Aménagement des espaces sous toiture

Les Dossiers du CSTC – N° 2/2010 – Cahier n° 2 – page 1
CT GROS ŒUVRE
Aménagement des
espaces sous toiture
Cet article fait suite à
celui consacré à la rénova-
tion des caves (Cahier 18
des Dossiers du CSTC
n° 2/2009). Il s’inscrit dans une ten-
dance actuelle qui vise à valoriser
au mieux l’ensemble des espaces
disponibles, compte tenu du coût de
l’immobilier.
1 DES ESPACES OUVERTS À TOUS
LES VENTS
Les espaces situés sous les toitures inclinées
ont de tout temps été considérés comme des
zones tampons destinées à protéger l’habi-
tation contre le froid et l’humidité. Le plus
souvent, ils ne présentaient aucune finition et
étaient pratiquement ouverts à tous les vents.
Lorsque leur accès n’était pas trop difficile,
ils pouvaient également servir au stockage de
produits non périssables.
Le prix actuel de l’immobilier incite de plus
en plus de propriétaires à aménager ces espa-
ces, afin de pouvoir les réaffecter utilement,
notamment en locaux d’habitation.
Lorsque les hauteurs disponibles sont suf-
fisantes, la transformation d’un grenier en
locaux habités s’avère en général beaucoup
moins problématique que la rénovation des
caves, abordée dans un précédent article [15].
Il importe néanmoins que les travaux soient
entrepris par des professionnels disposant des
compétences nécessaires, car des interventions
inadaptées ou mal réalisées ne permettront pas
d’obtenir le confort souhaité et risquent même
d’entraîner des dégâts à moyen terme.
On remarquera par ailleurs que, si les aspects
liés à l’humidité sont sans aucun doute la pro-
blématique la plus contraignante lors de l’amé-
nagement des caves, le confort thermique et,
dans une moindre mesure, acoustique constitue
un défi supplémentaire dans le cas des greniers.
2 QUELQUES RAPPELS
2.1 Couverture
L’aménagement d’un grenier nécessite une
charpente en bon état, une parfaite étanchéité
à l’eau et une étanchéité à l’air suffisante de
l’ensemble de la toiture. Dans les anciens bâti-
ments, cette contrainte s’accompagne souvent
d’une vérification de l’état des poutres et sur-
tout de leurs encastrements, d’un démontage
des matériaux de couverture (tuiles, ardoi-
ses, etc.) et de leur remise en place ou de leur
renouvellement après pose d’une sous-toiture
(souple ou rigide) étanche à l’eau.
Afin d’éviter le démontage d’éléments de cou-
verture en bon état, on peut envisager la pose
par l’intérieur de systèmes de sous-toiture de
‘substitution’ tels que ceux décrits dans CSTC-
Contact n° 23 [8]. Si cette technique est plus
difficile à mettre en œuvre et présente certains
désavantages par rapport à la solution ‘idéale’
évoquée ci-avant, elle permet néanmoins de
prolonger quelque peu la durée de vie de la
couverture, tout en améliorant très sensible-
ment le niveau d’isolation thermique.
2.2 Charpentes
Dans les constructions anciennes, on se trouve
le plus souvent en présence d’ouvrages de
charpenterie à pannes portant de mur à mur
(figure 2) ou de charpentes composées de
fermes traditionnelles. Ce mode constructif
facilite grandement la rénovation des lieux en
raison d’un faible encombrement au sol et de
hauteurs disponibles importantes.
✍ Issu d’une approche multidisciplinaire,
cet article a été rédigé par l’ensemble de
l’équipe des conseillers de la Guidance
technologique ‘Ecoconstruction et
développement durable’, subsidiée par
la Région bruxelloise, en collaboration
avec la Guidance technologique ‘Instal-
lations de climatisation et confort inté-
rieur’, subsidiée par la Région wallonne.
Par opposition, dans nombre de bâtiments plus
contemporains, l’aménagement peut s’avérer
nettement plus problématique et/ou moins ren-
table économiquement s’il n’a pas été prévu à
l’origine. En effet, l’utilisation de charpentes
industrialisées légères multiplie le nombre de
fermes et limite souvent les hauteurs libres
ainsi que les surfaces récupérables.
