Par : Bruno Bernard, chargé de projets – Laboratoire d’essai de toitures | EXP
Sathya Ramachandran, architecte, OAO, MIRAC, BArch, MASc, directeur en science du bâtiment | EXP

La conception et la construction de systèmes de toitures à pente faible des bâtiments au Canada ne se limitent plus à de simples assemblages de couches de matériaux de couverture, reposant sur les propriétés propres aux systèmes d’un manufacturier unique. À l’exception des assemblages de membranes de toiture protégées, les systèmes de toitures à pente faible construits au Canada selon le Code national du bâtiment du Canada doivent résister à l’arrachement dynamique sous l’action du vent. Cette résistance doit être mise à l’essai conformément à la norme CSA A123.21; Méthode d’essai normalisée de la résistance dynamique à l’arrachement sous l’action du vent des systèmes de couverture à membrane. Cette exigence a un impact majeur sur l’industrie de la toiture, obligeant les fabricants à concevoir, mettre à l’essai et évaluer la performance des systèmes de couverture complets. De plus, elle fait en sorte que tous les autres membres de l’équipe de projet, y compris les concepteurs et les installateurs, doivent jouer un rôle déterminant. Alors que l’industrie cherche à s’adapter aux exigences des codes actuels, les effets des changements climatiques exposent l’environnement bâti à des facteurs de stress environnementaux plus sévères. Des événements météorologiques extrêmes, tels que les vents forts, les tempêtes de pluie violentes, les fortes chutes de neige, les vagues de chaleur prolongées, ainsi que d’autres facteurs de stress, se font de plus en plus fréquents et intenses.

Face au climat en changement et à la sévérité des conditions climatiques anticipées, les exigences actuelles doivent être renforcées considérablement pour que les systèmes de toiture puissent résister aux charges accrues dues aux vents, gérer et contrôler une quantité grandissante de précipitations, et contrer les effets néfastes des hausses de température sur la durabilité. Pour répondre à ce besoin, le Conseil national de recherches Canada (CNRC) et le comité SIGDERS ont élaboré la norme CSA A 123.26; Exigences de performance pour la résilience climatique des systèmes de toiture à membrane à pente faible, qui traite de la sévérité liée aux vents et aux pluies.

Évolution de la norme CSA A123.21

En 1994, le CNRC a ouvert la voie en formant un groupe de recherche et de développement, le SIGDERS; Special Interest Group for the Dynamic Evaluation of Roofing Systems. Ce consortium est composé de représentants du milieu manufacturier, d’associations d’entrepreneurs, de laboratoires d’essai, de propriétaires immobiliers et de compagnies d’assurances. L’équipe a réalisé des travaux de recherche qui ont mené à l’élaboration de la norme CSA A123.21, Méthode d’essai normalisée de la résistance dynamique à l’arrachement sous l’action du vent des systèmes de couverture à membrane, publiée pour la première fois en 2004 et révisée en 2010, 2014 et 2020. La norme CSA A123.21 est référencée dans le Code national du bâtiment du Canada depuis l’édition 2015 et a été adoptée par les codes provinciaux, dont le Code de construction du Québec. Elle définit le principal moyen d’évaluer la résistance d’un système de toiture aux charges de vent calculées et est devenue un élément clé dans l’élaboration des devis de toiture.

Satisfaire aux exigences du code en matière d’arrachement sous l’action du vent

Pour se conformer aux normes de résistance à l’arrachement sous l’action du vent, les conceptrices et concepteurs doivent d’abord effectuer des calculs ou utiliser les outils en ligne afin de déterminer les charges dues au vent spécifiques au projet et les inclure dans le devis. De plus, le concepteur devrait exiger au devis que l’entrepreneur fournisse les rapports de laboratoires d’essai tiers pour confirmer que les assemblages de toit prescrits sont certifiés et qu’ils peuvent résister aux charges de vent spécifiques au projet. S’il décide de spécifier au devis une base d’assemblage de couverture, des vérifications au préalable, au besoin avec l’aide des manufacturiers, devraient être faites afin d’identifier le ou les assemblages qui répondent aux exigences spécifiques du projet. Plusieurs sources peuvent être consultées afin d’obtenir les résultats d’assemblages de couverture testés selon la norme CSA A123.21 : le site d’EXP, celui du CNRC à travers leur portail Wind-RCI, le site de UL, de même que les sites Web des manufacturiers et autres. Afin de choisir un assemblage de toiture, l’entrepreneur en couverture peut collaborer avec un consultant ou les manufacturiers afin de trouver un ou des assemblages de toiture certifiés pouvant résister aux exigences spécifiques de chacune des zones de charge propres au projet. Il devra ensuite les soumettre à la conceptrice ou au concepteur au fin d’acceptation.

Bien que le choix du système de toiture certifié soit une étape importante, l’entrepreneur général et le couvreur ont la responsabilité d’effectuer un travail de qualité et d’installer le système spécifié correctement. Il est essentiel de respecter les instructions du fabricant, notamment les schémas de pose, les espacements appropriés des attaches ou rubans d’adhésif, les taux d’application et les limites de température propre à chaque composant de l’assemblage. Il est également nécessaire d’entreposer adéquatement les matériaux et prendre les précautions requises lors de l’installation afin d’assurer le plein rendement des différents composants.

