Le toit cathédrale : réponses à vos questions

Le toit cathédrale est une mode qui a pris son envol dans les années 70. Son côté esthétique et l’impression de grandeur qu’il donne à l’espace intérieur ont entraîné son succès. Très courant dans les maisons anciennes, ce type de structure fait aujourd’hui un retour en force, surtout dans les chalets et maisons de campagne. Un plafond à une ou deux pentes qui se rejoignent en haut de la charpente de toit, des formes spécifiques... On le reconnait facilement!

Ce qu’on ne sait pas au premier coup d’oeil, toutefois, c’est que ces toits peuvent souvent devenir de belles passoires et de véritables catastrophes thermiques et hydriques, s’ils ne sont pas réalisés dans les règles de l’art. Conséquences? Des factures de chauffage élevées, des infiltrations d’eau, une réduction de la durée de vie de la toiture, et parfois même de la pourriture. L’espace limité et souvent mal ventilé de l'entretoit est normalement en cause.

Notre service d’assistance en ligne vous présente de nombreuses solutions à ces problèmes. Pour faciliter votre recherche, cet article rassemble tout ce qu’il faut savoir sur cette structure particulière. Que vous deviez rénover ou construire votre toit cathédrale, les opportunités de commettre des impairs sont nombreuses…Bonne lecture!

Les concepts d’enveloppes efficaces et durables vous intéressent? Vous cherchez des compositions de murs ou dalles innovants et durables pour construire ou rénover?

Écohabitation a conçu pour ses membres deux recueils de dessins techniques présentant des coupes de toitures, murs, dalles et jonction, avec leur composition détaillée. Ces deux publications pratiques, l'une destinée à la rénovation, l'autre à la construction, vont droit au but: des outils à avoir sous la main! 

Devenez membre pour y accéder

Quand faut-il réagir?

La présence de givre ou de taches sur l’isolant en place, l’accumulation de glace sur le pourtour de la toiture, l’infiltration d’eau et d’air, des coûts de chauffage trop élevés… Autant de signaux d’alerte qui vous annoncent que vous devriez peut-être songer à refaire l’isolation et l’étanchéité de votre toit cathédrale.

Les barrières de glace

Si elles se forment sur votre toit, c’est que l’isolation ou l’étanchéité à l'air sont déficientes. Les barrières de glace des toits cathédrales sont difficiles à prévenir, mais il vous faudra tenter au mieux d’y remédier en arrêtant les fuites d’air, en isolant et en ventilant. Pourquoi est-ce important? Car les amoncellements de glace pourraient entraîner une infiltration et accumulation d’eau et d'humidité dans votre toit… Et votre maison !

Toit cathédrale: faut-il ventiler?

La question de la ventilation du toit cathédrale est complexe. Certaines toitures isolées avec de la cellulose soufflée ne laissent aucune place à la ventilation sans que cela n'entraîne des conséquences négatives. Toutefois, il y a généralement des infiltrations d'air autour des luminaires ou de toute autre perforation dans le plafond. Ces infiltrations d'air chaud et humide peuvent devenir source de condensation et de moisissure. La ventilation de la toiture est donc largement souhaitable, et vivement conseillée par Écohabitation, particulièrement si vous voulez vous éviter d’éventuels problèmes à long terme (il est même mieux d’éviter la ventilation mécanique du toit qui pose généralement plus de problèmes qu’autre chose).

Assurer une bonne ventilation

Le canal de ventilation doit être situé directement sous le support de couverture (sheathing). Vous devrez conserver un minimum de 1" d’espace d’air (2" est mieux et 3", idéal) et assurer une certaine ventilation de cet espace en y installant un dispositif permettant la circulation d’air de l’excédent du toit (soffite) à la partie supérieure (ventilateurs de comble et évents). Le canal de ventilation ainsi créé permet une ventilation passive. Il ne nécessite normalement pas l’ajout d’une ventilation mécanique.

Pour un toit cathédrale classique, si la moitié des ouvertures sont situées sur la crête et l’autre moitié, le long de la bordure du toit, un ratio standard de 1:300 (surface de ventilation nette par surface de plafond) sera suffisant. Par contre, si les ouvertures se trouvent uniquement au niveau du débord de toit et qu’il n’y en a aucune sur le faîte, il faut plutôt prévoir un ratio de 1:150.

Référez-vous aux données des fabricants en ce qui a trait au niveau de performance, car de nombreux facteurs entrent en compte. Les informations sont généralement disponibles sur l’emballage ou sur le portail web des fabricants. Ces derniers offrent par ailleurs des services techniques pour vous orienter au mieux, ce qui suffit généralement à optimiser le système.

