FR2963370A3 - Dispositif de support d'une surtoiture et procede de realisation d'un support de surtoiture - Google Patents

Abstract

Dispositif de support d'une surtoiture, apte à être mis en place sur un élément porteur de toiture, comprenant un élément de liaison constitué par un premier profilé linéaire (1) comportant un plat (4), propre à être posé, d'un côté, et fixée au-dessus de l'élément porteur, et au moins un jambage (3) en saillie de l'autre côté de la base, en particulier perpendiculaire au plat, ledit jambage est supprimé à au moins une extrémité du profilé, sur une certaine distance, pour ne laisser qu'une zone d'about (W) plane de la base, laquelle zone d'about (W) lors du montage est propre à être recouverte par un plastron d'étanchéité soudé ou collé à plain.

Description

DISPOSITIF DE SUPPORT D'UNE SURTOITURE ET PROCEDE DE REALISATION D'UN SUPPORT DE SURTOITURE.

L'invention a pour objet un élément de liaison, intégré au système d'étanchéité par feuilles d'une toiture, permettant de solidariser à ladite toiture une structure dont la charge est reprise, de manière non ponctuelle, par ledit élément de liaison, élément de géométrie telle que la continuité de l'étanchéité puisse être obtenue de manière simple et fiable. L'invention concerne également les modalités de mise en oeuvre de tels éléments.

Dans de très nombreux cas de toitures, il est nécessaire de fixer au-dessus du plan de la toiture (à une distance de quelques cm à quelques dizaines de cm) des éléments constructifs ou décoratifs ou autres. Les charges ainsi rapportées sont solidarisées avec l'élément porteur (bac acier, dalle béton, panneaux de bois) au travers de l'étanchéité par des potelets, des émergences, des piètements de diverses natures. Le "au travers de l'étanchéité" fait apparaître le risque que l'étanchéité soit perforée, la rendant ainsi impropre à son usage premier et primordial. Un second élément doit être pris en considération qui touche très précisément aux charges transmises par les piètements supports.

Ainsi, lorsque la surtoiture, en plus de son poids propre (quelques dizaines de kg au m2) reçoit des charges de neige importantes (jusqu'à 200 kg par m2 selon la région climatique), des masses importantes sont appelées à redescendre sur l'élément porteur, non plus de manière uniformément répartie comme il eut été le cas en l'absence de surtoiture, mais via exclusivement les points singuliers de supportage de la surtoiture. Les charges deviennent alors ponctuellement très importantes et peuvent entraîner des défaillances locales de l'élément porteur, acier ou bois. L'objet de cette invention est donc de circonvenir aux risques de perte d'étanchéité et aux risques de surcharges locales.

Pour circonvenir au risque de perte d'étanchéité, un certain nombre de dispositifs sont connus que, pour la clarté de l'exposé, nous rangerons en deux catégories: 1. Les piètements peuvent être implantés sur l'élément porteur avant que le système isolation/étanchéité soit mis en place. Il convient alors que les travaux d'étanchéité se fassent en contournant les potelets, piètements, massifs puis en exécutant des relevés d'étanchéité qui raccordent l'étanchéité de la partie courante aux embases des potelets / piètements.