Fig. 1 L’aménagement d’un grenier nécessite une charpente en bon état, une
parfaite étanchéité à l’eau et une étanchéité à l’air suffisante.
Fig. 2 Charpente à pannes dans une
construction ancienne.

Les Dossiers du CSTC – N° 2/2010 – Cahier n° 2 – page 2
CT GROS ŒUVRE
2.3 Murs pignons
En l’absence de mitoyenneté ou en cas de mi-
toyenneté partielle, l’exposition directe aux
pluies battantes des maçonneries en pignon
favorise les pénétrations d’eau. La présence
de maçonneries massives anciennes (sans
coulisse) soumises à des conditions d’évapo-
ration favorables du côté intérieur peut engen-
drer une cristallisation des sels, accompagnée
d’une dégradation importante des matériaux
(briques et joints).
3 CONTRAINTES PARTICULIÈRES
AUX ESPACES SOUS TOITURE
Les dégâts dus aux pénétrations de pluies
battantes sont relativement courants du côté
intérieur des murs pignons exposés et/ou des
corps de cheminée. Il en va de même pour les
problèmes de condensation et de dégradation
des maçonneries de cheminée au niveau des
combles (espaces non chauffés).
Toutefois, la principale difficulté rencontrée
dans l’aménagement d’un grenier est liée au
confort thermique. En effet, par opposition
aux locaux enterrés, les greniers ne possèdent
que très peu d’inertie thermique. Ce manque
d’inertie, cumulé à une faible isolation ther-
mique entraîne des écarts de températures
rapides et importants, c’est-à-dire qu’il y fait
rapidement très froid en hiver ou très chaud
en été. Cet inconfort doit être compensé par la
pose d’une isolation thermique performante.
L’absence d’éclairage naturel est une autre
particularité des greniers. C’est pourquoi la
rénovation de ces locaux nécessite la mise en
place de lucarnes, de fenêtres de toiture ou de
puits de lumière, avec les difficultés que ces
interventions engendrent en ce qui concerne
l’étanchéité à l’eau ou à l’air, le confort acous-
tique, le risque de ponts thermiques, le risque
de surchauffe, etc.
L’utilisation en logement requiert une accessi-
bilité aisée et sécurisée qui fait souvent défaut
dans les greniers existants. Cette accessibilité
est d’autant plus importante qu’elle reste sou-
vent la seule possibilité d’évacuation directe
en cas d’incendie. En contrepartie, il faut tenir
compte du fait que le placement d’un escalier
et des abords nécessaires réduira potentielle-
ment les surfaces récupérables.
4 EXAMENS NÉCESSAIRES AVANT
TRAVAUX
Comme c’est le cas avant toute opération de
rénovation ou d’aménagement, il est néces-
saire de définir de manière précise les lieux,
les matériaux composant les murs, le sol et la
toiture ainsi que leur état, et de déceler d’éven-
tuels problèmes ou dégâts particuliers.
Vu l’absence plus que probable de plans, l’ap-
proche débutera par un relevé des surfaces
utilisables et des hauteurs potentiellement dis-
ponibles. Relevé qui tiendra compte de l’ac-
cès (escalier, palier) et de son emprise sur la
manière d’aménager les lieux. De même, on
examinera les possibilités de raccordement
aux infrastructures existantes aux étages in-
férieurs (sanitaire, chauffage, électricité, par
exemple).
Cet état des lieux sera complété par un diagnos-
tic des désordres rencontrés, qu’il s’agisse :
• de dégâts aux matériaux de couverture et
aux raccords d’étanchéité
• de taches ou de dégradations aux maçonne-
ries consécutives à une pénétration de pluies
battantes ou à une condensation dans les
conduits de cheminée maçonnés
• d’attaques des bois de charpente par les cham-
pignons et/ou les insectes xylophages, etc.
Fig. 3 L’accessibilité sécurisée fait
souvent défaut dans les greniers
existants.