Dans tous les cas, la ventilation est valable seulement si la forme de votre toit est simple, et qu’elle permet une ventilation en ligne droite entre les soffites et la crête (faîte). Au contraire, si la géométrie de la toiture est complexe et comprends de nombreuses lucarnes et vallées, par exemple, il sera impossible d’assurer un mouvement d’air adéquat. Vous devrez dans ce cas considérer la construction (ou la rénovation) du toit en espace non ventilé.

Étanchéité à l'air: mode d'emploi

Le plus important est de parfaitement sceller les fuites d’air. Pour assurer l'étanchéité à l'air, vous pouvez gicler tous les joints avec de la mousse d'étanchéité de polyuréthane à cellules fermées. Il faut également s’assurer de bien colmater toutes les ouvertures (ventilateur de salle de bain et de cuisine, colonne de plomberie, câbles électriques, plafonniers, etc). Il ne doit y avoir aucun point d'interruption dans l’application du polyuréthane, surtout à l’endroit où la toiture rejoint le mur.

Le polyuréthane devra continuer par-dessus la sablière du mur pour s’assurer d’une étanchéité parfaite. Les conséquences peuvent être assez graves en termes de condensation et ne sont pas dépendantes de la taille de l’infiltration d’air. Même un percement minime dans la continuité du polyuréthane peut créer un mouvement d’air qui causera des problèmes importants. C’est une façon de faire assez dispendieuse, mais qui devrait donner de bons résultats.

Comment isoler un toit cathédrale ventilé? 

En somme, un toit cathédrale est un peu comme un mur. Tous les assemblages de murs sont applicables à ce type de structure, mais puisque c’est aussi un plafond, il faut penser à l’isoler davantage. Le code de construction exige un minimum de R41. Si vous construisez un toit cathédrale, fiez-vous aux deux images de la RBQ ci-dessous. Notez qu’Écohabitation préfère l’ajout d’isolant 1,5 fois supérieur au code (R60), voire plus si possible. Quand nous investissons lourdement en rénovation ou en construction, il vaut toujours mieux que moins.

Il est rare que l’espace libre dans la structure d’un toit existant permette d’isoler aux normes du code actuel (R41). Dans la plupart des cas, on observe des espaces d’environ 9 pouces et un quart. Avec un pouce de lame d’air, le 8 pouces restant n’est jamais suffisant pour un R41 dans l'entretoit, peu importe l’isolant utilisé. Idéalement, il faudra gagner de l’espace. Mais si ce n’est pas une option, il est tout de même possible d’améliorer l’isolation.

Par l’extérieur

Si vous ne pouvez pas rehausser l’espace, une combinaison d’isolant rigide, en nattes ou giclé est possible afin de conserver l’espace de ventilation requis tout en atteignant la meilleure valeur R possible selon l’espace disponible. Vous pouvez par exemple mettre une couche de polyuréthane giclé (2 à 3 pouces), ce qui permettra de couper tous les ponts thermiques et de rendre le tout bien étanche à l’air. Il suffira par la suite de compléter avec des matériaux aux meilleures performances thermiques. 

Si vous avez la possibilité de rehausser le niveau du toit (ou de construire un nouveau toit sur l’ancien), la solution ayant le moins d’impact environnemental se situe du côté de la cellulose. Il suffira de:

• retirer le revêtement
• enlever une partie des planches
• poser un polyéthylène sur le toit existant
• installer des panneaux entre les chevrons pour retenir la cellulose
• remplir complètement la cavité de cellulose
• installer un 2 x 3  sur les chevrons (dans le même sens)
• recouvrir le tout d’un panneau de contre-plaqué ou d’OSB
• poser un revêtement de toit

Dans les deux cas, assurez-vous de laisser un espace libre afin que l’air circule librement en haut (prévoir un espace libre minimal de 1 pouce) et de parfaitement bien sceller les fuites d’air entre les solives et le long du périmètre du toit. Le ventilateur de comble devra finalement ventiler toutes les sections.

Si vous voulez construire un nouveau toit sur l’ancien, assurez-vous que la structure pourra supporter le tout. Consultez un ingénieur en structure !

Ces solutions permettront une bonne ventilation de l’assemblage et permettront de régler le problème de la déperdition de chaleur (et des fuites d'air) à l’origine de la formation de glaçons. L’isolation par l’extérieur, si elle est bien réalisée, permettra même d’aérer assez bien le toit pour permettre l’asséchement de tous les matériaux ayants pu être atteints par l’eau et les moisissures.

