Fiche technique : Mise en œuvre de l'étanchéité en membranes bitumineuses soudables
Matériaux
- Matériaux en rouleaux soudables (à base de carton, voile de verre ou polyester avec liant bitumino-polymère et mastic bitumineux)
- Mortier de ciment-sable de classe de résistance d'au moins 5 MPa (C3.5/4.25)
- Mastic bitumineux/bitumino-polymère (à froid, chaud, durcissable)
- Primaire bitumineux à froid
- Gravier d'argex (pour isolation thermique en vrac)
- Panneaux de laine minérale de rigidité élevée (pour isolation thermique)
- Panneaux de béton cellulaire hydrophobisés (pour isolation thermique)
- Film de polyéthylène (pour pare-vapeur)
Équipement
- Monte-matériaux de chantier
- Chalumeau à essence/oxygaz
- Brosses industrielles
- Aspirateur industriel
- Dispositifs d'air comprimé
- Appareils et machines de chauffage (pour le séchage)
- Compresseur
- Réservoir sous pression
1. Généralités et domaine d'application
Cette fiche technique est élaborée pour la mise en œuvre de toitures souples utilisant des membranes d'étanchéité bitumineuses par thermofusion, lesquelles peuvent avoir un support en carton, en voile de verre ou en polyester.
Le matériau est revêtu extérieurement d'une couche de liant bitumino-polymère et intérieurement d'une couche de mastic bitumineux thermofusible, ce qui permet de créer des systèmes d'étanchéité monocouche, bicouche ou tricouche sans utiliser de mastics adhésifs supplémentaires.
Des dalles en béton armé, des couches d'isolation thermique, ainsi que des chapes préfabriquées ou coulées en place peuvent servir de supports pour l'étanchéité soudable. Les membranes en rouleaux utilisées peuvent être de différentes modifications pour les couches inférieures et la couche supérieure ; leur choix doit être conforme aux prescriptions techniques du projet.
2. Travaux préparatoires et organisation du chantier
Avant le début des travaux de mise en œuvre du support et du revêtement de toiture, il est nécessaire de réaliser une série de mesures organisationnelles et préparatoires. Cela inclut la réception des structures porteuses, des acrotères de toiture, ainsi que le scellement des joints entre les éléments préfabriqués en béton armé.
Des joints de dilatation doivent également être réalisés, des pièces scellées mises en place et toutes les ouvertures nécessaires pour le passage des réseaux doivent être percées. Les zones des maçonneries auxquelles le complexe d'étanchéité sera raccordé doivent être enduites sur la hauteur de relevé.
Le front de travail est divisé en sections, qui, à leur tour, sont divisées en sous-sections. Les travaux sur chaque sous-section doivent être terminés en une journée de travail. Tous les outils, équipements et matériaux nécessaires doivent être livrés sur le lieu de travail, et le personnel exécutant doit être familiarisé avec la technologie et l'organisation des travaux.
Un monte-matériaux de chantier est utilisé pour acheminer les matériaux sur le toit.
- Réceptionner les structures porteuses et les acrotères de toiture.
- Sceller les joints entre les éléments préfabriqués en béton armé.
- Réaliser les détails des joints de dilatation.
- Mettre en place les pièces scellées et percer les ouvertures pour les réseaux.
- Enduire les zones des maçonneries sur la hauteur de relevé de l'étanchéité.
- Préparer les outils, les équipements et le matériel.
- Acheminer les matériaux et les produits sur le lieu de travail.
- Familiariser le personnel exécutant avec la technologie et l'organisation des travaux.
- Diviser le front de travail en sections et sous-sections pour une exécution par équipe.
3. Mise en œuvre de la couche pare-vapeur
Les travaux de mise en œuvre du pare-vapeur comprennent la préparation de la surface, l'application d'un primaire et la pose du matériau pare-vapeur. Les boucles de levage dépassant du plan des dalles doivent être coupées à l'aide d'un chalumeau oxygaz ou à essence.
La surface du support est dépoussiérée à l'aide de brosses, d'un aspirateur industriel ou d'un jet d'air comprimé 1 à 2 jours avant l'application du primaire. La surface dépoussiérée ne doit pas dépasser le rendement journalier de l'équipe pour l'application du primaire.
Les défauts de surface des dalles, tels que les joints, les éclats, les nids de poule et les cavités de plus de 5 mm, sont nivelés avec un mortier de ciment-sable de classe de résistance d'au moins 5 MPa (par exemple, C3.5/4.25).
La surface du mortier est lissée à la taloche, en assurant le curing de la couche conformément aux exigences de durcissement des mortiers de ciment. Les zones humides du support sont séchées à l'aide d'appareils de chauffage.
