Les panneaux sandwich en couverture

Les panneaux sandwich sont des éléments de couverture à parement métalliques comportant une âme isolante. Ils assurent la double fonction de couverture et d’isolation de la paroi de toiture.
16:5828/05/2018
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Leur mise en œuvre (nervures posées parallèlement à la ligne de plus grande pente) se rapproche de celle des plaques nervurées traditionnelles visées par le DTU 40.35. L’utilisation des panneaux sandwich en couverture nécessite néanmoins un dimensionnement à partir des exigences thermiques et des charges appliquées, afin de déterminer le type et l’épaisseur du panneau ainsi que les modes et la densité de fixation. Les panneaux relèvent ainsi de la procédure d’Avis Technique. Les fabricants de panneaux sandwich assurent à la demande des entreprises une assistance technique, concernant les conditions de pose (portée maximale en fonction de la charge, type de fixations…).

 

Choix des panneaux

 

Les panneaux sandwich relèvent de la norme NF EN 14509 « Panneaux sandwiches autoportants, isolants, double peau à parements métalliques - Produits manufacturés – Spécifications ». Cette norme vise de façon générale les produits pour couvertures, bardages, Dossiers techniques parois extérieures, cloisons et plafonds dans l'enveloppe du bâtiment. Elle inclut également les panneaux utilisés dans des applications pour chambres froides et entrepôts frigorifiques.

 

Concernant l’utilisation en couverture, les performances mécaniques des panneaux sandwich et de leurs assemblages sont déterminés par référence à la norme NF EN 14509 et de son complément national XP P34-900/CN.

 

Les panneaux de couverture sont constitué d’une âme isolante en polyuréthane rigide (PUR), en polyisocyanurate (PIR) ou en laine de roche. Les parements sont en acier S250 GD minimum d’épaisseur nominale minimale 0,5 mm en extérieur et 0,4 mm en intérieur. Le revêtement des parements est choisi en adéquation avec les ambiances intérieure du local et extérieure du bâtiment.

 

Les panneaux sandwich sont destinés aux locaux à faible ou moyenne hygrométrie des bâtiments industriels, agricoles et tertiaires. Pour les bâtiments régit par le code du travail dont le plancher du dernier niveau est supérieur à 8 m du sol, ainsi que pour les établissements recevant du public, la réglementation incendie impose des performances de réaction au feu de la paroi de toiture. L’Avis Technique du panneau précise le domaine d’emploi visé. Les panneaux doivent bénéficier d’un rapport de classement en réaction au feu en cours de validité réalisé par un laboratoire agréé.

 

Conception de la couverture

 

De manière générale, les couvertures en panneaux sandwich ont une longueur de rampant d’un seul tenant limitée à 40 m pour des panneaux dont la hauteur d’onde des nervures est supérieure ou égale à 35 mm. La longueur maximale de rampant sera de 30 m pour des panneaux ayant une hauteur de nervure comprise entre 25 et 35 mm.

Les portées de panneaux sont définies au cas par cas selon les charges appliquées. Dans tous les cas, elles ne peuvent dépasser 6 m pour les panneaux à âme polyuréthane et 5 m pour les panneaux en laine de roche.

 

La couverture est conçue de telle façon que les nervures des panneaux soient parallèles à la ligne de plus grande pente.

 

Les panneaux doivent comporter au moins un joint intégré à l’emboitement en usine. Le joint appliqué en sommet de nervure peut être mis en œuvre sur chantier. 

Par ailleurs, il est rappelé que les panneaux sandwich ne sont pas prévus pour être isolés en sous-face.

 

Conditions préalables à la pose

 

Les panneaux sont posés sur des pannes en acier, en béton avec inserts métalliques ou en bois. La structure porteuse assure également le contreventement sans participation des panneaux sandwich. Ces panneaux préfabriqués ne participent pas à la stabilité des ouvrages Les pannes doivent être alignées avec une tolérance de 1/500ème de l’entraxe sans dépasser 8 mm. L’alignement horizontal est de 1 mm par mètre de longueur.

