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DOSSIER
32 basse consommation ÉtancHÉitÉ.inFo #39 OCTOBRE 2013
ACIER
Les toitures étanchées sur bacs acier
s’adaptent à la RT 2012
C
ommerces, gymnases,
aéroports, salles de sport,
locaux à usages indus-
triel et artisanal… : depuis le
1er janvier 2013, ces bâtiments
n’échappent plus à l’application
de la RT 2012. Leurs caractéris-
tiques thermiques et les exigences
de performance énergétique qui
leur sont applicables sont désor-
mais définies dans l’arrêté du
28 décembre 2012. Autre point
commun entre ces différentes
catégories de constructions : un
recours fréquent à l’acier tant en
structure qu’en toiture-terrasse.
Jusque-là plutôt épargné, l’ou-
vrage en métal doit donc lui aussi
Augmenter les épaisseurs d’isolant ne suffit pas à répondre
aux exigences de la RT 2012. Sur acier plus que sur béton,
le traitement des points singuliers et des liaisons reste la clé pour
atteindre les niveaux de performance du BBC. ADELINE DI ONISI
01
aujourd’hui justifier de meilleures
performances énergétiques.
ACIER ET BBC : C’EST POSSIBLE !
D’une manière générale, l’en-
trée en vigueur de la RT 2012
a posé une question fondamen-
tale aux constructeurs : les bâti-
ments métalliques et leur mode
constructif sont-ils en mesure
d’atteindre les niveaux de perfor-
mance du BBC ? Pour y répondre,
le CTICM avec le CSTB associé
notamment aux entreprises Smac
et Soprema, dans le cadre du
projet Prebat-Acieco, ont mené
une série de diagnostics et de
modélisations sur un échantillon
de bâtiments existants. Des tra-
vaux qui ont conduit à la mise
au point et à la construction d’un
bâtiment tertiaire de 600 m²
(agence de Soprema Entreprises
de Rennes), avec charpente, bar-
dage et toiture en acier, affichant
une consommation inférieure à
l’objectif BBC (43 kWhep/m² par
an) largement compensée par
une production photovoltaïque
en toiture. Au-delà de cette expé-
rience, ces études ont mis en évi-
dence le principal enjeu auquel
doivent répondre ces ouvrages :
la maîtrise des points singuliers
à tous les niveaux - thermique et
perméabilité à l’air - et à toutes
les étapes du projet : conception,
croquis et exécution. Les façades
sont certes les premières concer-
nées mais les liaisons toiture/
bardage au niveau des acrotères
font partie des points à traiter.
« Le fait que les toitures-terrasses
avec élément porteur en tôles
d’acier nervurées soient éco-
nomiques ne les rend pas pour
autant antinomiques avec la RT
2012 », souligne Denis Lehnen,
directeur technique de Soprema
Entreprises. Leurs performances
thermiques peuvent être signifi-
cativement améliorées en aug-
mentant les épaisseurs d’isolant.
Une tendance qui se confirme

DOSSIER 33 ÉtancHÉitÉ.inFo #39 OCTOBRE 2013 basse consommation
sur le marché comme l’explique
Dominica Lizarazu, directrice
marketing chez Isover : « Sur cer-
tains chantiers, on nous demande
parfois jusqu’à 300 mm d’épais-
seur. La moyenne se situe entre
140 ou 160 mm alors qu’avant
2011, on dépassait rarement
120 mm ». Le principe construc-
tif et la logique économique des
ouvrages en acier limitent toute-
fois les tentations de surisolation.
L’enjeu pour la maîtrise d’œuvre
est avant tout de déterminer le
bon rapport entre charge rappor-
tée et performance thermique.
« Les charpentes en acier ne sont
pas conçues pour recevoir des élé-
ments trop lourds, rappelle Alain
Blotière, directeur technique de
Siplast-Icopal. Les surcharges
d’isolant seront donc impérati-
vement intégrées dans les calculs
de conception de la structure por-
teuse ». Or, « le surinvestissement
n’est pas toujours nécessaire,
ni rentabilisé thermiquement »,
affirme Stefano Millefiorini,
manager de la division Energy
Design Center chez Rockwool,
département récemment créé par
le fabricant pour accompagner
les équipes projet dès la phase
conception du bâtiment. Car
dépassé un certain niveau, aug-
menter l’épaisseur d’isolant ne
fait plus guère progresser la per-
formance thermique de l’ouvrage
tout en faisant grimper inutile-
ment la facture.
PONTS THERMIQUES
DE FIXATIONS : UNE PRISE EN
COMPTE INDISPENSABLE
Sur acier comme sur béton, la
qualité de mise en œuvre reste
le principal garant de la perfor-
mance thermique de la toiture.
