Toiture chaude, toiture froide : quels enjeux ?

Objet d’un récent webinaire à La Compagnie des Toits, nous vous proposons de passer en revue les caractéristiques techniques de ces deux types de toitures, leurs avantages et leurs limites, mais aussi les erreurs à éviter dans leur mise en œuvre ou leur entretien.

Les différences entre toiture froide et toiture chaude

Toiture froide : principe et composition et exemples

Pour la toiture froide, le DTU 40.35 donne la définition suivante : des « toitures caractérisées par la présence en sous-face de la plaque nervurée d’une lame d’air ventilée avec l’air extérieur ».

En clair, dans une toiture froide, l’isolant est situé sous la charpente et n’est pas en contact direct avec le matériau de couverture-étanchéité. La lame d’air qui les sépare sert à ventiler la sous-face du matériau (tuile, ardoise, tôle d’acier nervurée…).

Il peut s’agir par exemple, d’un hangar métallique isolé après coup, avec un isolant intérieur sous bac acier et une ventilation, via les nervures du bac ou d’un bâtiment ancien, dans lequel on isole le plancher des combles, ventilant ainsi tout le volume sous les tuiles.

Toiture chaude : principe, composition et exemples

Pour la toiture chaude, le Document Technique Unifié (DTU) 40.35 donne cette définition : des « toitures isolées en sous-face des plaques nervurées et caractérisées très généralement par l’absence d’une lame d’air entre la sous-face de la couverture et l’isolation. Lorsqu’une lame d’air existe, elle n’est pas ventilée avec l’air extérieur ».

On désigne généralement par toiture chaude une toiture isolée de la manière suivante : un support, un pare-vapeur, un isolant, une couche d’étanchéité et une couverture. Composée des mêmes éléments que la toiture froide, la seule différence repose alors sur l’absence de la lame d’air provenant de l’extérieur. À la place, la toiture chaude possède un pare-vapeur qui protège de la moisissure et de la condensation.

La toiture chaude est un système souvent utilisé pour isoler des toitures-terrasses (isolant rigide sur dalle béton, pare-vapeur dessous et membrane au-dessus) ou des bâtiments logistiques (isolant sur bac acier, celui-ci jouant le rôle de pare-vapeur s’il est non perforé).

La notion essentielle, le point de rosée

Entre la toiture froide et la toiture chaude, la différence se résume à une question de stratégie face à l’humidité et à la chaleur. Il s’agit avant tout d’un enjeu de performance énergétique et de durabilité, lié à la maîtrise de l’humidité, et donc au point de rosée.

Le point de rosée, c’est la température à laquelle la vapeur d’eau se transforme en eau liquide. Si ce phénomène se produit dans l’épaisseur de la toiture, la condensation entraîne corrosion, moisissures et dégradations.

Leurs impacts sur la performance énergétique et la durabilité

En matière de performance énergétique, la toiture froide perd en efficacité : sa lame d’air ventilée refroidit la paroi et réduit la performance réelle de l’isolant. C’est l’effet négatif de l’air en mouvement à l’intérieur du complexe.

La toiture chaude, quant à elle, ne subit aucune circulation d’air interne : l’isolant fonctionne à 100 % de son potentiel, et la position du pare‑vapeur maintient le point de rosée à l’extérieur, ce qui protège matériaux et structure.

En matière de durabilité, une toiture froide correctement ventilée, avec un flux d’air équilibré, peut durer longtemps. Mais si le flux est interrompu, un phénomène de condensation peut se produire. Étant plus froid que l’air ambiant ou insuffisamment ventilé, le choc des températures crée alors de la vapeur d’eau qui condense, ce qui peut à terme endommager l’étanchéité (apparition de cloques et déformation de la membrane), l’isolation thermique (humidification de l’isolant qui perd ses propriétés) et même les matériaux du toit (tuiles devenant gélives…).

La toiture chaude, quant à elle, limite ce risque en maintenant la structure porteuse au-dessus du point de rosée, mais cela suppose que le pare-vapeur soit parfaitement continu.

Les enjeux techniques des ponts thermiques

Les ponts thermiques sont des zones de la paroi où la résistance thermique est plus faible, favorisant les pertes de chaleur et pouvant créer des zones froides, où la température descend sous le point de rosée.

