Le métal autorise la réalisation de couvertures adaptées aussi bien à la construction traditionnelle, qu’à la construction moderne. Sa force, être à la fois résistant, malléable, esthétique et sans limite d’utilisation.
Qu'il s’agisse d’aluminium, d’acier galvanisé ou inoxydable, de cuivre ou de zinc, le métal est un matériau de couverture, au même titre que la tuile terre cuite ou l’ardoise, on ne peut plus traditionnel. Il suffit, pour s’en convaincre, de regarder les toits de Paris.
Le bronze et le plomb en plaques ont été utilisés en couverture dès l’Antiquité par les Romains. Au xiiie siècle, les cathédrales de Chartres (28) et de Paris sont couvertes de feuilles de plomb coulées sur sable. Fin xviie, c’est la couverture de l’aile droite du château de Versailles (78) qui est habillée de cuivre de Suède.
De fait, l’emploi de feuillesde métal en couverture s’est développé avec l’évolution des techniques de laminage, d’abord le plomb au xviiie, puis le cuivre au xixe et le zinc au début du siècle dernier. Zinc qui, en raison d’un coût attractif, a remplacé petit à petit le plomb et, dans une moindre mesure,le cuivre.
De leur côté, l’acier galvanisé ou inoxydable et l’aluminium ont également trouvé des applications de plus en plus courantes. Ainsi, la tôle d’acier galvanisée a commencé à être utilisée en toiture au début du xxe siècle. Matériau traditionnel, certes, mais loin d’être passéiste, car le métal est aujourd’hui l’un des compagnons privilégiés de l’architecture contemporaine. Ce, pour des raisons esthétiques bien sûr, mais pas seulement. Les caractéristiques mécaniques du métal le rendent également très attractif : celui-ci se plie à toutes les configurations detoiture, y compris pour des couvertures cintrées ou complexes. Outre toutes ces caractéristiques évoquées et désormais reconnues, le métal en couverture s’affiche comme un matériau compatible avec les exigences de l’isolation thermique (sans ponts thermiques et parfaite étanchéité à l’air).
D’ailleurs toutes ces propriétés font que le métal descend de plus en plus souvent en façade.
Oxyde cuivreux
Du côté des produits, beaucoup d’évolutions sont en cours. De tous, le cuivre est peut-être celui qui reste le plus traditionnel. Il faut dire que son aspect et sa patine n’ont pas d’égal. C’est avec l’or le seul métal naturellement coloré, tous les autres sont gris. La patine du cuivre apparaît au fil du temps sous l’effet conjugué des intempéries et d’agents tels que l’anhydride et l’acide sulfureux, l’acide sulfhydrique, le chlorure, les fumées et suies, ou encore, la poussière et parfois même l’ammoniaque.
Il y a, dans un premier temps, oxydation du métal avec formation d’oxyde cuivreux qui donne une couleur brun mat ou d’oxyde cuivrique qui tend à le colorer en noir. Après une période plus ou moins longue, fonction du milieu atmosphérique, la patine verte commencera à se développer – une patine autoprotectrice qui met le métal à l’abri des agressions. Néanmoins, les fabricants développent désormais des feuilles de cuivre prépatinées ou avec patine artificielle. Dans cette dernière configuration, un traitement, patine chimique ou postpatine, est appliqué a posteriori sur une couverture réalisée en cuivre naturel. Un traitement à base de sulfate d’ammonium ou de chlorure d’ammonium. Le prépatinage est réalisé, quant à lui, lors de la fabrication et donne immédiatement la couleur verte du cuivre patiné. Elle est le résultat d’un traitement mécanique, thermique et chimique.
Il existe aussi des procédés qui permettent d’éviter la brillance du cuivre neuf. Ainsi, les feuilles de métal ont une couleur brun mat qui correspond à la patine intermédiaire du cuivre naturel. Ce qui n’empêche pas le cuivre de développer, avec le temps, une patine naturelle vert amande. D’autres traitements de surface à base d’étain confèrent au cuivre une couleur gris mat. Le cuivre se confond alors avec une couverture métal classique, mais en conservant ses caractéristiques propres.