« Le plus grand soin doit être
accordé à la découpe de l’isolant
afin d’éviter les jeux entre pan-
neaux », rappelle Gérard Persuy,
chef de marché isolation et étan-
chéité des toitures chez Knauf.
Mais côté mise en œuvre, la
véritable nouveauté vient des
ponts thermiques. Le premier
changement touche les déper-
ditions ponctuelles générées
par les fixations mécaniques des
complexes. Leur prise en compte
dans les calculs réglementaires
est normalement obligatoire
depuis la RT 2000. Dans la réalité
Isolation des bacs acier
longue portée
La mise en œuvre de l’isolant sur des bacs acier dont l’ouverture haute des
vallées est supérieure à 70 mm ne nécessite pas de précautions particulières.
La spécificité réside dans le choix de l’isolant qui, comme le confirme Gérard
Persuy, « doit avoir une résistance mécanique suffisante lorsque les intervenants
marchent en bordure des panneaux positionnés en porte-à-faux au-dessus
des nervures. » Chaque matériau est spécifique et le DTA de l’isolant précise
les conditions d’utilisation. « Ceci doit aussi être vérifié pour la seule première
couche d’isolant lorsque deux lits sont prévus », souligne Lise Boussert.
toutefois, ces valeurs étaient
rarement intégrées en raison
du faible impact de ces déper-
ditions au regard des exigences
de la réglementation. Avec la RT
2005 et les renforcements de la
RT 2012, il n’est évidemment plus
envisageable de passer à côté de
ces questions. D’autant plus que
le CTSB a publié en 2011 des
valeurs pré-calculées de coeffi-
cients de ponts thermiques (W/K)
pour les attelages en fonction du
diamètre de l’élément de liaison.
Par ailleurs, ces données ont été
reprises dans le fascicule 4 des
Règles Th-U qui fournit égale-
ment des valeurs de Delta U (W/
(m
2
.K)) selon la densité de
01
De nombreux bâtiments
commerciaux, industriels, logistiques
et de loisirs sont en acier.
© Knauf

DOSSIER 35 ÉtancHÉitÉ.inFo #39 OCTOBRE 2013 basse consommation
0 2
Combiner un écran thermique en laine de roche et un lit d’isolant en mousse
plastique permet d’allier comportement au feu, performance thermique et
limitation de la surcharge.
0 3
Les augmentations des épaisseurs d’isolant sont parfois telles qu’un seul lit ne
suffit pas.
Isolation : le marché s’ouvre
aux procédés mixtes
Autre conséquence de l’augmentation des exigences thermiques : l’accélération
de l’ouverture du marché de l’isolation sur bacs acier à des solutions telles que
le polystyrène et le polyuréthane. « Depuis la RT 2005, les mousses plastiques
se développent, remarque Alain Blotière. En effet, ces matériaux combinent
pouvoir isolant et légèreté ». Le créneau reste toutefois encore largement
dominé par les laines minérales en raison de leurs classements au feu.
De fait, les tôles d’acier nervurées ne sont pas considérées par la
réglementation comme une barrière étanche au flux thermique et aux
produits de dégradation ou de combustion d’un isolant combustible
thermodurcissable ou fusible (effluents gazeux, matière fondue). Résultat,
elles doivent généralement se conformer à des dispositions constructives
plus strictes vis-à-vis de la sécurité au feu intérieur. C’est vrai pour certaines
catégories de bâtiments d’habitation, les immeubles de grande hauteur
(IGH), les installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE)
ou encore les établissements recevant du public (ERP). Pour ces derniers, la
modification de l’article AM8 du Règlement de sécurité a permis, en 2004,
de définir les critères d’emploi des isolants combustibles, y compris sur bacs
acier. Principale condition à respecter : mettre en place un écran thermique.
D’où le développement ces dernières années de procédés mixtes associant
un isolant d’origine organique formant écran, généralement en laine de roche
ou en perlite, à un deuxième lit d’isolation. Par ailleurs, l’article AM 8 prévoit
la possibilité de dérogations à ces dispositions sur avis de la Commission
centrale de sécurité et sur la base d’un rapport établi par un organisme tiers
indépendant. Jusqu’à présent, seul un isolant en mousse PIR supprimant l’écran
thermique a obtenu un avis favorable pour certaines catégories d’ERP et dans
des conditions précises. Le DTA du produit est en cours de modification. Dans
tous les cas, les maîtres d’œuvre devront également s’assurer que le système
retenu (isolant et complexe d’étanchéité) répond également, le cas échéant,
aux règles relatives au feu venant de l’extérieur (classement B-roof).
fixations au mètre carré. Ces
ponts thermiques peuvent tou-
tefois être facilement limités en
ayant recours à des attelages avec
rupteur. Ces derniers se présen-
tent sous la forme de fût plastique
dans lequel est intégrée la vis
métallique. Ils peuvent atteindre
200 mm de longueur pour des
complexes jusqu’à 450 mm
d’épaisseur et avec une valeur
de pont thermique de l’ordre
de 0,0014 W/K. Soit un coef-
ficient cinq fois inférieur aux
attelages classiques. « En cas de
très forte épaisseur, ces disposi-
tifs sont fortement recommandés
pour conserver une certaine cohé-
rence du système », ajoute Michel
Piquet, responsable technique
chez Recticel.
