Au sujet de la charpente et de la toiture du Earthship, plusieurs techniques existent et sont mises en œuvre, aussi il convient de les présenter, d’en faire “les plus et les moins” pour faire un choix éclairé de la meilleure option.
Précision au sujet du dimensionnement : ce qui est présenté ci-dessous n’est qu’une illustration d’un cas précis. Chaque chantier étant différent – les portées sont différentes, les charges sont différentes – il est nécessaire de dimensionner les ouvrages au cas par cas.
I. Les chevrons en rondins
Une image que l’on retrouve souvent quand on pense à l’Earthship, c’est la technique avec chevron en rondin.
Nous verrons qu’elle représente la mise en œuvre la plus longue, chère, contraignante et qu’il faut beaucoup de soin pour faire du bon travail.
Ici les rondins ont un diamètre minimum de 28 cm, un espacement de 60 cm d’entraxe pour un poids de 300 kg chacun, nécessitant de facto un engin de levage.
Atouts des rondins
Dans les points positifs on retrouve le côté esthétique, massif, un peu “rustique”. Le coefficient de charme peut opérer.
Le côté naturel du bois non transformé joue aussi – peu transformé serait plus juste, car une face est dressée à la scie – attention cependant aux insectes type capricorne des maisons.
Un traitement préventif des bois est conseillé, fortement.
Autre point positif, la résistance mécanique et une forte durabilité dans le temps, le fait d’avoir des bois ronds préserve toute la force de l’arbre.
Constitution de la toiture à partir de rondins
Dans cet exemple on retrouve, de l’intérieur vers l’extérieur :
- rondins
- plafond en bois
- feutre d’étanchéité
- isolation
- lattage
- bac acier
Gestion de l’humidité
Dans l’image précédente, la toiture ne respire pas : le feutre d’étanchéité et l’isolation polyuréthane – en rose – sont imperméables et toute l’humidité de la maison est prisonnière de celle-ci, pas terrible pour la santé !
Il n’y a pas non plus de lame d’air sous le bac acier ce qui favorise la condensation.
Dans une maison saine, on favorise la perméabilité des parois en sélectionnant des matériaux à fort pouvoir de régulation hygrométrique. Aussi on pourrait ici remplacer le feutre d’étanchéité par un frein vapeur, le polyuréthane par une isolation rigide en fibre de bois et créer une ventilation sous couverture.
Isolation thermique de la toiture
Point positif de l’isolation par dessus les chevrons – en “sarking” – c’est qu’il y a très peu de ponts thermiques.
Autre point sur la thermique, une isolation en polyuréthane, bien que très isolante, a très peu de masse et donc de déphasage, à contrario la fibre de bois est très dense et possède un fort pouvoir de déphasage, très bon pour le confort d’été.
Points faibles de ces choix techniques
Les rondins utilisent énormément de bois, plus de 30 arbres juste pour la charpente, pas top d’un point de vue écologique.
Le coût est également important, que ce soit chaque chevron – environ 160 € pièce – ou l’isolation rigide deux fois plus chère qu’une isolation souple.
Pour finir, le temps de mise en œuvre des chevrons est très long, entre l’écorçage, la manipulation, la pose, l’ajustement et les finitions.
Un autre inconvénient est qu’il faut poser le plafond avant d’avoir le “clos couvert” c’est à dire avant d’être au sec et à une humidité stable. Il faut être sûr de son coup ! Ça nécessite de tirer les câbles électriques avant de poser l’isolant et il n’y aura plus d’accès à l’espace technique, on ne pourra plus retoucher au plafond.
II. Les poutres en I
Atouts des poutres en I
Les poutres en I peuvent être à âme pleine ou en treillis, préfabriquées sur chantier ou directement achetées, elles représentent une solution économique en bois, en temps et en argent. Leur légèreté permet une manipulation à la main, on peu donc se passer d’engin de levage.
Lors de la réalisation, on gagne beaucoup en temps de mise en oeuvre car on peu directement “greffer” la charpente de la serre, et il y a peu d’ajustage à faire.
Leur coût est d’environ 50 € pièce qu’elles soient achetées ou bien auto-fabriquées en massif. Cela dit, pour la version chantier (fabriquées sur place) pensez à compter le temps de fabrication, assez long.
Point négatif, la version fabriquée en usine est issue d’un procédé industriel lourd.
Le modèle type STEICO Joist comporte une âme en fibre de bois dure et des membrures en bois massif.
Composition de la toiture à partir de poutres en I
L’exemple idéal serait pour nous, de l’intérieur vers l’extérieur :
- plafond en bois
- faux plafond technique
- frein vapeur
- poutre en I + isolation souple biosourcée
- panneau isolant pare pluie
- lame d’air
- couverture métallique
Pour l’électricité, on pourra créer un faux plafond technique accessible facilement et gérer tout le passage de câble au sec, avantage donc, et réaliser les descentes dans les cloisons sèches.
Ici les cloisons sont réalisées en plaque de gypse type Fermacell sur ossature bois, pour une excellente régulation de l’humidité on réalisera des enduits terre.
Pour le système de chauffage, on pourra aussi passer le réseau de chauffage dans cet espace technique.
Deux points positifs supplémentaires : les poutres en I permettent l’utilisation d’isolant souple, peu cher et performant, et également de traiter la finition du plafond après le clos couvert.
Ici les poutre en I ont une hauteur de 36 cm et un espacement de 60 cm d’entraxe.
Conclusion
En conclusion, la poutre en I parait être le choix de la raison.
III. La couverture métallique
Pour la couverture, une solution facile à mettre en œuvre est souvent utilisée : il s’agit de la couverture métallique, elle est peu onéreuse comparée à d’autre mode constructif et ne demande pas excessivement de compétence.
Pour le pan de toiture en façade, on utilise un bardage métallique, plus esthétique.
On voit ici les puits de ventilation, nous utilisons des lanterneaux du commerce de type Velux (fenêtre coupole), l’étanchéité est réalisée par un abergement de toiture en zinc.
On voit également la faîtière métallique ventilée, qui permet une bonne ventilation de la sous toiture.
La couverture métallique est réalisée sur un lattage, permettant une lame d’air et évitant ainsi la formation d’humidité, on laisse une entrée d’air en partie basse, avec un dispositif anti-rongeur, et en partie haute, avec la faitière ventilée.
On dispose une première latte au dessus de chaque poutre, puis une seconde perpendiculaire ou sera fixé la tôle nervurée.
Pour les sorties de toiture, comme les ventilations de plomberie, VMC, évacuation des fumées de poêle ou chaudière, etc. nous utilisons des manchons du commerce, en EPDM ou silicone