La portée maximale des panneaux ainsi que les modes et densité de fixation sont définis par dimensionnement en fonction des actions permanentes, des charges climatiques (neige, vent), d’une charge concentrée (sécurité à la pose) et d’éventuelles charges accidentelles, ainsi que des capacités résistantes des assemblages (résistance de la fixation à l’arrachement, résistance de l’ancrage, résistance de l’ensemble panneau/fixation au déboutonnage). Les fiches techniques des fabricants de panneaux permettent de déterminer la portée utile des panneaux.

 

Les conditions d’appui en partie courante sont définies dans le schéma ci-dessous. Par ailleurs, la largeur minimale du support au droit des jonctions transversales entre panneaux est de 65 mm pour les supports métalliques et 90 mm pour les pannes en bois.
La largeur de repos minimale en extrémité de panneau est de 30 mm.

Mise en œuvre

 

Ce procédé est principalement destiné à la réalisation de couverture de formes simples comportant peu de pénétrations.

 

Il convient par ailleurs d'éviter les découpes de panneaux sur le chantier. La réalisation de pénétration de grandes dimensions intéressant plusieurs largeurs de panneaux nécessite une étude de calepinage pour s'assurer de la compatibilité avec les caractéristiques spécifiques de la couverture en panneaux sandwich.

 

Un chevêtre doit être prévu autour des pénétrations intéressant une dimension (largeur ou longueur) supérieure à 400 mm.

 

Pentes minimales des panneaux sandwich en climat de plaine

 

Configuration de la couverture

Simultanément : pas de pénétration, pas de plaques translucides et panneaux de longueur égale à celle du rampant

Hauteur des nervures
h (mm)
Zones I et II - Situation climatique protégée ou normale

Zones I et II - Situation climatique exposée Zone III - Toutes situations climatiques 
h ≥ 35mm
5%  5%1  5% 1
 h > 35mm 7%   10% 2  15%
 h ≥ 35mm  7%  10%2

 h ≤ 500m : 10%2

500m < h ≤ 900m : 15%2

 h < 35mm  10%2  15%2  15%2

Configuration de la couverture

Autres cas


Hauteur des nervures
h (mm)

Zones I et II - Situation climatique protégée ou normale

Zones I et II - Situation climatique exposée  Zone III - Toutes situations climatiques 
 h ≥ 35mm 7%   10%2 

 

h ≤ 500m : 10%2

500m < h ≤ 900m : 15%2

 

 
  h < 35mm 10%2    15%2  15%2 

Les zones climatiques et situations sont celles du DTU 40.35.

  1. Pour les pentes de couverture inférieures à 7%, un complément d’étanchéité doit être appliqué au droit du recouvrement longitudinal des parements extérieurs des panneaux sandwich
  2. Lorsque la couverture ne comprend pas de plaques nervurées translucides tout en présentant des pénétrations ou des joints transversaux de panneaux sandwich, la pente minimale peut être ramenée à 7 % en utilisant des compléments d’étanchéité transversaux et longitudinaux.

Traitement des recouvrements

 

Les panneaux comportent un joint intégré en usine à l’emboitement.

 

Des compléments d’étanchéité supplémentaires peuvent être nécessaires aux recouvrements transversaux selon la longueur de recouvrement des panneaux. Ils sont indispensables dans tous les cas pour les pentes inférieures à 7 %, pour les couvertures en zone III de concomitance vent-pluie et pour le traitement des points singuliers.

 

Ce tableau précise les valeurs de recouvrement transversaux selon la zone de concomitance vent-pluie.

 

Recouvrements transversaux entre panneaux

Pente p (%)
Zones1 I et II Zone1 III 
 7% ≤ p < 10% 300mm minimum
ou 150 à 200mm + CE 
150 à 200mm + CE 
 10% ≤ p < 15% 200mm minimum
ou 150 à 200mm + CE 
300mm minimum 
ou 150 à 200mm + CE 
 p ≥ 15% 150mm minimum  200mm minimum 
ou 150 à 200mm + CE 

CE : Complément d’étanchéité

  1. Les zones sont les zones climatiques du DTU 40.35.

Des compléments d’étanchéité peuvent également être utilisés lors de la pose dans le but de réduire les transferts de vapeur, le risque de condensation et la perméabilité à l’air aux niveaux des jonctions de panneaux et des ouvrages particuliers de couverture.

