Résistance à la chaleur des matériaux de fenêtres dans le contexte des raccords de toit plat

Dans la zone des raccords de toit plat (raccords d’étanchéité) aux fenêtres, les matériaux d’étanchéité appliqués sont souvent chauffés ou soudés. Par conséquent, les supports sur lesquels ils sont appliqués doivent être résistants à la chaleur. La norme SIA 271:2021 couvre également cette thématique et définit ce qui suit.

Paragraphe 6.7 : Les matériaux mis en œuvre doivent pouvoir résister un court intervalle de temps à la chaleur émise lors du soudage de l’étanchéité avec une faible flamme ou du soudage à l’air chaud.

Selon plusieurs fabricants de matériaux d’étanchéité, une température minimale de 200 °C à 250 °C est nécessaire pour chauffer suffisamment le bitume afin qu’il se lie correctement sur le support.

En ce qui concerne les différents matériaux de fenêtres et de portes ainsi que les matériaux complémentaires, il résulte de cette opération de chauffage de nombreuses contraintes qui doivent être prises en compte.

Fenêtres en PVC :

La température de ramollissement Vicat pour les profilés de fenêtre en PVC se situe entre 75 et 85 °C, selon la composition du matériau. Cette valeur indique la température à laquelle le matériau commence à se ramollir.

Le «rétrécissement» des profilés de fenêtre en PVC a déjà lieu à des températures inférieures à la température de ramollissement Vicat. Cet effet est causé par des tensions thermiques dans le matériau, produites lors de son usinage (extrusion). Le rétrécissement peut être initié à partir d’une température d’environ 60 à 70 °C, bien que cela dépende fortement de l’entreposage, de l’ancienneté et de la qualité du profilé. Lorsque ce phénomène de rétrécissement est initié, il entraîne généralement un raccourcissement et/ou une déformation du profilé.

Retenons donc que la prudence s’impose lors de la mise en œuvre de joints d’étanchéité à application thermique, même pour les fenêtres en PVC.

Bois massif :

Pour les éléments de construction en bois massif, on peut retenir ce qui suit en matière de résistance thermique.

• Extrait de la norme SIA 265:2021 (7.3.7) : Les altérations des propriétés de résistance et de rigidité dues aux effets de la température sont en général réversibles jusqu’à une température de 120 °C. Ce n’est qu’à des températures plus élevées que l’on observe une dégradation lente et irréversible due à la désagrégation des composants de la paroi cellulaire et à la pyrolyse. Pour du bois modifié par un processus thermique, il faut parfois s’attendre à une diminution considérable de la résistance, selon l’intensité de la modification et le type de sollicitation.
• Document de travail de l’ETH sur le bois et la chaleur (R. Popper / 2005) : Entre 100 °C et 150 °C, les modifications chimiques du bois sont insignifiantes. À partir de 150 °C, une décomposition notable a lieu. Entre 150 °C et 200 °C, la déshydratation du bois se poursuit, avec une perte de poids constante et une réaction exothermique.

Des températures supérieures à > 200 °C doivent donc être évitées pour les bois résineux, même si l’exposition est de courte durée.

Purenit :

Le matériau fonctionnel Purenit, à base de mousse de polyuréthane dure, est aujourd’hui fréquemment utilisé comme matériau d’élargissement des cadres pour les raccords de toit plat. Selon les indications des fabricants, le Purenit convient pour une utilisation dans une plage de températures d’environ -50 °C à +100 °C et peut résister brièvement à des températures de +250 °C. Ce matériau peut donc être considéré comme plutôt adéquat dans le contexte qui nous intéresse. Bien entendu, l’exposition à une forte chaleur même brève doit être limitée au maximum.