Lorsque l’installation d’un système de toiture est effectuée en hiver, ses composants peuvent être affectés par le froid. Il faut donc utiliser les produits de grade hiver offerts par le manufacturier. De plus, les équipes doivent porter une attention particulière aux détails lors de la construction, comme les scellements temporaires aux drains, gargouilles, projections et joints de fermeture de fin de journée. Cela permettra d’éviter toute perte d’intégrité de la toiture en raison d’intempéries, comme des conditions météorologiques extrêmes pouvant survenir pendant l’installation. Les mesures de contrôle de la qualité prises par l’entrepreneur général et le couvreur sont indispensables dans la vérification de l’installation adéquate des matériaux et des composantes. Un examen général de la conformité par le concepteur et un consultant qualifié, si requis, est d’une importance capitale durant la construction.

Gérer les précipitations et la résistance à l’infiltration de l’eau

Aborder les défis propres à un projet en matière de charges dues au vent est un point de départ essentiel pour assurer la durabilité à long terme des systèmes de toiture. Cependant, ce n’est pas l’unique préoccupation. Un autre défi de taille consiste à concevoir des systèmes de drainage capables de gérer et de résister aux précipitations.

Pour pallier celui-ci, les équipes de projet doivent tenir compte des exigences du Code national du bâtiment du Canada concernant le dimensionnement des avaloirs de toit et des descentes pluviales. De plus, de nombreuses mesures qualitatives sont suivies dans l’industrie. Elles peuvent se présenter sous forme de normes ou de bonnes pratiques de l’industrie comme celles publiées par plusieurs associations d’entrepreneurs en couverture : le Devis Couvertures de l’AMCQ ou le Roofing Practices Manual (RPM) de la Roofing Contractors Association of British Columbia, en sont des exemples.

Anticiper la sévérité des conditions climatiques

Dans un contexte de changements climatiques et de conditions météorologiques défavorables, concevoir et construire des assemblages capables de résister aux charges de vent spécifiques au projet tel que requis par le code du bâtiment constitue un point de départ pour obtenir des toitures durables et résilientes, avec une longue durée de vie. En plus d’assurer la conformité aux exigences en vigueur, les concepteurs et les entrepreneurs doivent comprendre que d’autres améliorations à la manière dont les systèmes de toiture sont construits afin d’en assurer la durabilité à long terme pourraient être nécessaires pour faire face aux événements liés au réchauffement climatique, comme les tempêtes violentes, les fortes précipitations et la hausse des températures. Comme la température actuelle de la surface terrestre a déjà augmenté de 1,5 °C par rapport à l’ère industrielle, les conditions climatiques extrêmes sont à prévoir dès maintenant et pour toute la durée de vie des bâtiments existants et de ceux à construire. Parmi les composantes de l’enveloppe du bâtiment, la toiture se montre particulièrement vulnérable aux risques climatiques parce qu’elle est pleinement exposée à l’augmentation et à la variation des températures, aux tempêtes de vent causant des soulèvements, ainsi qu’à la rétention prolongée de l’eau et de la neige.

La nouvelle norme CSA A123.26 vise à accroitre la résilience des systèmes de toiture, notamment ceux à pente faible, face aux conditions climatiques à venir. Elle permet entre autres d’intégrer à leur phase de conception les charges de vent et de pluie anticipées à l’aide de l’outil en ligne Climate-RCI, mis au point par le CNRC. Pavant la voie à un renforcement de la qualité des détails de couverture, les exigences tant qualitatives que quantitatives proposées dans la norme ont pour objectif d’optimiser la performance des systèmes de toiture et d’assurer leur durabilité en contrant la sévérité future des conditions climatiques. Elle permet de réduire les effets de soulèvement au vent, de même que les problèmes d’infiltration d’eau et les problèmes de sécurité et d’entretien. Cette norme fournit également des lignes directrices claires pour parvenir à une conception robuste, capable d’affronter le climat futur, aidant ainsi les concepteurs d’un océan à l’autre.

Concevoir et mettre à l’essai pour une performance optimale

Notre équipe de consultantes et consultants en systèmes de toiture est à l’avant-garde de la compréhension et de l’intégration de la conception et de la construction de systèmes de toiture à pente faible qui répondent aux exigences de résistance aux vents, d’étanchéité, et autres enjeux environnementaux. Notre laboratoire d’essai de toitures à Drummondville, au Canada, est certifié pour effectuer des essais conformément à la norme CSA A 123.21 et est membre du programme UL Data Acceptance. Les professionnelles et professionnels en systèmes de toiture d’EXP sont activement engagés dans le comité SIGDERS, qui élabore des normes et des exigences pour les systèmes de toitures à faible pente. Comptant des clients à l’échelle de l’Amérique du Nord, nos expertes et experts possèdent les compétences et l’expérience nécessaires pour concevoir des systèmes de toiture adaptés aux différents sites, climats et besoins structurels.

Adapté d’une étude initialement présentée au 2024 IIBEC/OBEC Building Enclosure Symposium