Pour aller plus loin, certains
industriels proposent des solu-
tions complètes (pare-vapeur,
isolant et étanchéité) sans
aucune fixation et spécifiquement
dédiées aux éléments porteurs
en acier. La mise en œuvre de
ces complexes s’effectue géné-
ralement par collage à froid et
auto-adhésivité. « Avec un tel
système, le gain sur l’épaisseur
d’isolant peut aller jusqu’à plus de
20 % par rapport à une solution
classique fixée mécaniquement »,
note Laurent Joret, directeur
technique de Soprema. « Ce pro-
cédé intéressant thermiquement
doit cependant faire ses preuves
à l’échelle du chantier. Les pra-
tiques du collage et de son dosage
sont bien moins familières aux
poseurs que celles de la fixation
mécanique », précise Dominique
Royer, directeur technique de
Smac.
LES LIAISONS PÉRIPHÉRIQUES
DANS LE COLLIMATEUR
Deuxième catégorie de déper-
ditions à traiter : les ponts ther-
miques de liaison, principalement
au niveau des costières. Pour ces
ouvrages, pas de solution toute
faite. « La jonction entre le bardage
et la toiture reste compliquée à
gérer », souligne Mathieu Biens,
responsable du département
développement chez Rockwool.
Par conséquent, « il faut adap-
ter la solution à la performance
recherchée, sachant que plusieurs
peuvent convenir pour abou-
tir au même résultat », ajoute
Dominique Royer. Dans sa partie
6.5.5, le DTU 43.3* renvoie
02 03
© Knauf
© Recticel

DOSSIER 37 ÉTANCHÉITÉ.INFO #39 OCTOBRE 2013 BASSE CONSOMMATION
aux documents particuliers
du marché qui « peuvent prévoir
une isolation des costières ou un
calfeutrement entre la costière et
la paroi verticale ». Il s’attarde un
peu plus longuement sur le mode
de fixation de l’isolant : collage ou
fixations mécaniques seules pour
les relevés de 30 cm ou fixations
mécaniques exclusivement entre
30 et 60 cm de hauteur de relevé.
Quant aux règles Th-U, elles ne
fournissent pas de dispositions
constructives à proprement par-
ler. La version 2012 a toutefois
mis à jour ces valeurs de ponts
thermiques entre toiture étanchée
et bardage double peau en acier.
Elle intègre de nouvelles données
pour des systèmes à isolation ren-
forcée comprenant notamment
un complément d’isolant le long
de la costière et la mise en place
d’une première couche rainurée
dans les plateaux de bardage.
Selon la configuration retenue,
les règles présentent des coef-
ficients de transmission variant
de 0,40 à 0,19 W/(m.K). Au sein
de la CSFE, un groupe de travail
s’est emparé du sujet. Après un
premier document consacré à
l’isolation des éléments porteurs
en béton, il devrait prochaine-
ment publier un guide de recom-
mandations dédié aux ouvrages
métalliques. « En attendant, pour
chaque chantier, il est conseillé de
fournir un croquis d’exécution le
plus précis possible au bureau de
contrôle pour validation », sou-
ligne Michel Piquet.
LANTERNEAUX
Les lanterneaux constituent un
point singulier de nature dif-
férente car, comme le rappelle
Dominique Royer, « il s’agit d’un
ouvrage entier ». De par leurs
fonctions de désenfumage et
d’éclairage, ils peuvent consti-
tuer une proportion importante
de la surface de la toiture. Pour
faire face à la RT 2012, les fabri-
cants se sont engagés dans
Impact des ponts thermiques de fixation
dans le calcul du Up
C’est désormais une obligation : les déperditions thermiques générées par les fixations doivent être intégrées dans
les calculs réglementaires de la RT 2012. Longtemps négligés, ces ponts thermiques peuvent impacter de manière
significative la performance globale d’une toiture ou l’épaisseur d’isolant comme le montrent les deux tableaux
ci-dessous.
Les hypothèses prises pour les calculs sont :
- Un isolant de lambda = 0,039 W/(m2.K) avec une fixation par panneau de 1 200 x 1 000 mm,
- Un pont thermique ponctuel de fixation standard égal à 0,006 W/K,
- Un pont thermique ponctuel de fixation avec rupteur égal à 0,0014 W/K,
- Une étanchéité bicouche traditionnelle.