Cette technique est bien maîtrisée mais présente un certains nombre d'inconvénients. a. Il faut avoir une connaissance précise des structures à rapporter au-dessus du plan de la toiture étanche dès la phase de conception des ouvrages, de manière à pouvoir préparer un calepinage préalable des piètements. b. L'exécution des relevés d'étanchéité est une tâche laborieuse et pourtant essentielle au bon fonctionnement du système dans son ensemble car il est notoire que les défaillances d'étanchéité proviennent dans leur très grande majorité de ces ouvrages de détail. La multiplication des embases / piètements devient alors une source essentielle de défaillances du fonctionnement du système. 2. Les piètements peuvent s'implanter en même temps que la couche 15 d'étanchéité (c'est à dire au-dessus de la couche de matériau isolant thermiquement) sous réserve: a. qu'ils soient positionnés dans le recouvrement de la couche d'étanchéité. Cette restriction stricte entraîne qu'il peut être extrêmement difficile d'obtenir un alignement parfait des potelets / piètements, car il est notoirement connu que les feuilles souples d'étanchéité présentent au déroulage des défauts de rectitude (dit aussi effet banane) selon lesquels, sur des grandes distances, il est extrêmement difficile de tenir l'alignement. b. que leur embase ait une forme particulière qui fasse que les fixations solidarisant l'embase à l'élément porteur, soient suffisamment protégées par le recouvrement de l'étanchéité. Un dispositif de ce type est décrit dans le brevet FR 2 713 687 B1 du 15 décembre 1993. c. que des travaux de découpe de la feuille d'étanchéité soient réalisés au droit des embases pour permettre que celles-ci soient insérées dans le recouvrement sans surplus de matière. Sachant que ces découpes sont laissées aux bons soins de l'ouvrier, il arrive qu'elles ne soient pas réalisées strictement selon les modalités préconisées, le risque devenant d'autant plus élevé que le nombre de piètements à mettre en place est élevé. 20 25 30 35 L'objectif de la présente invention est de résoudre les problèmes liés à la réalisation de l'étanchéité tout en permettant que les efforts soient répartis de manière optimale sur l'élément porteur, indépendamment de la configuration de la charpente.

Selon l'invention, un dispositif de support d'une surtoiture, apte à être mis en place sur un élément porteur de toiture, est caractérisé en ce qu'il comprend un élément de liaison constitué par un premier profilé linéaire comportant un plat, propre à être posé, d'un côté et fixé au-dessus de l'élément porteur, et au moins un jambage en saillie de l'autre côté du plat, en particulier perpendiculaire au plat, et en ce que ledit jambage est supprimé à au moins une extrémité du profilé, sur une certaine distance, pour ne laisser qu'une zone d'about plane du plat, laquelle zone d'about lors du montage est propre à être recouverte par un plastron d'étanchéité soudé ou collé à plain.

De préférence, ledit jambage est supprimé à chaque extrémité du profilé, sur une certaine distance, pour ne laisser qu'une zone d'about plane du plat, laquelle zone d'about lors du montage se trouve adjacente à une zone d'about d'un autre premier profilé linéaire aligné, ces zones d'about étant propres à être recouvertes par des plastrons d'étanchéité soudés ou collés à plain. Avantageusement, le dispositif de support comprend un second profilé linéaire propre à venir coiffer et serrer le jambage du premier profilé. Généralement, la longueur du premier profilé linéaire est supérieure à 2 mètres. Le premier et le second profilés linéaires peuvent se présenter sous forme de rails. De préférence le premier et le second profilés linéaires sont réalisés en une matière présentant un coefficient de dilatation thermique inférieur à 12.10-6 mm x °C. Les profilés linéaires peuvent avoir été obtenus selon un procédé de pultrusion au moyen de filières qui génèrent des lignes de guidage.

