Nous suivre Les Cahiers Techniques du bâtiment

Dossier

Couverture zinc : la modernité au service de la tradition

Sujets relatifs :

Couverture zinc : la modernité au service de la tradition

D’aspect plus contemporain,la couverture zinc à joints debout ne choque pas en réhabilitation. Elle permet d’allier, comme ici à l’Opéra de Lille, construction moderne (tourelle) et couverture ancienne. (Doc. VM Zinc Paul Kozlowsky.)

Symbolisant les toits parisiens du XIXe siècle, le zinc, grâce à des process de fabrication qui ont fortement évolué, reste un matériau d’actualité. La réhabilitation d’une couverture zinc peut être réalisée dans la plus pure ­tradition ou dans la plus grande modernité.

En 1850, 60 % des constructions neuves à Paris était couvertes de zinc. Une prédominance justifiée par les deux points forts du matériau, comparé à ses concurrents, le cuivre et le plomb. Tout d’abord sa légèreté – une densité presque deux fois moindre que celle du plomb, pour une résistance quasiment identique – et son coût, nettement inférieur. Le zinc est aussi caractérisé par une grande souplesse qui facilite la réalisation de formes complexes. Aujourd’hui, ses qualités sont inchangées voire améliorées, hormis peut-être son coût. De plus, les doutes qui existaient sur sa pérennité au début du XIXe siècle ont été balayés. En effet, le zinc possède une résistance exceptionnelle à la corrosion qui découle de ses qualités naturelles. Les toitures ne demandent aucun traitement spécifique ni aucun entretien (voir encadré) et il n’est pas rare d’en voir certaines datant d’une centaine d’années, en bon état de conservation. Cependant, leur longévité est directement liée à leur environnement : en milieu rural, leur durée de vie moyenne est comprise entre quatre-vingt-dix et cent ans ; en bord de mer, de quarante à soixante-dix ans, et en milieu urbain hautement industrialisé, elle est de cinquante ans. Aujourd’hui, la réduction des émissions polluantes, particulièrement le dioxyde de soufre qui attaque le zinc, devrait permettre de réduire l’écart entre milieu rural et urbain. Cette longévité n’empêche pas les opérations de réhabilitation, les désordres constatés étant principalement liés à l’usure plus rapide des points singuliers et à des défauts de mise en œuvre. En effet, elle ne prend pas toujours en compte le fort coefficient de dilatation du matériau, les incompatibilités liées au support et un manque de ventilation. Conséquences : une accentuation de la corrosion naturelle du zinc, générée par la condensation en sous-face ou par les infiltrations d’eau

Autre facteur qui incite à la réhabilitation avec ce matériau : l’amélioration de sa qualité et de ses performances. Les laminés anciens, constitués de zinc thermique, contenaient de nombreuses impuretés. Leurs principaux défauts résidaient dans leur coefficient de dilatation très élevé (3 mm/m pour 100°C) et leur mauvaise résistance au fluage.

Cuivre et titane améliorent les propriétés de l’alliage

Les alliages modernes, contrôlés depuis 1997 par une norme européenne (voir encadré) sont élaborés à partir d’un zinc très pur, obtenu par procédé électrolytique et par l’addition de cuivre et de titane en quantités contrôlées.

Les propriétés de l’alliage sont ainsi améliorées : le cuivre le rend plus dur et augmente sa résistance mécanique, il agit également sur la coloration de la patine, plus grise avec les nouveaux alliages. Le titane, lui, augmente la résistance au fluage du matériau, notamment sous l’alternance des contraintes thermiques, le coefficient de ­dilatation passant de 3 à 2,2 mm/m pour 100°C. À titre de comparaison, le cuivre a un coefficient de dilatation compris entre 1,65 et 1,8 mm/m, tandis que celui du plomb de couverture est de 2,92 mm/m. Les feuilles de zinc utilisées aujourd’hui présentent des épaisseurs courantes de 0,65, 0,70 et 0,80 mm. La largeur maximale de la feuille dépend des règles N.V. (neige et vent) ; elle est généralement de 500 ou 650 mm. Les longueurs ont augmenté avec le temps. On distingue les feuilles traditionnelles de 3 m des « longues feuilles » pouvant aller jusqu’à 20 m. Les opérations de réhabilitation débutent par la dépose de l’ancienne couverture. Il est rare de garder les anciennes feuilles de zinc en bon état, sauf pour certains monuments classés. Chevrons et voligeage sont également éliminés. Il est préférable, en effet, de revoir l’ensemble des éléments qui constituent la couverture, de même que la charpente, et d’y apporter les réparations nécessaires.