Nombre de
fixations par m2
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
des fixations
standard (mm)
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
des fixations à
rupture de pont
thermique (mm)
Gain sur
l’épaisseur
de l’isolation
nécessaire avec
des fixations à
rupture de pont
thermique (mm)
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
un complexe
d’étanchéité
(isolant
+ membrane)
sans fixation (mm)
Gain sur
l’épaisseur de
l’isolation avec
un complexe
d’étanchéité
(isolant
+ membrane)
sans fixation (mm)
Up =
0,22 W/(m2.K)
4195 175 20 170 25
5205 175 30 170 35
6210 180 30 170 40
7215 180 35 170 45
Nombre de
fixations par m2
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
des fixations
standard (mm)
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
des fixations à
rupture de pont
thermique (mm)
Gain sur
l’épaisseur
de l’isolation
nécessaire avec
des fixations à
rupture de pont
thermique (mm)
Épaisseur
nécessaire de
l’isolation avec
un complexe
d’étanchéité
(isolant
+ membrane)
sans fixation (mm)
Gain sur
l’épaisseur de
l’isolation avec
un complexe
d’étanchéité
(isolant
+ membrane)
sans fixation (mm)
Up =
0,18 W/(m2.K)
4245 215 30 205 40
5260 215 45 205 55
6270 220 50 205 65
7280 220 60 205 75
Exemple 1 : Up = 0,22 W/(m2.K)*
Exemple 2 : Up = 0,18 W/(m2.K)*
* Les valeurs présentées dans ces deux tableaux sont données à titre d’exemple. Il s’agit de valeurs approchées. En tout état de cause, les calculs doivent être
effectués selon la Réglementation thermique.
Source : Soprema
Source : Soprema
© Knauf

DOSSIER 39 ÉTANCHÉITÉ.INFO #39 OCTOBRE 2013 BASSE CONSOMMATION
une vraie réflexion autour
de leurs produits. Les progrès
réalisés en matière d’isolation
des costières de ces fenêtres de
toit en réduisent les déperditions
thermiques (voir Étanchéité.Info
n° 37). Quant aux évacuations
d’eaux pluviales par l’intérieur,
elles constituent « une source
importante de déperditions ther-
miques et de risques de conden-
sation le long de la colonne. On
leur préfère une évacuation par
l’extérieur (déversoirs et boîtes à
eau) », explique Denis Lehnen.
LA RÉNOVATION DE L’EXISTANT
EN QUESTION
Dans le neuf, les bâtiments
métalliques construisent pro-
gressivement leurs réponses
aux exigences de la RT 2012.
Les industriels ont mis au
point des solutions spécifiques.
Parallèlement, les organisations
professionnelles travaillent à la
normalisation de ces nouvelles
dispositions. Dans l’existant
en revanche, les perspectives
sont plus floues. La principale
contrainte à prendre en compte
lors de la rénovation relève de la
capacité portante des bacs et de
la charpente. Calculée en fonc-
tion d’apports de charges défi-
nis à l’origine, avec une marge
d’évolution souvent très limitée,
elle ne peut être augmentée sans
un renforcement de la structure.
Avec à la clé, un coût souvent
inacceptable pour le maître
d’ouvrage. Ce qui limite, de fait,
les possibilités de surisolation.
Pour l’heure, les exigences de la
RT pour les bâtiments existants
restent peu contraignantes en cas
de rénovation. Mais les enjeux
05
Les performances
acoustiques
également
concernées
« Il y a deux natures de performances
acoustiques : la limitation de la
réverbération du son à l’intérieur du
bâtiment (absorption acoustique)
et la réduction de la transmission
du bruit à travers la paroi (isolation
acoustique) dans un sens ou dans
l’autre », rappelle Dominique Royer,
directeur technique de Smac. Dans
les deux cas, « les isolants de synthèse
ne sont pas adaptés. L’absorption
est gérée grâce à la perforation des
tôles et le recours à un isolant fibreux.
Pour l’isolation, les conceptions de
parois sont très variables en fonction
du type de performance recherchée,
mais l’emploi d’isolants fibreux reste
toujours la meilleure solution. »
04
« En cas de très fortes épaisseurs d’isolant, les fixations à rupteur de
ponts thermiques sont fortement recommandées pour conserver la
cohérence du système ».
04
La laine de roche présente de bonnes
performances de résistance au feu et
d’isolation acoustique.
05
Bâtiments économiques, les
ouvrages en acier n’en sont pas
moins compatibles avec la RT 2012.
énergétiques posent désormais
la question de l’avenir de ces
ouvrages métalliques générale-
ment peu performants au plan
thermique et particulièrement
difficiles à mettre à niveau. l
* Mise en œuvre des toitures en tôles
d’acier nervurées avec revêtement
d’étanchéité
© Rockwool
© Soprema