Tavapet :

Ce matériau composite est aussi de plus en plus utilisé pour l’élargissement des cadres. La mousse dure fabriquée à partir de PET recyclé est réputée (tout comme le Purenit) pour ses bonnes propriétés de résistance à l’eau, de résistance au gel et d’isolation thermique. Selon les indications des fabricants, la température maximale pouvant être appliquée brièvement aux éléments en TAVAPET est de 60 °C. Comme la mousse dure de PET peut généralement perdre ses propriétés mécaniques à des températures supérieures à 80 °C, il convient de faire preuve de prudence lorsque ce matériau est exposé à des températures élevées, quel que soit le type de revêtement extérieur utilisé, s’il y a lieu.

Compacfoam :

Ce matériau léger est également souvent utilisé pour l’élargissement des cadres. Il se caractérise par une résistance élevée à la compression, une bonne isolation thermique et un faible poids. En ce qui concerne la résistance à la chaleur, le Compacfoam est stable jusqu’à une température de 90 °C selon le fabricant. En outre, les fabricants indiquent ce qui suit :

Il est possible de réaliser une étanchéité bitumineuse par «flammage». Il faut cependant veiller à ne pas appliquer la flamme directement sur le support de traverses Compacfoam, mais uniquement sur la bande de bitume, pour la coller ensuite à chaud. Un bref contact avec le bitume chaud ne pose normalement pas de problème.

Fenêtres entièrement métalliques (aluminium) :

Les profilés à rupture de pont thermique des fenêtres en aluminium sont composés de deux profilés en aluminium reliés par un matériau de rupture de pont thermique (généralement du plastique, par exemple du polyamide ou du polyamide renforcé de fibres de verre). La résistance thermique des différents profilés dépend des propriétés des matériaux utilisés.

Aluminium :

• L’aluminium est très résistant à la chaleur et reste stable à des températures bien supérieures à 500 °C. Il ne commence à fondre qu’à environ 660 °C.

Rupture thermique (composants en plastique) :

• Pour la rupture thermique, on utilise généralement du polyamide, souvent renforcé de fibres de verre pour augmenter la rigidité et la résistance à la température. Ces matériaux résistent à des températures pouvant atteindre 250–300 °C pendant une courte période (par exemple pour le thermolaquage).

Ce groupe de matériaux peut donc également être considéré comme adapté à une exposition à la chaleur de courte durée.

Cependant, les dommages liés à la chaleur sont particulièrement fréquents au niveau du raccord de construction inférieur. Cela s’explique par le fait que les matériaux utilisés pour l’isolation des joints ont souvent une tolérance à la chaleur insuffisante.

Mousse de polyuréthane :

Selon la littérature spécialisée et les informations fournies par les fabricants, la mousse PU commence à se décomposer à environ 180 °C. Toutefois, selon le produit, des modifications structurelles peuvent apparaître dès environ 100 °C.

Laine de mouton :

Selon la littérature spécialisée, la laine de mouton résiste à la chaleur jusqu’à environ 180 °C. Au-delà, elle commence à se fragiliser.

Cordon de bourrage (tresse de bourrage) :

La résistance à la chaleur des cordons de bourrage fabriqués à partir de restes de vêtements est très variable, car ils peuvent être composés de différents matériaux. En général, les textiles en coton, en laine ou en fibres synthétiques comme le polyester ou le nylon ne résistent pas bien à la chaleur. Pour le coton, par exemple, des changements structurels apparaissent à partir d’environ 150 °C et le polyester et le nylon commencent à se ramollir à partir d’environ 160-180 °C.

Produits en laine minérale :

La plupart des produits en laine minérale (par exemple, le profilé de bourrage en laine de roche) résistent très bien à la chaleur et sont donc adaptés pour la partie inférieure des joints pour les raccords de toit plat.

Conclusion :

Pour éviter tout dommage, les matériaux qui ne sont pas conçus pour une exposition brève à une chaleur d’au moins 200 °C requièrent une grande prudence lors des procédures thermiques d’étanchéité. En cas de doute, il est conseillé de recourir à un système «autocollant à froid» ou au moins d’utiliser un bouclier thermique afin d’éviter tout contact direct entre la flamme et le support potentiellement sensible à la chaleur.

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