Alliages modernes
Comme le cuivre, le zinc conserve un attrait certain pour les prescripteurs, dans le neuf et bien sûr pour les travaux de rénovation. Les normes actuelles permettent d’allier qualité constante et résistance exceptionnelle à la corrosion. Les alliages modernes, encadrés depuis 1997 par une norme européenne (EN 988), sont élaborés à partir d’un zinc très pur, obtenu par procédé électrolytique et par addition de cuivre et de titane en quantité contrôlée :
• le cuivre le rend plus dur et augmente sa résistance mécanique, il agit également sur la coloration de la patine ;
• le titane augmente la résistance au fluage du matériau, notamment sous l’alternance des contraintes thermiques. Le coefficient de dilatation passant de 3 mm pour les laminés anciens, à 2,2 mm/m pour 100 °C pour les produits de dernière génération.
À titre de comparaison, le cuivre a un coefficient de dilatation admis compris entre 1,65 et 1,8 mm/m, tandis que celui du plomb de couverture est de 2,92 mm/m.
Concrètement, les feuilles de zinc utilisées aujourd’hui, en neuf comme en rénovation, présentent des épaisseurs courantes de 0,65, 0,70 et 0,80 mm. Leur largeur maximale dépend de la région vent, selon les règles NV : elle est généralement de 500 ou 650 mm. Les longueurs, quant à elles, ont augmenté avec le temps. On distingue aujourd’hui les feuilles traditionnelles de 3 m et des « longues feuilles » pouvant aller, dans certaines configurations, jusqu’à 20 mètres.
La tendance esthétique est au produit coloré ou prépatiné. Pour répondre à la demande, en particulier sur certains sites classés, les fabricants ont, en effet, développé des traitements spécifiques. Ceux-ci reposent sur l’immersion du zinc naturel dans des solutions modifiant durablement la structure superficielle du métal, sans en altérer ses qualités. Ils sont disponibles en plusieurs teintes, de l’anthracite au gris souris proche de la couleur de la patine naturelle. Certains fabricants y intègrent également des pigments de couleur. Des nuances qui offrent la possibilité de combiner entre eux les différents aspects de surface en jouant, par exemple, sur le contraste du plus clair et du plus foncé.
Palette de couleurs
L’acier, lui, a fait ses preuves en climat de montagne et pour la construction de bâtiments industriels. Les traitements contre la corrosion sont désormais très efficaces : la galvanisation protège à la fois la surface et les tranches (protection cathodique fer-zinc) et le laquage bicouche permet une adaptation à tous les environnements. Sur le plan esthétique, les palettes de couleurs disponibles ne font qu’augmenter et les bacs acier se transforment avec des produits aux profils davantage nervurés. Il existe aussi des aciers autopatinés à corrosion superficielle forcée. Ici, un certain nombre d’alliages, tels que le phosphore, le cuivre, le chrome, le nickel, ont été ajoutés afin d’accroître la résistance à la corrosion atmosphérique. Ils sont de plus en plus utilisés pour leur aspect corrodé et leur résistance aux conditions atmosphériques. Du coup, la couverture acier n’est plus l’apanage de la construction industrielle ; de plus en plus de logements sont protégés avec ce type de couverture. Autre type d’acier, les produits inoxydables. Pérennes et recyclables, ces derniers voient leur utilisation s’accroître sur tout type de projet. Contenant au minimum 10,5 % de chrome, moins de 1,2 % de carbone et des éléments d’alliage, ils sont proposés dans une large gamme d’aspects de surface – mat, brillant, poli, gravé, microbillé, tissé, coloré. Ils peuvent en couverture être recouverts d’étain pour créer une patine qui évoluera dans le temps. Leur résistance à la corrosion est obtenue grâce à la réaction du chrome avec l’oxygène qui crée, en surface, une très fine couche passive autoprotectrice. Cette couche protectricese reforme spontanément si elle est endommagée. La résistance à la corrosion de l’acier inoxydable et ses propriétés physiques peuvent être encore améliorées par l’addition d’autres composants tels que le nickel, le molybdène, le titane, le niobium, le manganèse, l’azote, le cuivre, le silicium, l’aluminium et le vanadium. En outre, ils sont faciles à façonner à l’aide des procédés habituels que sont le profilage, le pliage, le cisaillage, le perçage, le poinçonnage, l’usinage et le soudage.