Le diagnostic sera d’autant plus opportun qu’il
sera mené avec compétence par une personne
spécialisée, apte à définir les interventions
prioritaires en fonction de la future affectation
des espaces.
La compétence ne doit cependant pas faire
oublier l’utilité de mesures simples suscepti-
bles de confirmer les désordres, de les quan-
tifier et de permettre d’en suivre l’évolution
après les traitements nécessaires.
Dans cette optique, il existe du matériel aisé-
ment utilisable sur chantier, destiné soit :
• au diagnostic de l’humidité. Les appareils
courants (figures 4 et 5) sont simples d’utili-
sation et permettent de localiser rapidement
les zones les plus problématiques. Basés
sur des principes résistifs et/ou capacitifs,
ils sont indifféremment utilisables pour le
bois et la maçonnerie. L’interprétation des
mesures se fera de préférence de manière
comparative, entre zones saines et suspec-
tes. Pour le bois, les mesures d’humidité
seront menées en priorité au droit des en-
castrements ou des zones de contact avec les
maçonneries
• à l’appréciation de la profondeur et du type
d’altération des éléments constituant la
structure de toiture et/ou du plancher. Réali-
sé, par exemple, à l’aide d’un marteau (son),
d’un test de poinçonnement (figure 6), d’en-
foncement comparatif de micro-aiguilles
ou de forages, cet examen permet de juger
de la résistance résiduelle des poutres et
planchers, et éventuellement de mettre en
évidence le type d’altération et ses causes
potentielles
• à l’examen semi-quantitatif de la présence
de sels, qui peuvent, dans certains cas, se
retrouver en quantités importantes dans
des greniers ayant anciennement servi au
stockage de paille ou de foin. Si des péné-
Fig. 4 Instruments de diagnostic de
l’humidité des matériaux.
Fig. 5 Mesure de l’humidité par ra-
diofréquence.

Les Dossiers du CSTC – N° 2/2010 – Cahier n° 2 – page 3
CT GROS ŒUVRE
Fig. 7 Bandelettes de test pour le
contrôle des sels.
trations d’eau se sont produites, ces ma-
tières organiques se sont transformées en
nitrates, c’est-à-dire en sels qui présentent
une tendance fortement hygroscopique et
s’opposent à l’assèchement normal des ma-
tériaux. D’autres sels, comme les sulfates,
peuvent provenir directement des matériaux
de construction ou de résidus de conden-
sation des fumées dans les cheminées. Les
sulfates auront plutôt tendance à détériorer
les matériaux en se cristallisant à leur sur-
face, ou à entraîner des déformations (for-
mation de sulfoaluminate hydraté gonflant).
Pour l’examen semi-quantitatif de ces sels,
on peut aisément utiliser in situ des bande-
lettes indicatrices (figure 7), qui changent
de couleur en fonction de la quantité de sels
présents (voir également le ‘Guide pour la
restauration des maçonneries’, 2e partie,
procédure 46) [7].
5 OBJECTIFS DES TRAVAUX
En parallèle aux examens précités, l’utilisa-
tion souhaitée des espaces sous toiture jouera
un rôle prépondérant dans les possibilités
d’aménagement et le choix des interventions
à mener.
En effet, selon que l’on opte pour une affecta-
tion en salle de jeux, en atelier, en chambre ou
en appartement comprenant cuisine et sanitai-
res, les contraintes seront fondamentalement
différentes, notamment sur le plan du confort
thermique et acoustique, des besoins en renou-
vellement d’air, de l’accessibilité, de l’amenée
et de l’évacuation d’eau ou du renforcement
éventuel de la structure portante (sol ou char-
pente). Le coût des travaux sera également
proportionnel à ces contraintes.
Suivant les cas et les espaces utilisables, cer-
taines destinations pourraient se révéler peu
réalistes, voire totalement impossibles (salles
d’eau, stockage de denrées périssables, etc.).
Notons également que, lorsque les travaux de
rénovation visent à mettre en location un nou-
vel appartement dans un bâtiment existant, des
démarches officielles de changement d’affec-
tation sont à prévoir.
