Membranes d’étanchéité Bien choisir le matériau selon son usage

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Membranes d’étanchéité Bien choisir le matériau selon son usage

Bitumineuses ou synthétiques, les membranes d’étanchéité pour toitures, sont de plus en plus intégrées dans des solutions complètes d’étanchéité, rétention d’eau, photovoltaïque ou de végétalisation.

Toujours très appréciée, la membrane d’étanchéité la plus ancienne pour les toitures plates est la bitumineuse avec armature, qui est mise en œuvre en monocouche ou bicouche. Il faut aussi compter avec les membranes synthétiques, dont les plus anciennes datent des années 50, en caoutchouc de synthèse (PIB, EPDM) ou enplastique (PVC).

L’offre commerciale en synthétique s’est largement diversifiée, avec les plastiques modifiés (EVA) et surtout les élastomères thermoplastiques de type TPO et FPO. La résistance mécanique des synthétiques permet de les utiliser en monocouche, avec des épaisseurs généralement inférieures à 2 mm contre 3 à 4 mm pour le bitume.

Il est ainsi possible d’obtenir des rouleaux plus légers à manipuler, ou des lés de plus grandes dimensions qui accélèrent la pose sur les vastes toitures des bâtiments logistiques ou industriels.

La pose en monocouche demandant une exécution soignée et une surveillance régulière, une formation spécifique auprès du fabricant ou de son représentant est souvent une étape obligée.

La réglementation impose une légère pente pour les toitures- terrasses, variable suivant la nature de l’élément porteur. Elle est supérieure pour les supports en tôle d’acier nervurée, bois et dérivés et moindre pour les supports en maçonnerie et béton cellulaire.

Autre point important : la classification européenne Broof T3 de résistance à la propagation au feu. Elle est exigée pour tous les composants de la toiture de nombreux bâtiments, tant ERP que logistiques. Ces essais remplacent les T30-1 qui ne sont plus valides.

Une nouvelle génération de bitumes

Le savoir-faire nécessaire pour la mise en œuvre du bitume est maintenant bien connu, dont l’écrasement des bords des lés à la spatule, le soudage au chalumeau et la jonction en T.

La surface supérieure d’une étanchéité bitumineuse est revêtue d’un film de polyester, afin de résister pendant sa vie aux sollicitations mécaniques et thermiques.

L’indispensable armature varie suivant la destination du produit, voile de verre ou composite, non-tissé polyester ou élastomère. La nouvelle génération de bitumes sur le marché est systématiquement améliorée par l’addition de polymères, comme le bitume modifié par polypropylène atactique ou APP (Onduline), ceux améliorés par des polymères SBS (Soprema ou Siplast), ou par du polyoléfine (Siplast).

La surface peut aussi être modifiée ou protégée :

• le Derbibrite de Derbigum est un bitume modifié copolymere avec une armature composite verre/polyester. Sa surface est blanche, grâce à un coating acrylique à très haut pouvoir réfléchissant, qui aide à rafraîchir le bâtiment ;

• quant à l’Alpalu d’Axter, sa protection métallique aluminium le destine aux zones coupe-feu, situées sur cinq mètres de part et d’autre des murs coupe-feu.

Autre nouveauté, la surface du nouveau produit NOx-Activ de Siplast contient du dioxyde de titane, qui lui donne des propriétés autonettoyantes.

Renforcement de la résistance des PVC

Plastomère bien connu, le PVC donne des membranes polyvalentes et compétitives en coût. Du fait de l’important retrait caractéristique de ce matériau plastique, les produits PVC sont systématiquement armés, généralement de fibres de polyester comme le Monarplan de Siplast, l’AlkorPlan de Renolit, ou le Rhenofol CV de FDT (groupe Alwitra) distribué par 3T France. Ils peuvent aussi être armés d’un voile de verre comme le Rhenofol CG, pour la pose en indépendance sous lestage, spécialement conçu pour les terrasses végétalisées. La présence de plastifiant liquide dans le PVC qui s’échappe sous l’effet des UV entraîne un vieillissement prématuré de l’état de surface. Avec les années, il devient de plus en plus difficile de venir souder dessus, en cas de réparation ou de modifications. Par ailleurs, certaines membranes PVC monomères ne résistent pas bien à différents produits chimiques, dont le bitume (cas du Monarplan de Siplast par exemple), ce qui nécessite en cas de pose sur une ancienne étanchéité bitumineuse d’intercaler une couche de séparation. Grâce aux efforts des constructeurs, la composition des PVC utilisés a aussi bien évolué ces dernières décennies, rendant les membranes plus résistantes au vieillissement. Dans ce paysage, la membrane Evalon fabriquée par FDT (Alwitra) et distribuée par 3T France, est un peu à part. Sa résine fabriquée par DuPont est un mélange, entre autres, de PVC et d’un autre plastomère dit « EVA » (Éthylène-acétate de vinyle). Cette membrane flexible résiste aux rayons ultraviolets, à l’ozone et aux produits chimiques.

Finesse et durabilité des élastomères

Le concurrent principal du plastique est le caoutchouc synthétique ou élastomère, un matériau qui n’a pas besoin d’être armé.