Bacs de grande longueur
Les mêmes tendances sont constatées pour les couvertures en aluminium. Ces dernières sont profilées à partir de bobines d’alliage d’aluminium nu lisse, embossé et éventuellement prépatiné. Plusieurs types de laquage sont envisageables – laquage polyester, laquage PVDF (Polyvinylidène fluoride), ou laquage en polyuréthanne (ARS). Les couleurs disponibles sont presque sans limite, mais l’aspect grisé reste le plus recherché. Particularité de l’aluminium, il est possible d’utiliser des bacs de très grandes longueurs (jusqu’à 100 m) fabriqués sur chantier, où normalement les grands bacs ne pourraient pas être livrés en raison des limites imposées par le transport par la route. Les bacs de grandes longueurs éliminent la nécessité de joints par recouvrement et les risques d’entrées d’eau.
Plus traditionnels, les bardeaux jouissent encore d’une grande popularité en couverture, comme en façade. De petits formats, carrés ou losanges, ils confèrent aux toitures une esthétique particulière. Ils sont traditionnellement utilisés pour l’habillage de lucarnes, de cheminées et de rives, mais aussi pour la couverture complète. Autre développement innovant dans le même esprit, des systèmes de pose horizontale en gradin. Alternative aux couvertures traditionnelles, ces éléments conviennent à de nombreuses formes de toit avec des pentes comprises entre 10° et 75° et garantissent un montage rapide. À l’aide de profilés de fixation, ces gammes sont compatibles avec la pose de systèmes solaires photovoltaïques. C’est d’ailleurs une tendance notable qui concerne quasiment l’ensemble des produits : le développement des systèmes intégrés en toiture pour le solaire photovoltaïque (nappes ou panneaux), mais aussi pour le solaire thermique. La mise en place de ces procédés est en plein développement malgré les incertitudes liées au tarif d’achat de l’électricité produite dans le cas de couvertures photovoltaïques. Dans ce cas, le façonnage sur le chantier des feuilles de métal n’est pas possible. La plupart des fabricants proposent dans cette configuration des modules prêts à poser.
Tasseaux et agrafures
En ce qui concerne la mise en œuvre des produits, le choix est assez vaste : traditionnelle comme la couverture à tasseaux et agrafures ou plus moderne avec le joint debout.
Pour la couverture à tasseaux, le principe en simple : il consiste à clouer ou visser des tasseaux de forme trapézoïdale ou rectangulaire ayant 4 à 5 cm de côté sur un voligeage continu. Les feuilles de métal, la plupart du temps en zinc ou cuivre, sont recourbées le long des tasseaux, puis recouvertes de chapeaux ou couvre-joints du même matériau. Le maintien des feuilles est assuré par des pattes au niveau des relevés périphériques. La fixation s’effectue par clouage ou soudage d’une patte spéciale en tête (partie haute de la couverture), qui assure le maintien du couvre-joint.
Les jonctions transversales entre les feuilles sont réalisées par simple ou double agrafure : pliage en haut et en bas sur quelques centimètres. Important pour la pérennité de la couverture, ce système permet la libre dilatation des feuilles de métal.
Cette technique offre de nombreux avantages. Sa mise en œuvre est simple et elle est aisément démontable pour des opérations de maintenance. Le couvre-joint assure une bonne étanchéité. Le fort relief créé apporte un effet esthétique recherché. Elle offre en plus une grande souplesse d’adaptation aux formes complexes et aux pénétrations. Pour ces couvertures, il est possible d’utiliser des longues feuilles, le clouage est alors renforcé par des pointes en oblique de part et d’autre du tasseau. De même, la dilatation vers l’égout est plus importante, ce qui oblige des dispositions particulières. Cette technique de pose est encore d’actualité, particulièrement en rénovation. Apparue vers 1830 pour se généraliser sous le second Empire, c’est elle qui confère aux toitures parisiennes cet aspect si particulier.
