Impact environnemental des toitures plates 2013/03.06

Les possibilités de conception, de composition et les méthodes de construction des toitures plates sont nombreuses. Afin d'avoir un meilleur aperçu des solutions techniques préférables d'un point de vue environnemental, cet article traite de l'impact environnemental de certaines compositions de toitures plates courantes en Belgique en se basant sur des analyses du cycle de vie (ACV, ou LCA pour Life Cycle Analysis).

Organisation de l'étude

Une ACV permet de quantifier l'impact environnemental d'un produit, d'un élément de construction ou d'un bâtiment au cours des diverses phases de son cycle de vie : production, construction, utilisation et fin de vie (voir Infofiche 64). Cette ACV porte sur 1 m² d'une toiture plate non accessible ayant une portée de 6 m et une valeur U de 0,2 W/m²K. L'étude considère une durée de vie de 60 ans pour l'ensemble de la toiture avec un seul remplacement de l'étanchéité et des enduits intérieurs.

Comme référence, nous avons choisi une toiture plate chaude constituée d'une structure portante en béton, d'un pare-vapeur, d'une couche d'isolation PUR et d'une double couche de bitume polymère (voir 1 dans le graphique). Ensuite, d'autres solutions courantes avec différents types d'étanchéités (EPDM ou PVC), d'isolants (laine de roche, verre cellulaire ou EPS), de supports (bois ou acier) et/ou de revêtements de plafond (enduit au plâtre ou plaque de plâtre enrobée de carton sur une sous-structure en bois ou en métal) ont été analysées. Le type de pente (béton de pente ou lattes en bois) et de pare-vapeur (bitume ou feuille PE) et le mode de fixation de l'isolant et de l'étanchéité (soudé, collé, fixé mécaniquement ou libre avec lestage) sont adaptés en fonction des autres composants de la toiture. Cet article traite uniquement d'une sélection de six variantes sur les treize analysées.

Influence des éléments de la toiture

Les résultats de l'ACV indiquent au moyen de points ReCiPe (*) l'impact environnemental des diverses solutions étudiées (voir figure). Il en ressort que les différences sont généralement faibles. Ces résultats indiquent néanmoins que les toitures avec un plancher porteur en béton (sans couche de compression sur les hourdis, de 1 à 4) ont un impact moins important que celles avec une structure portante en bois (5) ou en acier (6). Cette différence est principalement due à l'impact plus important des éléments en acier ou en bois et du revêtement de plafond utilisé pour ces toitures (plaques de plâtre enrobées de carton sur une sous-structure en bois ou en métal au lieu d'un enduit à base de plâtre projeté). Logiquement, l'absence d'un revêtement de plafond réduit l'impact (-15 % pour les toitures en acier, par exemple). Concernant les solutions avec hourdis, une couche de compression augmente de 50 % l'impact de la structure portante en béton. réduisant ainsi l'écart entre les toitures en béton, en bois et en acier.

L'impact environnemental des toitures isolées à l'aide de PUR (1), de laine de roche (2) ou de verre cellulaire (3) n'est pas le même surtout en raison de différentes valeurs lambda et densités des isolants (ce qui mène à une quantité différente de matériau nécessaire par m²) et, éventuellement, du mode de fixation de l'isolant (le verre cellulaire dans un bitume chaud, par exemple).

L'impact environnemental global de la toiture plate est plus important avec des membranes d'étanchéité synthétiques collées (5) qu'avec des membranes à base de bitume polymère soudées (1, 2 et 3). Toutefois, ceci est principalement dû au remplacement nécessaire de la couche d'isolation qui a été détériorée lors du remplacement des étanchéités de toiture collées (EPDM ou PVC). En revanche, en ce qui concerne l'étanchéité à base de bitume polymère, une nouvelle couche est simplement soudée au-dessus de l'étanchéité existante et l'isolant est conservé. Les systèmes de toiture posés en indépendance, mais lestés (4), les étanchéités fixées mécaniquement (6) ou des méthodes innovantes de mise en œuvre peuvent apporter une solution à ce problème.

Conclusion

Les ACV révèlent que le choix d'une composition de toiture spécifique et sa mise en œuvre peuvent avoir un impact sur le plan environnemental. Choisir un système de toiture en pose libre ou fixé mécaniquement, par exemple, permet d'éviter de devoir remplacer l'isolation en cas de rénovation d'une membrane d'étanchéité synthétique. Il faut donc utiliser les matériaux de façon rationnelle, toutefois sans faire de concession sur la qualité technique et fonctionnelle du bâtiment.


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A. Janssen, dr. sc., chef de projet, laboratoire Développement durable, CSTC

Etude réalisée dans le cadre de la Guidance technologique 'Ecoconstruction et développement durable en Région de Bruxelles-Capitale', subsidiée par InnovIRIS
(*) La méthode ReCiPe permet de calculer l'impact sur 17 indicateurs environnementaux individuels. Plus les points sont élevés, plus l'impact est important.