Le plus ancien à être utilisé en étanchéité est le caoutchouc butyle ou PIB (polyisobutylène). Souple et imperméable aux gaz, il est aussi employé pour les chambres à air des pneus. Signe de cette ancienneté, le Rhepanol distribué par 3T France, est appliqué en toiture en Europe depuis le début des années 50. Il est sous Avis technique en France depuis 1974. Le constructeur met en avant une durée de vie certifiée de trente-cinq ans, illustrée par l’existence d’une toiture à Eggenstein-Leopoldshafen en Allemagne, qui après soixante ans rend toujours de bons et loyaux services. « La nouveauté de ce produit déjà ancien est la soudure à froid, par mise en contact, qui trouve un intérêt pour des endroits à l’accessibilité difficile, ou lorsqu’il faut éviter un dégagement de chaleur comme dans les raffineries, détaille Éric Ohlmann, directeur commercial chez 3T France. Par ailleurs, le cycle de vie complet du produit a été étudié et s’avère très favorable, d’autant qu’il est autorisé en incinérateur. »

Un autre élastomère est l’EPDM, à base d’éthylène-propylène. Souple, il est résistant à la traction et au poinçonnement, ainsi qu’au vieillissement et à l’ozone. Il peut être commercialisé en très grandes dimensions. Ainsi le RubberGard de Firestone, dans sa version de 1,52 mm d’épaisseur, est disponible en rouleaux allant jusqu’à 15 m par 61 m. En outre, le constructeur assure une durée de vie supérieure à cinquante ans, pour ce produit mis en œuvre depuis les années 60. Il est posé en adhérence au pinceau avec une colle Néoprène. Mais cette mise en œuvre assez délicate, peut varier en fonction de l’épaisseur de la colle et de la température avec des risques de condensation. Pour faciliter la jonction des lés, le constructeur a mis au point QuickSeam Splice, une technologie de joint double face à épaisseur calibrée auto-adhésif, à accroche chimique par colle butyle. La membrane EPDM peut aussi être utilisée en indépendance sur support isolant, sous une protection lourde, comme des gravillons. Pour les très grandes toitures-terrasses gravillonnées, sans émergence, la pose de ces grandes bâches est particulièrement rapide. Pour compléter la présentation, Jean-Luc Roudaut, directeur commercial Toitures France chez Firestone Building Products précise : « Le coût hors pose des accessoires et de la membrane EPDM est estimé pour un grand bâtiment à environ 10 euros/m2, et pour un bâtiment plus petit, à environ 13 à 14 euros/m2 ». Le groupe Alwitra de son côté fabrique Evalastic, un EPDM armé et sous-facé en non-tissé polyester. Les lisières des lés sont faites dans un matériau permettant une soudure à l’air chaud.

Thermoplastiques armés

L’EPDM est un caoutchouc vulcanisé, un traitement qui le rend résistant, mais empêche la soudure (ne se liquéfie pas à hautes températures).

La famille des élastomèresthermoplastiques (TPE), quicomprend les TPO et les FPO, concilie les propriétés élastiques des caoutchoucs, avec la capacité d’être soudable. Mais leur sensibilité à la dilatation thermique fait qu’ils nécessitent une armature, pour compenser leur moindre résistance mécanique. Firestone commercialise une membrane en TPO contenant moitié d’EPDM : l’UltraPly. Sa mise en œuvre s’effectue, soit par soudure à l’air chaud, soit à froid avec de la colle. De couleur claire, il en existe une version blanche à haute réflectivité, qui peut être associée à une centrale solaire. Avec la fixation par bandes QuickSeam, cette membrane peut être fixée sur une ancienne étanchéité par PVC. Le constructeur recommande le TPO pour les grands bâtiments industriels, en raison de son coût attractif et de la présence d’un plastifiant solide qui assure sa durabilité. « Ces produits bénéficient déjà de trente ans de retour d’expérience, assure Jean-Luc Roudaut, leur vieillissement dépend de leur épaisseur. Avec 1,2 mm, la garantie est de dix à quinze ans, avec 1,5 ou 1,8 mm, c’est vingt à vingt-cinq ans de garantie. »

Un autre élastomère thermoplastique, le FPO (polyoléfine souple) est commercialisé par Sika Sarnafil, Sarnafil TS 77-12E. Son armature est composite grille polyester voile de verre et sa mise en œuvre se fait par soudure à l’air chaud. Cet élastomère qui existe depuis une vingtaine d’années s’est développé dans les produits alémaniques pour des raisons environnementales, étant exempt de substances toxiques. Son bilan écologique complet est favorable sur l’ensemble du cycle de vie, avec une durabilité de quarante à cinquante ans. Par rapport au PVC, il existe un surcoût. D’après le constructeur, le produit est parfois vendu en remplacement du PVC, du fait de sa durée de vie supérieure et selon Philippe Bonnet, directeur des ventes chez Sika Sarnafil : « L’évolution réside dans l’élargissement de la gamme, utilisée de plus en plus en végétalisation et en solaire. Nous avons aussi développé une gamme couleurs, dont une membrane blanche à très haute réflectivité ».

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