Par l’intérieur

Il est plus difficile d’assurer une parfaite étanchéité à l’air lorsqu’on procède à l’isolation par l’intérieur, mais la procédure est tout de même possible. Vous pouvez premièrement tenter de mettre le plus de cellulose soufflée possible (entre la finition intérieure et le pontage en planches) si l’espace le permet, car il nécessite une bonne épaisseur. D’autres solutions:

• retirer le plâtre
• ajouter un isolant rigide directement sur la structure et l’isolant en place ou
• ajouter des fourrures sous la charpente et ajouter un isolant rigide ou
• ajouter une structure additionnelle (2 x 4) sous la charpente et ajouter un isolant en vrac tel la cellulose ou
• créer une cavité double ossature et ajouter un isolant en vrac tel la cellulose
• poser un pare-air/pare-vapeur (s’il y a un espace ventilé vers l’extérieur)
• reposer le gypse

Isoler un toit cathédrale non ventilé

Malgré les problèmes que cela peut engendrer, certaines personnes choisissent de faire un toit cathédrale non ventilé. Il est alors doublement important de s’assurer que tous les détails sont parfaitement exécutés.

Selon Martin Holladay, de Green Building Advisor, un plafond cathédrale non ventilé ne doit pas être isolé uniquement avec de la cellulose (ou tout autre matériau perméable à l'air). Une couche additionnelle d'isolant pare-air, comme du polyuréthane giclé ou encore des panneaux rigides, devrait d'abord être installée directement sous le support de couverture (il est également possible dans les régions zonées C - Saguenay, Laurentides Nord, Abitibi, etc. - de procéder par le dessus, mais cela nécessite de retirer et de replacer le revêtement). Le reste de la cavité peut ensuite être rempli avec de la cellulose pour une isolation accrue à moindre coût et à plus faible impact environnemental.

Il reste que certains sont d'avis qu'on peut isoler uniquement avec de la cellulose à haute densité. Il est dans ce cas très important de poser sous le revêtement une couche d’isolant pare-air et de parfaitement sceller le tout. Quoi qu’il en soit, Écohabitation est de l’avis de M. Holladay; si vous désirez utiliser la cellulose uniquement, il faut ventiler!

Si vous choisissez de ne pas ventiler, notez finalement qu’il est important de ne pas tout figer les éléments dans l’uréthane (tels que les panneaux de bois, ou encore la tôle), car cela devient très problématique lorsqu’il y a fuite. Mieux vaut poser un papier ou un Tyvek avec un panneau rigide avant de gicler l’isolant.

Quel isolant privilégier?

Que le toit cathédrale soit ventilé ou non, nous vous rappelons que le code exige un minimum de R41. Si vous regardez les chartes des isolants les plus couramment utilisés sur le marché, cela vous donnera une bonne idée des solutions qui s’offrent à vous, selon l’espace dont vous disposez:

Le polyiso est effectivement l'isolant en panneau le plus performant, et pare-vapeur s'il est recouvert d'une couche d'aluminium. Attention toutefois : si vous décidez de le poser, il ne doit jamais être posé du côté froid, sans quoi il perd de ses propriétés isolantes et risque même d'endommager la structure. De même, il est déconseillé par certains experts, car ces panneaux créent un dédoublement du pare-vapeur de part et d'autre du support de couverture (GBA - Can Cellulose be Used in an Unvented Roof?).

• Laine de fibre de verre en nattes R-3.3/pouce
• Cellulose R-3.6/pouce - le meilleur choix si l’espace vous le permet
• Polyuréthane giclé, cellules fermées R-6/pouce
• Polyuréthane giclé, cellules ouvertes R-4/pouce
• Panneau de polyisocyanurate R-6/pouce
• Polystyrène expansé R-3.3/pouce
• Polystyrène extrudé R-5/pouce

Lire notre dossier pour plus d'informations sur les types d'isolants à utiliser dans les toitures.

Emprisonner la vapeur, est-ce dangereux?

