 40 cm de neige accumulés pendant la nuit. Cela représente une charge additionnelle de 300 kg/m2.

    La panne a dû supporter une charge 63 + 300 = 363 kg/m2, ce qui fait une charge totale sur la longueur de panne de 363 x 7,36 = 2671 kg !!

    Avec une charge avoisinant les 2,7 tonnes, la section est insuffisante ! Et franchement, j'ai eu peur !

    Les abaques en ma possession me donne pour une section de 7 x 28 avec une portée de 5 m, une charge totale de 818 kg, et de 997 kg pour une portée de 4,50m.

    La première idée serait d'isoler par l'intérieur et faisant disparaître les poutres apparentes, mais cela réduira le volume habitable, et m'obligera à modifier des placards d'angle. Cela rajoutera une charge supplémentaire de 4,5 kg/m2 pour l'isolant et encore 12 kg/m2 pour le placo. La charge permanente passerait à 80 kg/m2

    MAIS, … cette extension a été réalisée il y a 33 ans, et les tuiles béton sont à changer car elles ont perdu leur granité.
    Donc quitte à travailler par l'extérieur, autant en profiter également pour isoler par l'extérieur, installer un pare-pluie, et pourquoi pas réaliser une structure auto-portante avec des poutres en I.

    Ces poutres en I, seraient parallèles au faitage pour s'appuyer sur les pignons (parpaings de 20 cm). En les espaçant de 60 cm, cela fait la moitié de la largeur des panneaux de laine de verre.
    - surface de charge d'une poutre en I : 0,60 x 4,60 = 2,76 m2
    - l'appui se fait sur 20 cm de parpaings
    - débord en porte-à-faux de 50 cm

    Ces poutres (auto-construites) feraient 30 cm de haut = la hauteur de l'isolant, et devraient supporter :
    - leur propre poids : inconnu mais vraisemblablement autour de 10 kg/ml, qui, espacées de 60 cm, fait un poids de 17 kg/m2
    - l'isolant de 30 cm d'épaisseur (R de 7,5) : 4,5 kg/m2
    - chevrons : 3,5 kg/m2
    - volige : 10 kg/m2
    - 2 couches de liteaux : 6 kg/m2
    - tuiles béton : 45 kg/m2

    - charges permanentes sur les poutre en I : 86 kg/m2.
    - charges permanentes d'une poutre en I sur sa longeur : 86 x 2,76 = 237 kg

    J'ai téléchargé le logiciel de Finnforest pour me rendre compte … que je ne sais pas l'utiliser.

    Cependant, en cherchant, je vois que des poutres en I de 30 cm de haut, avec une charge de 90 kg/m2, avec des membrures de 36 x 53 (réalisables dans des 1/2 chevrons 40 x 60) tous les indicateurs sont en verts pour un plancher horizontal (pas vraiment compris comment remplir pour les pannes).

    Bon, mais comme je l'ai dit, je ne sais pas utiliser le logiciel, et je ne dois pas en tenir compte de ces résultats avant d'avoir reçu confirmation d'une personne compétente sur ce forum

    Cela fait beaucoup de calculs, désolé pour ce pensum !
    Vous semblent-ils logiques, cohérents ? Ou bien … vous avez une toute autre idée sur le sujet ?
    Merci pour votre aide.

    _

    -----
    PaillàDonF

  2. Publicité
  3. #2
    Paillafond

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonjour

    je vais me répondre à moi-même.

    Le problème peut se résoudre à :
    des poutres en I de 30 cm de hauteur, espacées de 60 cm, peuvent-elles supporter une charge permanente de 86 kg/m2.

    J'ai trouvé ma réponse ici : avec un espacement de 625 mm, pour une charge d'exploitation de 150 kg/m2 et une charge permanente de 90 kg/m2, la longueur maximale admise est de 4,48 m.

    Comme mes poutres en I seront en appui sur le chevronnage existant en dessous, je n'ai donc aucun souci de charge et de portée.