Ils apparaissent aux fixations traversantes (vis métalliques traversant l’isolant), aux jonctions mal traitées, entre panneaux isolants et aux appuis structurels, reliant directement zone chaude et zone froide.

Ces ponts thermiques entraînent une baisse de la performance énergétique du bâtiment, mais aussi une condensation localisée, si le point de rosée se forme, à l’origine des désagréments mentionnés ci-dessus (corrosion et moisissures).

Pour limiter ces ponts thermiques, il s’agit de soigner la conception et d’assurer la continuité de l’isolation, de manière à réduire les contacts directs entre l’intérieur chaud et l’extérieur froid.

Conception, rénovation et entretien, les erreurs à éviter

Capitale pour maîtriser la position du point de rosée et pour éviter la condensation interne, la règle des 2/3 – 1/3 stipule qu’un maximum d’un tiers de la résistance thermique totale de la toiture, doit se situer côté intérieur (avant le pare‑vapeur), et au moins deux tiers, côté extérieur (après le pare‑vapeur). Cette règle de conception est rappelée dans les recommandations professionnelles « Isolation thermique des sous-faces des toitures chaudes à élément porteur en bois» parues en juillet 2014.

Et, point important, dans ce « tiers intérieur », on inclut l’isolant intérieur et toute lame d’air immobile, côté chaud. En effet, un air confiné agit comme isolant : il freine les échanges par conduction et rayonnement. Par contre, si cet air bouge (courant d’air, défaut d’étanchéité), il perd ce rôle et devient une source de déperdition, entraînant la chute de la température au niveau du pare‑vapeur et la migration du point de rosée, dans cette zone, créant condensation et dégradations.

Autrement dit, si l’on dispose d’une lame d’air dans le tiers intérieur, elle ne doit jamais être ventilée. Elle doit rester parfaitement immobile, pour conserver sa fonction isolante et protéger le pare-vapeur.

Notez qu’en rénovation, le piège classique est d’ajouter un pare‑vapeur, au-dessus un plafond intérieur existant. En procédant ainsi, on emprisonne l’humidité entre deux barrières, ce qui est absolument désastreux.

En entretien, seules les toitures froides sont concernées. Il s’agit de maintenir les orifices de ventilation dégagés (feuilles, nids, poussières…), faute de quoi, l’air cesse de circuler et le point de rosée peut apparaître à l’intérieur de la structure. Les DTU série 40 rappellent expressément cette exigence.

Les critères de choix entre la toiture froide et la toiture chaude

Bien que la toiture chaude puisse apparaître comme la solution la plus avantageuse, le choix entre les deux types de toiture dépend directement de leur zone d’implantation. Il est nécessaire de tenir compte des trois critères suivants :

• Le premier critère d’évaluation est la production d’humidité intérieure. On ne peut pas envisager une toiture chaude pour une piscine dans laquelle une centrale de traitement de l’air ne serait pas prévue à cause des risques de condensation de la vapeur d’eau, mais elle serait parfaite dans le cas d’un entrepôt. Exemples de conditions d’emploi des procédés d’isolation en fonction de l’hygrométrie des locaux :

DTU 40.35

• Le deuxième critère correspond à la bonne gestion du pare-vapeur. Par exemple, dans le cas des plafonds suspendus, exigeant le percement du pare-vapeur, la toiture chaude sera donc à prohiber.
• Le troisième critère correspond à la faisabilité du projet. Si l’architecture de la toiture interdit toute ventilation, il devient impératif de passer par la toiture chaude.

Pour vous assurer de faire un choix éclairé sur le type de toiture à privilégier, il est essentiel de se poser ces trois questions : « À quoi sert principalement votre bâtiment ? », « Est-il exposé à un climat rigoureux ou plutôt doux ? » et « Souhaitez-vous privilégier la simplicité d’entretien ou l’efficacité énergétique ? ». Naturellement, le mieux est de vous faire accompagner par un expert de la question : entre toiture chaude et toiture froide, un expert de La Compagnie des Toits saura vous aider à vous positionner.

Vous souhaitez être accompagnés dans le choix du type de toiture ?
Une urgence, un besoin d’intervention, une question ?
Prenez contact avec l’une de nos agences.