Joint debout
Plus récente et plébiscitée par les prescripteurs, la pose à joint debout s’affranchit des tasseaux et des couvre-joints. Ce système, malgré sa modernité, n’est pas incompatible avec la réhabilitation, à condition, toutefois, qu’il n’y ait pas d’obligation de retrouver l’esthétique de la couverture ancienne. Là aussi, le principe est simple. Toujours sur un voligeage, le procédé consiste à agrafer les feuilles entre elles sur toute leur longueur, en procédant à un double pliage des reliefs latéraux, après interposition de pattes de fixation clouées ou vissées dans le voligeage. Les pattes de fixation, généralement en acier inoxydable de 0,4 mm d’épaisseur, sont de deux natures : fixes et coulissantes. Leur rôle est d’assurer la résistance mécanique de l’ensemble de la couverture, tout en autorisant la dilatation du matériau. Leur répartition est fonction de la longueur du rampant. Ce système est particulièrement indiqué pour les couvertures de surface importante. Le joint debout garantit une étanchéité maximale dans les régions de montagne ou fortement exposées aux intempéries et une très bonne tenue au vent. Avantage supplémentaire : économies en termes d’utilisation de métal et de temps de pose. Ces derniers sont fortement diminués grâce à l’emploi de profileuse et de sertisseuse pour la fermeture du joint debout longitudinal. Côté esthétique, les reliefs de faible hauteur (25 mm pour une épaisseur de 5 mm), discrets, confèrent à la couverture légèreté et régularité pour un aspect plus moderne. Pour ces deux types de pose, les fabricants commercialisent de nombreux accessoires (couvre-joints, couvre-joints de pied et de tête, faîtières, pattes-d’oie, bandes façonnées…), totalement adaptés à la rénovation.
Couverture chaude
Quel que soit le mode de pose retenue, il convient de ménager une lame d’air sous le support pour évacuer l’humidité due à la condensation interne, particulièrement en cas d’isolation sous rampant. Ladite lame d’air a une épaisseur minimale de 40 ou de 60 mm si la longueur du rampant est supérieure à 12 m. La bonne circulation de l’air est assurée par des entrées à l’égout et des sorties au faîtage ou par chatière. Cette lame est importante car, sans elle, il y a risque de condensation à l’interface du voligeage et de la feuille de métal… Avec le danger d’y voir de l’eau stagner en permanence et donc d’accentuer très rapidement la corrosion. Plus récemment, sont apparus de nouveaux procédés de couverture, dits « toitureschaudes » – contrairement aux deux procédés précédents dits à « toitures froides » (ventilées). Ils sont également adaptables à la rénovation lourde. Mais le métal doit parfois subir un traitement particulier. Ainsi, s’il s’agit du zinc, celui-ci doit être revêtu en sous-face d’une laque polymérisée le protégeant de la condensation (épaisseur de la laque 60 microns)... Très efficaces, notamment dans les régions à très forte hygrométrie et sous avis technique, ils demandent néanmoins assistance et conseil du fabricant.La mise en œuvre d’une toiture métal est également envisageable en surtoiture, dans le cadre de certaines rénovations sur couvertures froides ventilées en bardeaux ou membranes d’étanchéité. Dans ce cas, les fabricants, outre les solutions traditionnelles, proposent des systèmes spécifiques qui consistent à interposer entre le support continu (avec lame d’air ventilée sous rampant ou sur comble perdu) et les feuilles de métal, une nappe à excroissance présentant des plots de 8,6 mm d’épaisseur. Cette nappe constitue la sous-face et permet également de réaliser une couverture métal sur support non-compatible. Les feuilles sont, elles, maintenues par des pattes de fixation adaptées. Avantages : économie de démontage de l’ancienne couverture. Malgré les atouts de la couverture métallique, l’aspect prix peut être rebutant pour certains maîtres d’ouvrage, d’autant que ces matériaux sont pour la plupart cotés en bourse, car considérés comme matières premières. Ils font donc régulièrement l’objet de spéculations et peuvent subir de fortes variations. C’est ce qui s’est passé ces dernières années où les hausses ont parfois été spectaculaires, notamment pour le cuivre. Cela étant, les fabricants insistent sur l’aspect durabilité des couvertures, particulièrement celles en zinc et cuivre et aussi, de plus en plus, en acier et aluminium en raison des progrès importants sur les traitements anticorrosion. Durabilité qui joue en leur faveur.
Tableau : caractéristiques physiques des principaux métaux de couvertures
Tableau des fabricants