    Reste le côté esthétique de la sur-épaisseur de 35 cm à résoudre :
    - au niveau des égouts de toiture, je peux allonger le dessous de toit pour diminuer l'épaisseur apparente.
    - au niveau des pignons, je n'ai pas trouvé vraiment. Faire un débord de toit au dessus, avec deux bandeaux en retrait l'un au dessus de l'autre (un peu comme certains chalets en montagne).

    Auriez vous meilleure une idée ??
    PaillàDonF

  4. #3
    AMATY

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonjour Paillafond,

    A l'époque, je suis monté sur le toit pour dégager les 40 cm de neige accumulés pendant la nuit. Cela représente une charge additionnelle de 300 kg/m2.
    N'y aurait-il pas un problème d'exposant? > 300 kg/m[SUP]3[/SUP au lieu de 300 kg/m²????
    Donc, 300 kg/m[SUP]3[/SUP ou ~ 100 kg/m² = Neige considérée comme humide...
    Ensuite, la neige mouillé "la soupe" oscille autour de 500 kg/m3 Cette neige apparaît en période de fonte ou en présence de pluie..
    Je prends souvent une neige standard à 50 kg/m² soit une densité de 0,05...On peut se mettre une marge en prenant effectivement une neige à 100 kg/m²...

    poutres de récupération en sapin (??): section 8 x 28 cm, portée 4,60 m, espacées de 1,60 m,
    Peut-on avoir l'entre-axe des pannes projeté au sol et le nombre de pannes par pan de toiture [sablière(1?), intermédaire(S) et faîtière(1?)]
    A+
    PS : Je viens de voir ton message post#2...
    ....

  5. #4
    Paillafond

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonjour AMATY

    Nous avons déjà eu l'occasion d'échanger. C'est sympa de te pencher sur mon problème … avec cette acuité qui te permet de lever à la première lecture une bourde !
    Bravo et +1 pour toi, et -1 pour moi.

    Ben oui … j'ai pris 500 kg/m3 pour une neige particulièrement collante, et j'ai loupé le 2 avec mes gros doigts (vraisemblablement trop proche du 3, le traitre !). Et je ne me suis aperçu de rien : 500 kg x 0,40 = 200 kg par m2.

    Cette averse de neige a été particulièrement dantesque : les pylônes de moyenne tension pliés au sol, 8 jours sans électricité … et notre ministre de l'environnement, venu voir les dégâts, a failli avoir un accident d'hélicoptère, c'était Haroun Tazieff.
    Ce jour là, j'ai eu très peur pour ma toiture ne connaissant pas vraiment la résistance de mes pannes de récupération !

    Revenons à ma toiture :
    - l'espace horizontal entre les pannes est de 1,50 m
    - par pan de toiture, il y a 2 pannes intermédiaires
    - les pannes ont été posées à la verticale. Leur portée est de 4,60 m avec appui sur parpaings de 20 cm.
    - je n'ai pas de sablière, mais un "mognon" de panne qui donne l'illusion d'une sablière, scellé dans l'alignement du mur. Les chevrons sont noyés dans du mortier au dessus du chaînage et dépassent de 50 cm pour faire un débord de toit
    - la faîtière est unique.

    Cette extension rectangulaire sur sous-sol, fait 8,80 m x 5,00 m extérieurs, et a été bâtie en parpaings de 20 cm. Elle a 2 pans symétriques.

    L'isolation est celle de l'époque = 7 cm entre les chevrons seulement. (A ce propos, la construction ne date pas de 32 ans, mais de 40 ! = deuxième erreur pour moi)
    Pour l'instant cette pièce unique est un peu mise à l'écart, et son absence d'isolation n'est pas trop gênante. Elle est faiblement chauffée, et les jours de fête, j'allume en plus la cheminée.

    Mais définitivement, je dois isoler !!
    Si je veux atteindre un R de 7, je dois envisager une épaisseur minimale de 30 cm d'isolant.

    Si cette isolation est faite par l'intérieur, elle ne change pas la résistance de mes pannes, ajoute une charge supplémentaire, réduit le volume intérieur …
    et je devrai de toute façon intervenir par l'extérieur pour changer mes tuiles, et installer un pare-pluie. Alors autant passer par l'extérieur pour tout faire !