6 TRAVAUX D’AMÉNAGEMENT DES
COMBLES
6.1 travaux de Couverture
Si le contrôle de l’état des matériaux de cou-
verture (tuiles, ardoises, etc.) est un préalable à
toute opération d’aménagement des combles,
il faut également être conscient que l’étanchéi-
té à l’eau est une condition fondamentale. Les
travaux vont en effet entraîner un confinement
des bois de charpente et de l’isolant, qui seront
de ce fait particulièrement sensibles aux moin-
dres infiltrations.
Sur d’anciennes couvertures, l’obtention
d’une bonne étanchéité exigera le plus souvent
la mise en place d’une sous-toiture.
Dans la mesure où cette étanchéité nécessite le
démontage de la couverture, une telle interven-
tion, même effectuée de manière minutieuse,
est destructrice pour de nombreux types d’élé-
ments fixés mécaniquement (ardoises naturel-
les et artificielles, bandes métalliques, etc.).
En cas d’éléments simplement accrochés ou
déposés (tuiles), il faudra également tenir
compte d’un certain pourcentage de casse. Le
remplacement à l’identique de ces éléments de
couverture relativement anciens, dont la fabri-
Fig. 8 Détériorations de poutres à la suite d’une pénétration d’humidité.
Fig. 6 Mesure de dureté à la pointe.

Les Dossiers du CSTC – N° 2/2010 – Cahier n° 2 – page 4
CT GROS ŒUVRE
cation n’est plus assurée, n’est par ailleurs pas
toujours évident.
6.2 Lutte Contre Les pénétrations d’eau
de pLuie par Les Maçonneries
Les pignons anciens en maçonnerie massive
(sans coulisse), tout comme les souches de
cheminée, sont rapidement saturés d’humidité
lors de pluies battantes. Lorsque les greniers
sont inoccupés, la présence d’humidité dans
ces maçonneries est rarement constatée par
les occupants, du fait des possibilités d’éva-
poration qui réduisent les risques de migra-
tion dans les locaux d’habitation. Il en va tout
autrement dès lors que l’on affecte des com-
bles en logement. Dans ce cas, il n’existe plus
de zone tampon, les murs du grenier étant di-
rectement revêtus de finitions plus ou moins
sensibles à l’humidité (enduits, peintures, pa-
piers peints, etc.).
En cas de pénétration d’eau dans les souches
de cheminée et les murs pignons, la solution
optimale consiste à réaliser un bardage, en pro-
fitant de l’occasion pour y apporter une isola-
tion thermique. La pose d’un enduit sur isolant
représente également une solution très efficace.
Si le bardage ou l’enduit ne peut être retenu
d’un point de vue architectural et/ou urba-
nistique, on peut envisager une réfection des
joints de maçonnerie extérieure, suivie d’un
traitement d’hydrofugation. Ce traitement, qui
présente l’avantage de ne pas modifier l’aspect
du bâtiment, conduit à une amélioration de la
situation, sans toutefois offrir de garantie to-
tale contre les risques d’apparition de taches
d’humidité sur les finitions intérieures.
Dans tous les cas, ces interventions seront
complétées par un contrôle des souches de
cheminée et des dépassants de toiture, ou par
la pose de solins et de contre-solins [11].
Si, après ces travaux, on note encore de légers
problèmes d’humidité, deux solutions pour-
ront être mises en place du côté intérieur :
• pose, sur l’ensemble des murs concernés,
d’une membrane de doublage, fixée méca-
niquement contre la maçonnerie et servant
de support aux enduits de finition
• pose d’un système de finition sur isolant ther-
mique totalement insensible à l’humidité;
cette technique offre l’avantage de cumuler
la protection des finitions intérieures contre
l’humidité capillaire et l’isolation thermique
des locaux. On veillera cependant à poser une
étanchéité à la vapeur d’eau du côté ‘chaud’
afin d’éviter les condensations internes.
Signalons que ces systèmes ‘intérieurs’ ne
protègent bien évidemment pas les maçonne-
ries contre la pénétration d’eau de pluie, ni les
éléments de bois qui y sont encastrés (poutres,
gîtages). Ces solutions doivent donc être mises
en œuvre de manière prudente, en veillant à ne
pas reporter les problèmes à d’autres éléments
(gîtes du plancher, par exemple).