Une technique de pose qui date de 1830

La technique de pose la plus ancienne, dite « la couverture à tasseaux et agrafures » ou « couverture avec tringles et chapeau », est apparue dès 1830, pour se généraliser sous le Second Empire. Encore de mise aujourd’hui, elle confère aux toitures parisiennes leur aspect si singulier.

Le principe consiste à clouer ou visser des tasseaux de forme trapézoïdale ou rectangulaire de 4 à 5 cm de largeur, sur un voligeage continu. Les feuilles de zinc sont recourbées le long des tasseaux, puis recouvertes de chapeaux ou couvre-joints, eux-mêmes en zinc et assemblés par recouvrement. Le maintien des feuilles est assuré par des pattes en zinc, au droit 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.

Cette technique offre de nombreux avantages. Sa mise en œuvre est simple mais aisément démontable pour des opérations de maintenance, le couvre-joint assure une bonne étanchéité et le fort relief créé donne un effet esthétique. Elle présente aussi une grande souplesse d’adaptation aux formes complexes et aux pénétrations. Pour ces couvertures, il est possible d’utiliser des longues feuilles ; le clouage sera 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 à prendre des dispositions particulières.

Joints debout : la garantie d’une étanchéité maximale

Autre technique plus moderne, qui s’affranchit des tasseaux et des couvre-joints : la couverture à joints debout. Ce système, bien que plus récent, n’est pas incompatible avec la réhabilitation, à condition qu’il n’y ait pas l’obligation de retrouver l’esthétique de la couverture ancienne. 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 sur le voligeage. Ces pattes, 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, tout en autorisant la dilatation du matériau. Leur répartition se fait en 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 : des 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’oies, bandes façonnées…), totalement adaptés à la rénovation.

Quelle que soit la solution 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. La bonne circulation de l’air est assurée par des entrées à l’égout et des sorties au faîtage ou par chatière. Sans cette lame d’air, il existe un risque de condensation à l’interface du voligeage et de la feuille de zinc… Et la présence d’une eau stagnante accentuerait très rapidement la corrosion du zinc.

Zinc et supports en bois sont-ils compatibles ?

La mise en œuvre du zinc requiert toujours quelques précautions. La plus élémentaire consiste à vérifier la compatibilité du support bois. En effet, les bois au pH inférieur à 5 sont à proscrire, en raison de leur comportement corrosif vis-à-vis du métal, en présence d’humidité. Seules quelques essences sont donc acceptées : sapin, épicéa, pin sylvestre et peuplier. Toutes les autres sont à éliminer. Ce principe est également à res­pecter pour les métaux en contact direct (voir encadré). Une belle couverture zinc s’accompagne souvent d’ornementations, elles-mêmes en zinc : œils-de-bœuf, lucarnes, faîtages ou encore flèches d’église et coupoles. Des décors parfois impossibles à conserver. Ces ornements existent dans des gammes standard ou peuvent être réalisés à l’identique, sur mesure par des ateliers d’art. Les pièces en volume sont, par exemple, effectuées à partir d’empreintes en creux ; les feuilles de zinc sont façonnées, estampées, découpées, assemblées et soudées. Un travail réalisé le plus souvent à la main, selon les plans et les dessins des modèles anciens.

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°236

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2003 des Cahiers Techniques du Bâtiment

Nous vous recommandons

Reconvertir des bâtiments patrimoniaux

Dossier

Reconvertir des bâtiments patrimoniaux

La reconversion des bâtiments induit de nécessaires adaptations. S’agissant d’édifices patrimoniaux, protégés ou non, l’intervention doit pouvoir faire dialoguer histoire du lieu et nouveaux[…]

La Bourse de Commerce entame une autre vie

Dossier

La Bourse de Commerce entame une autre vie

La Samaritaine fait peau neuve

Dossier

La Samaritaine fait peau neuve

Changement de cap pour l'Hôtel de la Marine

Dossier

Changement de cap pour l'Hôtel de la Marine

Plus d'articles