Les éléments porteurs

Quand on considère la toiture, l’élément porteur est la partie supérieure résistante du gros œuvre de la toiture qui, soit constitue elle-même le support du revêtement, soit sur laquelle repose l'isolant support du revêtement d'étanchéité puis le complexe de végétalisation dans le cas d’une toiture végétalisée. Quels sont les éléments porteurs, dans quels cas peuvent-ils ou non recevoir une végétalisation, qu’en est-il en cas de travaux neufs ou de rénovation ? C’est ce que l’Echo du bâtiment végétalisé vous propose de découvrir dans cette édition. Trois familles d’éléments porteurs Ces trois familles sont le béton, l’acier et le bois.
Pour chacun de ces éléments porteurs, les Règles professionnelles précisent les conditions de mise en œuvre, en neuf comme en rénovation.
Quelle que soit la nature de l’élément porteur, les RP TTV limitent les ouvrages de toiture à une pente de 20 %.
A noter que, dans le cas d’une rénovation, une étude de stabilité générale doit être réalisée, à la charge du maître d’ouvrage, menée par un bureau d’étude qualifié, prenant notamment en compte l’éventuel changement de destination de la toiture qui accueillerait une végétalisation. Cette étude doit entre autres s’assurer que l’ouvrage peut supporter les charges additionnelles.
Il faut souligner que les toitures et terrasses végétalisées au sens des règles Professionnelles ne sont pas par définition des ouvrages « accessibles ou circulables », même dans le cas d’un élément porteur béton. Le changement de destination d’une TTV en terrasse « accessible » n’est pas visé par les RPTTV. Le béton Cette famille comporte principalement les éléments porteurs en béton armé : ils doivent être conformes au NF DTU 20.12 « Gros œuvre en maçonnerie des toitures destinées à recevoir un revêtement d'étanchéité ». Leur pente minimale peut être nulle.

Dalle béton ayant reçu une végétalisation intensive L’acier Les Tôles d’Acier Nervurées (aussi désignées TAN) qui constituent les éléments porteurs peuvent être :

• conformes au NF DTU 43.3 « Travaux de bâtiment. Mise en œuvre des toitures en tôles d'acier nervurées avec revêtement d'étanchéité » (cas des TAN présentant une ouverture haute de nervure inférieure ou égale à 70 mm).
• conformes au Cahier de Prescription Technique (CPT) 3537_V2 du CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment) (cas des TAN dites « grandes portées », présentant une ouverture haute de nervure supérieure à 70 mm).
• ou sous Avis Technique visant un emploi comme élément porteur d’étanchéité.

Leur pente minimale est de 3 %.
Elles sont mises en œuvre conformément à leur texte de référence et sont fixées à l’ossature comme si elles recevaient une étanchéité autoprotégée car, dans le cas des toitures et terrasses végétalisées, on ne tient pas compte de la présence de la végétalisation dans la détermination du nombre de fixations.
Dans le cas d’une rénovation, l’étude particulière à effectuer, détaillée dans l’annexe K des RP TTV, doit prendre en compte un certain nombre d’éléments dont notamment les charges existantes et nouvelles envisagées, la mesure des portées et de l’épaisseur de la tôle, la qualification du module élastique de l’acier en effectuant les essais requis, la justification de la portée et de la flèche des tôles en fonction des efforts agissant et des capacités de résistance des tôles selon les référentiels indiqués dans les Règles professionnelles.

Les centres commerciaux, souvent avec élément porteur en bac acier, peuvent tout à fait recevoir une végétalisation Le bois Les éléments bois qui constituent les éléments porteurs peuvent être :

• des panneaux de particules, des panneaux de contreplaqué et du bois massif, conformes au NF DTU 43.4 « Toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois avec revêtements d'étanchéité »).
• des panneaux type OSB, conformes aux exigences de la norme NF EN 300 type OSB/3 ou OSB/4 et relevant respectivement des marques de qualité CTB-OSB 3 et CTB-OSB 4 qui permettent la vérification de la constance de la qualité de fabrication. Les RP TTV fixent des critères d’acceptabilité spécifiques (épaisseur minimale, longueur et largeur maximales) ainsi que des règles de dimensionnement et de mise en œuvre particulières pour cette famille.
• des panneaux structuraux type CLT ou caissons sous Avis Technique visant un emploi comme élément porteur d’étanchéité pour une toiture végétalisée.

Qu’il soit en bois ou en panneaux à base de bois, l’élément porteur devra avoir une pente minimale de 3%.
En cas de rénovation, les Règles professionnelles soulignent que, compte tenu de la difficulté à caractériser précisément la capacité portante du voligeage en bois ou des panneaux à base de bois existants, le remplacement systématique de l’élément porteur (au sens du ND DTU 43.4) est à prévoir.

Restaurant scolaire à Noisiel avec végétalisation sur élément porteur bois Résumé des pentes admissibles par élément porteur La nature de l’élément porteur induit la pente minimale admissible.
La stabilité dans le temps des protections végétalisées limite la pente maximale. Les RP TTV limitent la pente maximale des toitures végétalisées à 20 %, quelle que soit la nature de l’élément porteur.

Quelle végétalisation pour quel élément porteur ?

Compte tenu des capacités de résistances des différents éléments porteurs, ceux-ci ne pourront pas tous accueillir toutes les typologies de végétalisation. Ainsi, si le béton peut recevoir de l’extensif, du semi-intensif et de l’intensif, les toitures sur éléments porteurs bois ou TAN ne peuvent être végétalisées qu’avec de l’extensif et du semi-intensif.

La nature de l’élément porteur oriente donc de manière fondamentale les choix architecturaux y compris celui de la végétalisation.
Si le béton offre de plus vastes possibilités, les éléments porteurs bois et TAN permettent quant à eux la réalisation de toitures plus légères. Ainsi, végétaliser des toitures est possible dans de nombreuses situations !