L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un support de surtoiture mettant en oeuvre un dispositif de support tel que défini précédemment, selon lequel on réalise une structure de couches sous-jacentes sur l'élément porteur de la toiture en posant successivement plusieurs couches pouvant comprendre un pare-vapeur, un ou plusieurs lits d'isolant thermique selon la performance thermique recherchée, une première feuille d'étanchéité,le procédé étant caractérisé en ce que : - sur la structure de couches sous-jacentes, on aligne des premiers profilés linéaires, de telle manière à satisfaire à la fois aux besoins de la mécanique et / ou aux souhaits esthétiques, la longueur totale de l'alignement correspond à l'une des longueurs du champ sur lequel reposera la surtoiture, - les premiers profilés linéaires sont fixés sur l'élément porteur par vissage, ou moyen équivalent, au travers de leur plat et des couches sous-jacentes, pour solidariser le plat avec l'élément porteur, - et on réalise l'étanchéité en recouvrant les plats des premiers profilés par les bords de feuilles d'étanchéité, avec soudure ou collage sur les bases, et en mettant en place des plastrons d'étanchéité, soudés ou collés à plain, sur les zones d'about adjacentes des profilés, au droit des zones débarrassées des jambages. Avantageusement, le premier profilé linéaire est mis en oeuvre en même temps qu'une feuille d'étanchéité, sans imposer ni d'opérations de découpe dans cette feuille, ni de relevage de cette feuille contre la partie émergente du jambage pour établir l'étanchéité. Selon l'invention, un ensemble de deux éléments devant constituer un maillage émergent de la surface d'une toiture étanche est mis en place, l'une des génératrices de ce maillage étant une ligne globalement continue, interrompue en certains endroits pour permettre l'éventuel ruissellement de l'eau de pluie. Le maillage est caractérisé en ce que le premier élément est mis en oeuvre en même temps que la feuille d'étanchéité, sans imposer ni d'opérations de découpe dans cette feuille, ni de relevage de cette feuille contre la partie émergente pour restaurer l'étanchéité. Sous cet aspect ce premier élément (le grand rail) est lui-même un élément d'étanchéité. Ce grand rail est caractérisé par une géométrie qui autorise très facilement un recouvrement suffisant et en tout endroit de sa base de liaison avec la structure porteuse, par la membrane d'étanchéité souple.

La matérialité de ce grand rail permet un liaisonnement pérenne et fiable, par soudure ou par collage, avec la feuille d'étanchéité sans qu'il soit nécessaire de le préparer au moyen d'un primaire. La mise en place de ces rails de raccordement (à une structure ultérieure) en deux étapes, autorise que les opérations de liaisonnement des éléments d'étanchéité puissent se faire de manière quasi traditionnelle, dans le plan de toiture exclusivement, sans avoir à subir la gêne d'un élément horizontal nécessaire à de futurs positionnements et fixations d'éléments de surcouverture. La géométrie des ces rails permet également une mise en place simple tout en garantissant que des alignements optima soient obtenus.

Les éléments de support linéaires évitent que les surcharges portées ne redescendent de manière ponctuelle et localisées sur l'élément porteur en en entraînant la ruine. Les éléments de support sont parfaitement liés à l'élément porteur (selon une densité de fixation adaptable), autorisant un emploi en forte pente, y compris lorsque des surcharges importantes sont rapportées sur ces éléments-rails. Il n'y a notamment pas de risque de déversement dans une géométrie qui verrait les rails perpendiculaires à la pente, pour autant que la matérialité de l'élément porteur le permette. Les deux rails sont également caractérisés par des coefficients de dilatation thermique extrêmement faibles permettant que soient constitués de grands alignements de ces éléments sans risque de flambage du fait du serrage aux extrémités lors des périodes de forte insolation. Ils sont également caractérisés par une totale insensibilité à la corrosion, une très forte résistivité ohmique et, bien évidemment, une totale résistance à l'eau (ni reprise, ni gonflement). Leurs excellentes performances électriques en font des éléments particulièrement adaptés au supportage de panneaux photovoltaïques, ces éléments n'étant pas les seuls que la structure peut accueillir. Grands et petits rails sont obtenus selon un procédé de pultrusion au moyen de filières qui génèrent des lignes de guidage, facilitant soit le positionnement respectif des éléments l'un par rapport à l'autre, soit le positionnement des vis de blocage finalement mises en oeuvre. La géométrie des deux rails est également telle qu'un serrage naturel de leur imbrication facilite le nivellement exact du plan sommital s'appuyant sur les plats des petits rails. Une plage de correction d'écarts à la planéité des sommitaux du grand rail est possible via une hauteur suffisante des éléments coulissants imbriqués.

Les matériaux constitutifs des grands et petits rails se travaillent avec une extrême facilité, moyennant la mise en oeuvre d'outils portatifs typiquement utilisés pour la menuiserie. Ceci prend tout son sens lorsqu'on rappelle que nous sommes ici dans le cadre de travaux de toiture, sur des bâtiments neufs, avec peu de puissance électrique à disposition. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés mais qui n'a aucun caractère limitatif. Sur ces dessins : Fig. 1 est un détail de la jointure entre deux premiers éléments selon l'invention, Fig. 2 est une vue en coupe d'un premier élément selon l'invention, Fig. 3 est une vue en perspective de la pose de premiers éléments selon l'invention, Fig. 4 est une vue similaire à Fig. 1, une fois l'étanchéité mise en place, Fig. 5 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, Fig. 6 est une vue en coupe d'un second élément selon l'invention, et Fig. 7 est une vue en perspective de l'élément de Fig. 6.