 

Les recommandations professionnelles « Couverture en panneaux sandwich à deux parements en acier et à âme polyuréthane » donnent des exemples de solutions d’amélioration d’étanchéité à l’air et de correction de ponts thermiques au niveau de la liaison de la couverture avec le bardage, les faîtages ou les lanterneaux.

 

Pour la pose en climat de montagne, la pente minimale est de 10 % pour les panneaux de hauteur de nervure supérieure ou égale à 35 mm. Des compléments d’étanchéité transversaux et longitudinaux sont nécessaires et le recouvrement transversal est de 200 mm. La couverture ne doit pas comporter de plaques translucides.

 

En climat de montagne, la pose de panneaux de hauteur de nervure inférieure à 35 mm n’est possible que si la couverture ne comporte aucune pénétration, aucune plaque translucide et aucun recouvrement transversaux (panneaux de la longueur du rampant).

 

Nature des fixations

 

Le choix des fixations est établi en fonction de la nature du support et de l’atmosphère extérieure.

Le tableau ci-dessous précise le type de fixation selon la nature du support.

 

La distance minimale de la fixation par rapport à l’extrémité d’un panneau est de 20 mm.

 

Par ailleurs, afin d’assurer une étanchéité correcte, il est nécessaire d’utiliser des fixations de couture qui solidarisent les panneaux entre eux ainsi que les façonnés aux panneaux. La répartition et l’espacement des fixations de couture sont indiqués dans l’Avis Technique du panneau.

  

Les fixations de couture sont des vis auto perceuses de diamètre minimal 4,8 mm et de longueur supérieure ou égale à 19 mm.

 

Elles sont placées aux recouvrements longitudinaux entre panneaux en sommet d’onde ou latéralement.

 

 

Nature des fixations 

 

  • Vis autoperceuse de diamètre minimal 5,5 mm : la longueur des vis est telle que le filetage doit être visible sous le support après la pose.
  • Vis autotauraudeuse de diamètre minimal 6,3 mm : la longueur des vis autotauraudeuse est telle que la vis dépasse sous le support d’au moins un diamètre

Nature des fixations

 

  • Tire-fond à visser de diamètre minimal 8 mm
  • Vis autoperceuse à bois de diamètre minimal 6,3 mm

 

 

La longueur est telle que la profondeur d’ancrage soit de 50 minimum.

Les recommandations professionnelles « Couvertures en panneaux sandwich à deux parements en acier et à âme polyuréthane » ont pour objet de définir les prescriptions minimales de conception et de mise en œuvre des couvertures en panneaux sandwich, traditionnels, à deux parements en acier et à âme polyuréthane (PUR/PIR) assemblée aux parements en acier par collage auto-adhésif.

 

Elles s'appliquent aux ouvrages de couverture réalisés en France métropolitaine à base de panneaux sandwich, pour des locaux à température positive dont l'hygrométrie intérieure est faible à moyenne et /ou la pression de vapeur est comprise entre 5 et 10 mmhg.

 

Les bâtiments visés sont de types industriels, commerciaux, tertiaires, bureaux, sportifs, agricoles, entrepôts, de hauteur maximum 50 m.

 

Afin d’aider les professionnels de chantier à s’approprier sur le terrain les règles de l’art, un calepin numérique illustre les bonnes pratiques d’exécution et les dispositions essentielles contenues dans les recommandations professionnelles RAGE « couvertures en panneaux sandwich à deux parements en acier et à âme polyuréthane » de décembre 2014.

 

Ces documents sont téléchargeables sur le site du Programme d'Action pour la qualité de la Construction et la Transition Energétique (PACTE) www.programmepacte.fr.

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