- Couper les boucles de levage saillantes à l'aide d'un chalumeau oxygaz ou à essence.
- Dépoussiérer la surface avec des brosses, un aspirateur industriel ou de l'air comprimé 1 à 2 jours avant l'application du primaire.
- Niveler les défauts (>5 mm) avec un mortier de ciment-sable de classe de résistance d'au moins 5 MPa, lisser la surface et assurer le curing du mortier.
- Sécher les zones humides du support par voie thermique.
- Appliquer un primaire sur la surface des dalles en béton armé de manière mécanisée (pour des surfaces supérieures à 500 m²) ou manuellement (pour des surfaces inférieures à 500 m²).
- Coller des bandes de matériau en rouleaux sur les joints entre les dalles à l'aide d'un mastic, appliqué uniquement d'un côté du joint.
- Réaliser une étanchéité pare-vapeur par enduit en appliquant un mastic bitumineux ou bitumino-polymère en une couche de 2 mm d'épaisseur (mécaniquement ou manuellement).
- Poser le matériau pare-vapeur en rouleaux à sec avec un recouvrement des lés de 7 cm, en collant les joints avec un mastic bitumineux à froid. Commencer la pose à partir des points bas et des évacuations d'eaux pluviales.
4. Mise en œuvre de la couche d'isolation thermique
La couche d'isolation thermique peut être réalisée à partir de divers matériaux, y compris un isolant en vrac ou des panneaux de laine minérale. Lors de la mise en œuvre d'une isolation thermique en vrac de gravier d'argex, on reporte d'abord les niveaux supérieurs de l'isolation sur les acrotères et les plots de guidage.
Ensuite, on installe des règles de guidage tous les 3 à 4 m, en vérifiant leur position. Le matériau en vrac préparé est réparti en bandes puis compacté. Lors de l'utilisation d'un platelage métallique profilé comme support, il est posé sur les pannes en créant des pentes transversales et longitudinales vers les évacuations d'eaux pluviales.
- **Isolation thermique en vrac :** Reporter les niveaux supérieurs de l'isolation, installer et vérifier les règles de guidage tous les 3 à 4 m, répartir et compacter le matériau en vrac.
- **Isolation thermique sur platelage métallique profilé :** Sur la couche pare-vapeur prête, poser la couche inférieure de panneaux de laine minérale de rigidité élevée, puis la couche supérieure de panneaux rigides. Fixer les panneaux avec des rondelles d'ancrage en plastique à l'aide d'une visseuse électrique.
- **Isolation thermique en panneaux de laine minérale sur dalles en béton armé :** Reporter les niveaux, préparer les panneaux, poser en deux couches, en commençant par le point le plus haut, en les pressant fermement les uns contre les autres. La couche inférieure des panneaux doit être collée avec un mastic bitumineux en bandes de 150 à 200 mm de large avec un espacement de 250 à 300 mm. Remplir les cavités et les éclats avec des granulats. La création de pentes longitudinales dans les noues est assurée par la pose de deux couches supplémentaires de panneaux de laine minérale, suivies d'une découpe pour obtenir des pentes douces. Découper les logements pour les collerettes des évacuations d'eaux pluviales et les installer.
- **Isolation thermique combinée :** Lors de la création des pentes, étaler d'abord le matériau en vrac en une couche d'épaisseur variable, puis poser les panneaux de béton cellulaire hydrophobisés ou de laine minérale bord à bord, assurant un drainage fiable.
5. Réalisation de la chape de régularisation
Une chape de ciment-sable est réalisée avec une épaisseur d'au moins 30 mm. Pour assurer la planéité, des guides en tubes sont installés avec un espacement de 1,5 à 2,0 m. Le mortier est appliqué en bandes, nivelé et lissé à la règle sur les guides.
Le processus est exécuté en deux étapes : d'abord, les bandes impaires sont coulées, puis, après le durcissement du mortier, les bandes paires. Le mortier est alimenté par des pompes à mortier ou à l'aide de chariots à roues pneumatiques.
Des joints de dilatation doivent être prévus dans la chape tous les 4 mètres. Aux points de raccordement du complexe d'étanchéité aux murs, acrotères, gaines techniques et descentes, des congés de raccordement d'un rayon d'au moins 100 mm sont réalisés.
Après l'atteinte de la résistance, la chape de ciment-sable est enduite d'un primaire bitumineux à froid, appliqué à la brosse, au rouleau ou au pistolet (pour une surface de toiture supérieure à 200 m²).
Alternativement, une chape de régularisation en enrobé bitumineux peut être réalisée, posée en bandes d'une largeur maximale de 2 m et compactée avec un rouleau d'une masse d'au moins 50 kg.