Les techniques évoquées peuvent également
être retenues dans le cas de dégradations inté-
rieures des conduits de cheminée. Dans ce cas
précis, l’humidification résulte d’une conden-
sation interne à la cheminée. Ce phénomène se
produit durant les périodes les plus froides et,
de préférence, dans des locaux moins chauf-
fés au droit du passage d’une cheminée dans
l’environnement extérieur (situation typique
des combles). La condensation peut s’accom-
pagner de taches de bistre ou d’une dégrada-
tion des maçonneries (attaque acide, sulfates
expansifs). Il faut alors impérativement com-
biner la pose d’une barrière étanche ou d’une
finition sur isolant, avec le tubage de la che-
minée, en particulier dans l’hypothèse du pla-
cement d’une chaudière à haut rendement et,
a fortiori, d’une chaudière à condensation [2].
De manière générale, lorsque les pénétrations
d’eau restent importantes après rejointoie-
ment et hydrofugation des parois extérieures,
les solutions précitées sont à considérer avec
beaucoup de prudence, car elles risquent d’ac-
centuer l’humidification des finitions dans les
locaux des étages inférieurs. Dans ce cas, la
solution du bardage ou de l’enduit (voir ci-
avant) est à privilégier, surtout si elle est cu-
mulée avec la pose d’une isolation thermique.
Le bardage devra, si possible, concerner l’en-
semble de la souche de cheminée, du pignon
ou du dépassant de toiture considéré, afin
d’éviter de reporter les problèmes aux zones
voisines ou en contrebas.
6.3 interventions sur Les Charpentes
6.3.1 Adaptation des charpentes
Dans les anciens bâtiments, la présence de
charpentes traditionnelles en bois présentant
peu d’emprise au sol facilite en règle générale
l’aménagement des espaces sous toiture. Dans
certains cas, la valeur architecturale de la char-
pente incite même à des interventions minima-
listes visant à préserver, en tout ou en partie,
les structures apparentes. Pour ces charpentes,
l’attention portera en priorité sur le bon état
du bois et des assemblages, ainsi que sur les
réparations et les traitements éventuels (voir
§ 6.3.2 et § 6.3.3, p. 5).
Dans des bâtiments plus récents, la présence
de charpentes industrialisées complique sen-
siblement l’utilisation pratique des lieux, que
ce soit du fait d’une emprise au sol importante
et/ou de hauteurs libres limitées (voir figure 9).
Toute modification de ces charpentes nécessi-
tera la compétence d’entreprises spécialisées
et sera menée sur la base de calculs de stabi-
lité en fonction des options de transformation
souhaitées.
Dans tous les cas, quel que soit l’ancienneté
ou le principe constructif de la charpente, on
tiendra compte des surcharges éventuelles ré-
sultant des travaux, qu’il s’agisse de l’ajout
d’isolants, de panneaux de sous-toiture ou
d’un changement de matériaux de couverture.
6.3.2 Traitements curatifs
Après le diagnostic d’une dégradation par des
agents biologiques – insectes xylophages et
champignons lignivores (figure 10, p. 5) – et
après avoir traité les problèmes d’humidité
qui ont conduit à leur développement, des in-
terventions curatives spécifiques devront être
prises afin de remédier aux désordres :
• traitement des éléments en bois et, dans cer-
tains cas, également de la maçonnerie, au
moyen de produits insecticides et/ou fongi-
cides disposant, dans la mesure du possible,
d’un agrément technique. Les différents
systèmes de traitement sont détaillés dans
la Note d’information technique n° 180 [6]
• remplacement ou réparation de poutres
et/ou d’encastrements par des renforts en
bois, en profilés métalliques ou en résine
coulée in situ et armée.
Fig. 9 Charpente limi-
tant la hauteur libre.

Les Dossiers du CSTC – N° 2/2010 – Cahier n° 2 – page 5
CT GROS ŒUVRE
Fig. 10 Poutre attaquée par des champignons et des
insectes.