Un dispositif selon l'invention met en oeuvre un ensemble d'éléments linéaires dont la pose intervient à des moments particuliers et différents, lors de la mise en oeuvre de l'étanchéité. Ces profilés linéaires peuvent, par ailleurs et de manière préférentielle, être réalisés dans un matériau dont la compatibilité chimique et la texture de surface rendent idéale la qualité de l'assemblage avec le matériau de la feuille d'étanchéité (performance initiale et après vieillissement) tout en évitant une préparation fastidieuse sur chantier, avant assemblage. Enfin, la matérialité de ces rails n'est pas à l'origine d'une charge calorifique complémentaire excessive qui viendrait modifier le comportement au feu du système de couverture (mesuré selon les normes dites de résistance au feu extérieur, notamment la procédure d'essai européenne prCEN/TS 1187). L'élément de liaison linéaire dont il est question est typiquement constitué de deux rails en T. Le premier 1 (Fig. 1 à 5), selon une première description sommaire, est utilisé, tête en bas et sera appelé grand rail. Le second 2 (Fig. 6 et 7), tel un T à double jambage, de taille plus limitée, vient se clipser sur l'élément vertical pointant vers le haut, du grand rail et sera appelé petit rail.

L'invention consiste en un ensemble des deux rails livrés séparément sur le chantier: Le premier 1 -le grand rail - est un élément de longueur typiquement infinie. Néanmoins pour des raisons de portabilité sa longueur totale est préférentiellement d'environ 2,5 mètres. Aux deux extrémités, notamment sur 12 cm, on a fraisé la jambe 3 du T pour ne conserver que le plat 4 et ainsi former une zone d'about W plane, débarrassée de la jambe. . Le plat du T est de largeur préférentielle 25 cm. La jambe 3 du T qui pointe à la verticale, est de hauteur comprise entre 3 et 20 cm, préférentiellement de 5 à 9 cm. En ce qui concerne la mise en oeuvre de ce grand rail, il est procédé selon les séquences suivantes. Sur l'élément porteur de la toiture (bac acier, dalle béton, platelage bois) on pose successivement: - un pare-vapeur si nécessaire - un ou plusieurs lits d'isolant thermique selon la performance thermique recherchée une première feuille d'étanchéité 5 (Fig. 5), posée librement, joints soudés. Selon l'organisation du chantier, cette première feuille pourra être ponctuellement fixée mécaniquement, ou collée, ou soudée, notamment si les phases suivantes tardent à intervenir. Selon les cas, il est également possible de se passer de cette première couche de feuille d'étanchéité.

Puis on aligne (Fig.3) les éléments finis 1 de grands rails, de telle manière à satisfaire à la fois aux besoins de la mécanique (rail perpendiculaire aux ondes du bac acier si c'est lui l'élément porteur) et / ou aux souhaits esthétiques (sur support béton, c'est la disposition recherchée pour la surcouverture qui sera déterminante). Les extrémités des éléments finis 1 sont amenées à environ 5 mm l'un de l'autre (Fig. 1). La longueur totale de l'alignement correspond à l'une des longueurs du champ sur lequel reposera la surtoiture. Les rails sont fixés dans l'élément porteur par vissage au travers des couches sous-jacentes, soit au moyen de vis auto taraudeuses et solides au pas, classiquement utilisées pour ces travaux d'étanchéité, soit au moyen de vis à rupture de pont thermique. Ces rangées de vis solidarisent le plat 4 du T de part et d'autre de son jambage vertical 3 avec l'élément porteur. Ces vis perforent le plat du T à environ 5 cm (au maximum) des deux bords, de manière, comme on le verra, à permettre une reconstitution suffisante de l'étanchéité.