- Installer des guides en tubes avec un espacement de 1,5 à 2,0 m.
- Appliquer le mortier en bandes, en le nivelant et le lissant à la règle (d'abord les bandes impaires, puis les paires après prise).
- Réaliser des joints de dilatation tous les 4 m.
- Former des congés de raccordement d'un rayon d'au moins 100 mm aux points de raccordement.
- Après l'atteinte de la résistance de la chape, appliquer un primaire bitumineux à froid.
- Si nécessaire, poser une chape en enrobé bitumineux en bandes jusqu'à 2 m de large et la compacter avec un rouleau d'une masse d'au moins 50 kg.
6. Mise en œuvre de l'étanchéité en membrane bitumineuse soudable
Avant le début de la pose du revêtement de toiture, un contrôle qualité rigoureux est effectué sur le support, le respect des pentes, l'achèvement de tous les travaux de construction et d'assemblage précédents, ainsi que la présence et la conformité des matériaux.
Le matériau en rouleaux est soudé à la flamme (thermofusible) ou collé par ramollissement de la couche de revêtement à la chape, à la surface en béton, à l'isolant ou à toute autre couche inférieure. Les travaux sont exécutés par sections, en commençant par les points bas vers les points hauts, le déroulement et le collage des lés s'effectuant dans le sens opposé à l'écoulement de l'eau.
Pour la thermofusion du matériau avec fusion du mastic, le rouleau est déroulé sur 1,5 à 2,0 m, puis le chalumeau à gaz fait fondre la couche de mastic, en tenant la buse du chalumeau à une distance de 100 à 200 mm du rouleau par des mouvements pendulaires.
Après la formation d'un cordon de mastic fondu, le rouleau est déroulé, en lissant et en pressant le lé sur le support. Ce cycle est répété. La vitesse de collage est contrôlée visuellement par la formation du cordon de mastic fondu.
Le recouvrement des lés adjacents doit être de 70 mm pour les couches inférieures et de 100 mm pour la couche supérieure. Lors de l'utilisation d'un matériau en rouleaux perforé en première couche, il est soudé uniquement sur les bords ; le mastic fondu de la deuxième couche pénètre dans les perforations, renforçant l'adhérence et assurant l'équilibrage de la pression partielle des vapeurs.
- Préparer le support, marquer la position du premier lé.
- Dérouler le rouleau sur 1,5 à 2,0 m, puis le ré-enrouler depuis une extrémité.
- Allumer le chalumeau à gaz et diriger la flamme sur la couche de mastic du matériau en rouleaux à une distance de 100 à 200 mm, en effectuant des mouvements pendulaires.
- Dès l'apparition d'un cordon de mastic fondu, dérouler le rouleau, lisser et presser le lé sur le support.
- Répéter le cycle pour toute la longueur du lé et pour tous les lés suivants, en respectant un recouvrement de 70 mm pour les couches inférieures et de 100 mm pour la couche supérieure.
- Lors de l'utilisation de matériau perforé en première couche, le souder uniquement sur les bords.
- Lors de l'utilisation de la méthode par ramollissement du mastic (à une température non inférieure à +5°C), appliquer un solvant (kérosène/essence) sur la face arrière du lé à l'aide d'une installation spéciale, puis compacter avec un rouleau. Coller les joints et raccords avec un mastic bitumineux chaud.
7. Traitement des relevés et des évacuations d'eaux pluviales
Le raccordement de la couche d'étanchéité aux acrotères est réalisé en faisant remonter les extrémités des lés du revêtement principal de toiture sur le congé de raccordement. Ensuite, des pièces prédécoupées de matériau en rouleaux de 2 à 3 m de long sont préparées et l'on procède au collage des zones de raccordement.
La pièce est posée à l'endroit du raccordement, pliée en deux ; on colle d'abord la partie horizontale inférieure, puis on fait fondre le mastic de la partie verticale retournée et on la presse contre le mur.
Ce processus est répété pour toutes les couches. Des tasseaux de bois traités sont préalablement fixés à l'acrotère avec des chevilles ou des clous dans des tampons incorporés. Après le collage des pièces, des bavettes métalliques sont installées, fixées avec des vis autotaraudeuses, et le bord supérieur du complexe d'étanchéité est enduit d'un mastic durcissable.
Dans les cas où il y a une saignée dans le mur, l'acrotère ou la gaine, des liteaux sont fixés dans la saignée, sur lesquels sont collés les tableaux du matériau en rouleaux ; puis le bord supérieur du complexe d'étanchéité est fixé au liteau avec des clous.