Fig. 11 Absence de sous-toiture et pénétration d’eau.
Signalons d’une manière générale que les pro-
blèmes et dégâts aux ouvrages de charpente
touchent en priorité les parties susceptibles de
subir une humidification, notamment :
• les encastrements dans les maçonneries
(surtout en cas de pignons exposés au sud
et à l’ouest)
• les pourtours des souches de cheminée
• les parties en contact avec les lucarnes, les
sablières, etc.
• et bien évidemment tous les éléments proches
de défauts visibles au niveau de l’étanchéité.
6.3.3 Traitements préventifs
Même si les traitements appliqués in situ ne
peuvent prétendre à une efficacité comparable
à ceux réalisés en usine, il nous paraît prudent
de prévoir l’application par badigeonnage ou
par pulvérisation de traitements mixtes contre
Fig. 12 Conservation après traitement
de poutres attaquées par les insectes.
les insectes xylophages et contre les champi-
gnons lignivores, pour les bois de charpente,
et de produits de protection contre la corrosion
pour les structures métalliques. En cas d’oc-
cupation des lieux durant les travaux ou très
rapidement après ces derniers, il y a lieu de
s’assurer de l’absence de toxicité des matières
actives des différents produits, traitements et
solvants utilisés, et de veiller dans tous les cas
à une ventilation intensive des lieux.
6.4 parois, CLoisons et pLanChers
L’aménagement des combles implique le plus
souvent le cloisonnement des lieux en zones
d’affectation différente. Les planchers exis-
tants étant, dans la grande majorité des cas, en
bois avec des possibilités de surcharge réduites,
les parois rapportées seront en matériaux aussi
rigides et légers que possible. L’usage en cloi-
son, de plaques minces fixées sur une ossature
en bois ou sur des profilés métalliques légers
est ici la solution la plus simple, rapide et éco-
nomique. On profitera des possibilités exis-
tantes afin d’intercaler un isolant acoustique
et/ou thermique pour améliorer le confort.
La stabilité des cloisons légères sera améliorée
par leur assemblage ainsi que par une solidari-
sation avec le sol (plancher) et leur fixation à la
charpente existante, voire localement avec un
faux plafond limitant la hauteur des volumes
créés. Ces cloisons seront également utilisées
pour le passage des gaines électriques et cana-
lisations sanitaires.
Pour rappel, les cloisons légères n’assurent au-
cun rôle structural et ne peuvent en aucun cas
reprendre des efforts résultant, par exemple,
de l’appui d’un ou plusieurs éléments de char-
pente.
6.5 Confort therMique
Un aspect important de l’aménagement d’un
espace sous toiture concerne le confort ther-
mique des futurs occupants.
Que l’espace soit transformé en pièce de séjour,
en chambre à coucher ou en salle de jeux, il sera
nécessaire de se prémunir contre la froideur de
l’hiver et la chaleur de l’été. Une série de me-
sures sont à prévoir pour atteindre cet objectif :
• isolation thermique
• étanchéité à l’air
• ventilation nocturne
• protection solaire
• chauffage
• et éventuellement refroidissement.
L’isolation thermique de la toiture est primor-
diale dans le contexte énergétique actuel. En
période hivernale, elle permet de limiter les
pertes de chaleur vers l’extérieur et donc de
réduire les besoins de chauffage et la consom-
mation d’énergie. En période estivale, le ma-
tériau de couverture peut facilement atteindre
une température de 80 °C sous l’effet du soleil.
L’isolation thermique restreint alors le trans-
fert de chaleur vers l’intérieur, limitant ainsi le
risque de surchauffe.
TraiTemenTs de préservaTion
Les traitements de préservation, qu’ils soient préventifs ou curatifs, sont d’autant plus
utiles et importants qu’une partie, voire la quasi-totalité des matériaux de charpente
deviendra inaccessible après aménagement des combles et se retrouvera dans de nou-
velles conditions hygrothermiques, souvent plus défavorables du fait du confinement et
de l’isolation thermique rapportée. Il est donc essentiel que l’ensemble de ces traitements
soient appliqués avec la plus grande vigilance.
!