Une deuxième ligne de rails, parallèle à la précédente est réalisée à 1030 mm (distance entre jambages en vis-à-vis) ou à 1950 mm. Le choix de ces entraxes est piloté par le niveau de chargement de la surcouverture et la capacité de l'élément porteur à le reprendre. Les dimensions sont ici données pour des feuilles d'étanchéité de largeur typiquement 1000 mm et sont différentes dès lors que ces largeurs dévient.

N autres lignes de rails sont mises en oeuvre jusqu'à ce que le champ prévu pour la surcouverture est totalement équipé.

Des plastrons d'étanchéité 6 (Fig. 4 et 5) sont alors mis en oeuvre sur les zones d'about de grand rail, au droit des plats débarrassés des jambages. Ces plastrons, de largeur égale à l'ouverture de la fenêtre entre jambages verticaux, sont soudés (ou collés) à plain, selon les règles de l'art, de manière à complètement recouvrir les plats libres. Cette opération ne requiert pas la réalisation de relevés, ce en quoi elle apporte simplicité et fiabilité.

La dernière feuille d'étanchéité 7 (Fig. 5) est enfin soudée (ou collée) entre les jambages du grand rail, les deux bords latéraux de cette feuille reposant sur les plats des rails, de manière à recouvrir les têtes des fixations mécaniques. Le plat des rails devient ici l'équivalent d'un élément d'étanchéité et la feuille souple y est liaisonnée, par soudure ou par collage, comme ce serait le cas pour une feuille adjacente. Fig. 5 montre un entraxe de grand rail étanché, le second devant encore l'être. Dans l'hypothèse où l'écartement entre rails est de 1030 mm, une feuille d'étanchéité sans bande de recouvrement est mise en oeuvre. Dans l'autre hypothèse (1950 mm) une première feuille avec bande de soudure est positionnée le long d'un des jambages émergents, puis une seconde feuille sans bande de soudure couvre à la fois le jambage en vis-à-vis et la bande de soudure de la première feuille.

Ces opérations toutes réalisées, ont permis que soit constituée simplement, en ne nécessitant aucun relevé sur les éléments émergents, une couverture étanche, présentant un élément de structure vertical sur lequel viendra s'accrocher la surcouverture.

La toiture étanche ainsi réalisée peut présenter une pente allant du plat au vertical, les éléments étant tous solidement ancrés dans l'élément porteur, pour autant que la structure le permette par ailleurs.

Quelles que soient la pente et la disposition des émergents par rapport à la pente, il n'y a pas de barrière à l'écoulement de l'eau puisqu'au pire des cas, des fenêtres (formées par les zones d'about W adjacentes) sont aménagées dans les lignes des émergents 3.

Le deuxième élément de l'invention est le petit rail 2 déjà mentionné.

Il est réalisé dans le même matériau que le grand rail et se caractérise en ce que son double jambage 2a, 2b (Fig. 6 -7) enserre l'émergent du grand rail. Les dimensions respectives des deux éléments à venir au contact, sont telles qu'un effort de friction doit être surmonté pour obtenir un éventuel coulissement.

Cette disposition d'auto-blocage permet un positionnement facile du petit rail en vue des alignements parfaits des éléments de petits rails entre eux. Le petit rail est de même longueur brute que le grand rail. Posé de manière décalée par rapport à celui-ci, il permet de ponter les fenêtres créées par les abouts des grands rails. Il peut également se présenter sous la forme d'éléments de longueur plus réduite dans le cas notamment où il n'est pas nécessaire que le petit rail recouvre de manière continue le grand rail. Les hauteurs respectives des jambages sont telles qu'il est possible de modifier sensiblement la pente naturelle du plan reliant les parties sommitales des émergents du grand rail ou de corriger des écarts locaux à la planéité. Les réglages de planéité étant définitivement établis, il est enfin possible de solidariser les deux éléments par simple vissage au travers de l'un des jambages dans l'émergent du grand rail.