Ensuite, un solin métallique est installé, fixé avec des clous ou des chevilles au liteau, et le joint entre le solin et le bord supérieur de la saignée est scellé avec un mastic d'étanchéité.
- **Raccordement aux acrotères :** Faire remonter les extrémités des lés du revêtement principal sur le congé de raccordement. Préparer des pièces prédécoupées de matériau en rouleaux (2 à 3 m de long). Coller les pièces à l'endroit du raccordement, en commençant par la partie horizontale, puis la verticale. Fixer préalablement des tasseaux traités à l'acrotère, installer des bavettes métalliques, enduire le bord supérieur de l'étanchéité avec un mastic durcissable.
- **Raccordement aux murs avec saignée :** Fixer les liteaux dans la saignée. Coller les pièces de matériau en rouleaux en couches supplémentaires. Fixer le bord supérieur du complexe d'étanchéité au liteau avec des clous. Installer un solin métallique, le fixer et sceller le joint entre le solin et la saignée avec un mastic d'étanchéité.
- **Installation des évacuations d'eaux pluviales :** Vérifier les niveaux de la chape/isolant. Coller deux couches de tissu de verre avec du mastic chaud sous la collerette de l'évacuation. Installer le raccord inférieur avec sa collerette, en appliquant du mastic chaud sous la collerette et en scellant soigneusement le joint périmétrique. Calfeutrer le raccord du raccord avec la descente. Coller les couches du revêtement principal de toiture sur la collerette, découper l'ouverture. Installer le crapaudine de l'évacuation, en appliquant un mastic durcissable sur les parois du raccord inférieur et en le fixant avec des vis. Sceller le joint périmétrique du crapaudine avec du mastic bitumineux chaud.
8. Exigences de qualité et réception des travaux
Au cours de la mise en œuvre de la toiture en matériau en rouleaux soudable, un contrôle qualité de production complet est effectué, incluant le contrôle à réception des matériaux et produits, le contrôle opérationnel de l'exécution des travaux d'étanchéité et le contrôle de réception des travaux achevés.
À toutes les étapes, un contrôle par inspection est réalisé par les représentants du contrôle technique du maître d'ouvrage. Le contrôle à réception des matériaux consiste à vérifier leur conformité à la documentation du projet, aux spécifications techniques et aux fiches techniques, qui doivent être fournis par le fabricant pour chaque lot.
La forme et les dimensions principales des produits sont vérifiées visuellement et par sondage. La réalisation de chaque élément de toiture suivant n'est autorisée qu'après la réception de l'élément inférieur correspondant, avec établissement d'un procès-verbal de constatation des travaux cachés.
- **Contrôle à réception des matériaux :** Vérification des documents d'accompagnement relatifs à la qualité (ISO 9001/ISO 14001 applicable), inspection visuelle, vérification par sondage des dimensions géométriques.
- **Contrôle opérationnel du pare-vapeur :** Vérification visuelle des propriétés des matériaux et de la préparation du support, contrôle de la qualité d'application/pose.
- **Contrôle opérationnel de l'isolation thermique :** Mesure des écarts d'épaisseur de la couche (tolérance +10%, mais pas plus de 20 mm), des écarts par rapport à la pente spécifiée (à l'horizontale ±5 mm, à la verticale ±10 mm, pente non supérieure à 0,2%), de l'ampleur des décalages entre éléments (pas plus de 5 mm), de la largeur des joints (pas plus de 5 mm lors du collage, pas plus de 2 mm lors de la pose à sec).
- **Contrôle opérationnel de la chape :** Mesure de l'épaisseur de la couche (au moins 30 mm), contrôle du respect des plans, niveaux et pentes selon le projet. Contrôle visuel de l'absence de nids de poule et de fissures. Contrôle de la résistance (ciment-sable ≥5 MPa (C3.5/4.25), enrobé bitumineux ≥0,8 MPa, ciment-sable sur isolation thermique en vrac ≥10 MPa (C8/10)).
- **Contrôle opérationnel de l'étanchéité :** Contrôle de la qualité de l'application du primaire sur le support, du sens de collage (des points bas vers les points hauts), de l'ampleur du recouvrement (au moins 70 mm dans les couches inférieures, 100 mm dans la couche supérieure). Contrôle visuel de la qualité de l'adhérence et de l'absence de défauts (bulles, gonflements, déchirures). Mesure de la résistance à l'arrachement des couches (rupture dans le matériau, ≥0,5 MPa, au moins 4 fois par équipe).
- **Contrôle de réception :** Évacuation de l'eau sur toute la surface de la toiture sans fuites. Établissement de procès-verbaux de constatation des travaux cachés à chaque étape.