    J'insiste sur ce pare-pluie que je veux absolument installer, car une année, les couloirs d'une vélux se sont chargés de feuilles, et j'ai eu un écoulement d'eau, et de plus, les vents violents arrivent souvent à soulever les tuiles malgré la présence de volige.
    PaillàDonF

  6. #5
    AMATY

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonsoir Pailafond,

    avec cette acuité qui te permet de lever à la première lecture une bourde !
    D'autres diront "l'oeil du maître", un certain Phèdre et son corelateur Jean de la Fontaine > http://www.la-fontaine-ch-thierry.net/oeilmaitre.htm
    Cela date pour moi, je devais être en seconde...
    Trève de vantardise, c'était mon prof de maths, qui disait retrouver une erreur est mieux que de résoudre le problème... C'est un peu réducteur, quand on se relit, ça marche bien... Mais des fois, j'ai pas le courage > J'préfère relire les autres, c'est plus facile....
    et j'ai loupé le 2 avec mes gros doigts
    Ah!!! Toi aussi...

    Ce jour là, j'ai eu très peur pour ma toiture ne connaissant pas vraiment la résistance de mes pannes de récupération !
    Récup ou pas, dans le temps c'était commun de mettre une poutre de récup et souvent un peu torturée > J'en ai vue de bien chouettes...
    Panne intermédiaire 4,60 m x 1,50 m = 6,9 m² x 263 kg/m² = ~ 1800 kg > Flèche admissible L/300 = 15,3 mm pour une flèche de 15,5 mm > Ben que demande le peuple???
    Tu avais encore de la marche vers un cintre possible de 40 mm...

    Si cette isolation est faite par l'intérieur, elle ne change pas la résistance de mes pannes, ajoute une charge supplémentaire, réduit le volume intérieur …
    Tu peux faire un petit schéma > format A4 carreau 5 x 5, ça aide pour le dessin au stylo noir et Photo...
    Attention au pare-pluie et/ou film pare-vapeur...
    Bonne Nuit...
    ....

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Paillafond

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonsoir Amaty

    J'ai beaucoup de plaisir à m'instruire à tes côtés. Déjà merci pour la fable de La Fontaine, que je ne connaissais pas.
    Mais, avant de passer aux photos, j'aimerais bien comprendre comment tu peux annoncer que j'ai de la marge avec une flèche de 15,5 mm et que le cintre maximum serait de 40 mm ???

    j'ai fait des photos pour que tu puisses avoir une idée de l'extension. C'est la partie au dessus du garage. Derrière c'est la maison principale.
    J'ai fait également deux photos de l'intérieur. Le point le plus bas est à 1,65 m et le plus haut à 3,60 m.

    Si je fais une isolation par l'intérieur, elle se ferait dans l'épaisseur des pannes, et le placo vissés sur des liteaux, eux-mêmes vissés sur la partie basse des pannes. On voit bien dans ce cas, qu'il me faudra démonter les placards. C'est la solution apparemment la plus simple.

    La solution par l'extérieur se ferait en enlevant les tuiles et liteaux pour arriver à la "volige en agglo" et y dérouler un pare-vapeur. Puis installation des poutres en I. Remplissage d'un isolant. Chevrons (*) Fermeture avec de la volige. Installation du pare-pluie HPV. Réalisation d'un double litelage et installation de tuiles neuves.

    (*) compte tenu du nombre de poutre en I, ainsi que du faible espace qui les sépare (60 cm), je me demande s'il ne serait pas possible de zapper les chevrons en les remplaçant par de la planche de 27 mm. Clouées dans le sens de la pente en lieu et place des chevrons, elles feraient directement fonction de voligeage ?? Cela me ferait gagner 8 cm d'épaisseur.

    Reste le souci de la sur-épaisseur à gérer qui viendra coiffer le toit actuel ?