Pour garantir que la profondeur d'émergent engagée dans le petit rail est suffisante (en vue de la prise de vis), des dispositions géométriques sont établies sur l'émergent, sous la forme de lignes repères, indicatrices de l'élévation maximale.

De même, des lignes de guidage sur les jambages du petit rail, permettent de positionner adéquatement les vis auto-taraudeuses de blocage. Sur cette superstructure ainsi formée il est possible de rapporter des éléments de surtoiture, sous la forme de plaques rigides ou semi-rigides et de les solidariser avec l'élément porteur par simple vissage dans le plat 2c du petit rail, moyennant des pièces de raccords habituellement utilisées pour cela. Ces éléments de surcouverture peuvent aussi être des panneaux photovoltaïques. S'il le faut; il est possible de mettre ces panneaux en pente moyennant la mise en place d'un rail secondaire qui s'appuie sur le petit rail, dans lequel il est vissé.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de support d'une surtoiture, apte à être mis en place sur un élément porteur de toiture, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de liaison constitué par un premier profilé linéaire (1) comportant un plat (4), propre à être posé, d'un côté, et fixé au-dessus de l'élément porteur, et au moins un jambage (3) en saillie de l'autre côté du plat, en particulier perpendiculaire au plat, et en ce que ledit jambage est supprimé à au moins une extrémité du profilé, sur une certaine distance, pour ne laisser qu'une zone d'about (W) plane du plat, laquelle zone d'about (W) lors du montage est propre à être recouverte par un plastron d'étanchéité (6) soudé ou collé à plain.
2. 2. Dispositif de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit jambage est supprimé à chaque extrémité du profilé, sur une certaine distance, pour ne laisser qu'une zone d'about (W) plane du plat, laquelle zone d'about (W) lors du montage se trouve adjacente à une zone d'about d'un autre premier profilé linéaire aligné, ces zones d'about étant propres à être recouvertes par des plastrons d'étanchéité (6) soudés ou collés à plain.
3. 3. Dispositif de support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un second profilé linéaire (2) propre à venir coiffer et serrer le jambage (3) du premier profilé.
4. 4. Dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur du premier profilé linéaire (1) est supérieure à 2 mètres.
5. 5. Dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ce que le premier (1) et le second (2) profilés linéaires se présentent sous forme de rails.
6. 6. Dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le second profilés linéaires sont réalisés en une matière présentant un coefficient de dilatation thermique inférieur à 12.10-6 mm x °C.
7. 7. Dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés linéaires ont été obtenus selon un procédé de pultrusion au moyen de filières qui génèrent des lignes de guidage.
8. 8. Procédé de réalisation d'un support de surtoiture mettant en oeuvre un dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel on réalise une structure de couches sous-jacentes sur l'élément porteur de la toiture en posant successivement plusieurs couches pouvant comprendre un pare-vapeur, un ou plusieurs lits d'isolant thermique selon la performance thermique recherchée, une première feuille d'étanchéité, caractérisé en ce que : - sur la structure de couches sous-jacentes, on aligne des premiers profilés linéaires (1), de telle manière à satisfaire à la fois aux besoins de la mécanique et / ou aux souhaits esthétiques, la longueur totale de l'alignement correspond à l'une des longueurs du champ sur lequel reposera la surtoiture, - les premiers profilés linéaires (1) sont fixés sur l'élément porteur par vissage, ou moyen équivalent, au travers de leur plat (4) et des couches sous-jacentes, pour solidariser le plat (4) avec l'élément porteur, - et on réalise l'étanchéité en recouvrant les plats (4) des premiers profilés par les bords de feuilles d'étanchéité, avec soudure ou collage sur les plats, et en mettant en place des plastrons d'étanchéité, soudés ou collés à plain, sur les zones d'about (W) adjacentes des profilés (1), au droit des zones débarrassées des jambages.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier profilé linéaire (1) est mis en oeuvre en même temps qu'une feuille d'étanchéité, sans imposer ni d'opérations de découpe dans cette feuille, ni de relevage de cette feuille contre la partie émergente du jambage (3) pour établir l'étanchéité.30