Oui, très dangereux! Un double pare-vapeur n’est jamais une bonne idée, à moins d’avoir une étanchéité parfaite à l’air (ce qui est rarement le cas). Alors que les toits ventilés sont construits de manière à pouvoir sécher vers l’extérieur, les toits non ventilés, eux, sont conçus pour sécher vers l’intérieur. C’est pourquoi un toit non ventilé ne devrait jamais posséder de barrière pare-vapeur à l’intérieur. Si votre entrepreneur insiste pour poser une membrane pare-vapeur à l’intérieur de votre toit non ventilé, vous pouvez toujours appliquer une peinture pare-vapeur ou une membrane semi-perméable dite « intelligente ». Cela devrait le satisfaire.

Quels sont les revêtements extérieurs possibles?

Pour un toit cathédrale durable, efficace et respectueux de l’environnement, les options sont nombreuses : acier peint ou galvanisé, bardeaux de cèdre ou de mélèze, toit composite ou toiture végétale... Vous pouvez en apprendre plus sur les revêtements de toîture écologique ici.

Il est même possible d'installer un toit vert sur un toit en pente! Avec des systèmes de rétention (en bois, filets anti-érosion, etc.) ou avec des systèmes précultivés, il est possible d'aller normalement jusqu'à 45 degrés de pente. Avant de faire votre choix, il faut toutefois vous informer des règles d'urbanisme en vigueur dans votre municipalité. Il peut arriver que celle-ci vous contraigne à utiliser un revêtement spécifique.

Chauffer une maison ayant un plafond cathédrale?

Un plafond cathédrale comporte des caractéristiques spécifiques qui ont un impact au niveau de la répartition de la chaleur. Dans une maison à plafond cathédrale (comme dans tout espace où le plafond est très haut), l'air chaud tend à se concentrer près du plafond. La solution la plus simple et économique est d'installer un ou plusieurs ventilateurs de plafond. Optez pour un modèle dont le mouvement peut être inversé, afin de pouvoir en profiter été comme hiver.

Notez qu'une stratification thermique très prononcée est souvent signe d'une mauvaise étanchéité de l'enveloppe (les fuites, particulièrement au bas des murs et à la jonction murs/plafond, accentuent le déplacement des masses d'air). Des travaux d'étanchéisation pourraient donc réduire vos besoins en chauffage.

Pour des conseils pratiques, consultez la section 5.4 de ce guide du gouvernement du Canada : Entretoit exigu, plafond cathédrale et toit plat.

Finances: est-ce rentable? Quel est le financement possible? 

En terme de rentabilité, il est très difficile de savoir si le jeu en vaut la chandelle. On choisit une structure de toit cathédrale pour son aspect esthétique, et non pour ses avantages en termes de coûts. Mais une bonne isolation de la toiture est certainement très importante pour l'efficacité de l'enveloppe et sa durabilité. Par contre, seule une modélisation énergétique complète vous révèlera combien d'énergie vous pourriez économiser en faisant passer l'isolation de votre toiture à R-41 ou plus. Assurément, vous pourrez en profiter pour rendre votre toiture étanche à l'air, ce qui améliorera la performance de votre enveloppe et en réduira les coûts énergétiques.

À l'heure actuelle, il y a de nombreux programmes d'aide financière à la rénovation : voir notre page sur les subventions, crédits d’impôt, hypothèques vertes et programmes de l’heure. 

En Bref

• Assurez-vous d'installer des couches d’isolant pour atteindre au minimum R41.
• Inclure un canal de ventilation entre le revêtement et l’isolation : une assurance peu dispendieuse contre les nombreux risques potentiels.
• Un toit en pente n’est pas toujours une bonne idée. Parfois, un bon vieux grenier aéré est la meilleure façon de couronner votre maison.

Trouvez plus de pages sur les toitures et l'isolation ci-dessous et dans notre guide de la construction écologique. L'isolation de la maison Isolation des murs et de la toiture, combien est suffisant? Trouvez des professionnels et des produits ainsi que des projets de maisons écologiques exemplaires dans notre répertoire de l'habitation durable.

Sources

• Green Building Advisor 
• Ressources naturelles Canada 
• Société canadienne d’hypothèques et de logement

Pour en apprendre plus

• Ressources naturelles Canada - Emprisonnons la chaleur - Toits et Entretoits
• Manitoba Hydro. Isolation thermique des combles
• L'isolation de votre maison - SCHL
• Problèmes avec votre couverture et votre vide sous toit - SCHL
• Scellement, calfeutrage et pose de coupe-bise - Manitoba Hydro
• Toits et entretoits : Cas particuliers - RNCan

Plus de schémas de toits cathédrales

• Building Science Corporation - Building Profile: Very Cold Climate: Aspen
• Building Science Corporation - Building Profile: Very Cold Climate: Minneapolis