    20200325_171613.jpg20200325_171537.jpg20200325_171710.jpg

    PS : Je suis parvenu à insérer les photos, mais comment fait-on pour qu'elles soient à l'endroit (car sur mon ordi, elles le sont) ?
    PaillàDonF

  9. Publicité
  10. #7
    AMATY

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Je viens de relire ton texte et mon texte...
    Ben oui … j'ai pris 500 kg/m3 pour une neige particulièrement collante, et j'ai loupé le 2 avec mes gros doigts (vraisemblablement trop proche du 3, le traitre !). Et je ne me suis aperçu de rien : 500 kg x 0,40 = 200 kg par m2.
    Oui, mais, la neige mouillé "la soupe" oscille autour de 500 kg/m3 Cette neige apparaît en période de fonte ou en présence de pluie..ET NE RESTE PAS SUFFISAMMENT LONGTEMPS POUR ENFONCER UNE COUVERTURE***, il faut donc prendre 300 kg/m[SUP]3[/SUP ou ~ 100 kg/m² = Neige considérée comme humide, voire très humide...
    300 kg/m[SUP]3[/SUP x 0,4 m = 120 kg/m² > C'est déjà pas mal.
    Tu parles l'oeil du maître... J'me bidonne...
    *** Je voulais marquer que cette valeur n'était pas à retenir du fait de son temps de présence limité...

    Panne intermédiaire 4,60 m x 1,50 m = 6,9 m² x 183 kg/m² = ~ 1300 kg > Flèche admissible L/300 = 15,3 mm pour une flèche de 11,5 mm... Donc, c'est hyper OK...
    Donc, j'ai corrigé nos erreurs...
    A+
    Dernière modification par AMATY ; 25/03/2020 à 20h18.
    ....

  11. #8
    Paillafond

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonsoir Amaty

    c'était bien une neige très très lourde, exceptionnelle, qui faisait suite à de la pluie. Hyper collante, elle a chargé les fils électriques qui ont cassé et fait plier les pylônes de toute la région. Les professionnels ont évoqué un épisode cévenol … ?

    Tout cela pour dire qu'à l'époque, j'ai eu très peur pour mon agrandissement.

    Aujourd'hui, tu corriges tes données de flèche. Je ne comprends pas tout, faute de savoir comment ils sont établis et à quoi ils correspondent ? D'où viennent ces rapports L/300 et L/400 et que représentent-ils ???

    Cela signifie-t-il que mes pannes sont suffisamment résistantes même en cas de surcharge neigeuse ?
    PaillàDonF

  12. #9
    Mosfet_05

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonjour,
    D'où viennent ces rapports L/300 et L/400 et que représentent-ils ???
    Ces rapports représentent la flèche. Pour 4,6m de portée la flèche ne doit pas dépasser L/300 soit 4,6/300 soit 0,0153m.
    Je laisse le maître répondre à tes autres questions
    A+
    Dernière modification par Mosfet_05 ; 28/03/2020 à 20h50.

  13. #10
    Paillafond

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Bonsoir Mosfet-05

    je suis allé voir sur Wikipédia à quoi correspondent ces rapports. Jai trouvé pleine de choses intéressantes … pour des ingénieurs (ce que je ne suis pas).
    J'ai trouvé les états ultimes (ELU) et les états de services (ELS), des calculs intéressants mais qui me dépassent ...

    Par contre j'en ai déduit qu'Amaty dispose d'un logiciel de calculs ! Et bravo à lui pour le partage. J'avais toujours été étonné qu'Amaty relie la charge avec la flèche admissible

    De mon côté, je n'ai à ma disposition que des abaques approchantes, et … c'est nettement moins pratique ! Et là, je relie la charge avec la portée maximale.

    J'ai fais un schéma de mon projet noté (A) pour l'isolation par l'extérieur avec une structure autoportante (ou à peu près) et une version (B) par l'intérieur.
    A regarder le schéma (que je n'ai pu faire que sur un carnet), l'option (A) fait peur ! Cela va être dur faire accepter cette version à ma femme …

    COUPE TOITURE.jpg

    Edit : pffft … encore de travers ! Désolé, j'y suis pour rien !!!
    PaillàDonF

  14. #11
    Mosfet_05

    Re : Toiture isolante auto-portante, conception/réalisation

    Re,
    ELS : effort maximum que ta toiture peut supporter avant sa détérioration (des pannes, ...)
    ELU : effort maximum que la toiture peut supporter avant son effondrement.
    Après, je ne sais pas ce qu'utilise Amaty (le maître garde ses secrets ).
    A+

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