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Rétablir la norme sur les toitures : Le retour des règles canadiennes en matière de membranes en bitume modifié

Adapté de l’article publié dans construction canada, mars 2016

Pendant très longtemps, la norme qui régissait les membranes en bitume modifié utilisées dans les toitures était CGSB 37‑GP‑56M ‒ Membrane bitumineuse modifiée, préfabriquée et renforcée, pour le revêtement des toitures de l’ONGC, publiée en 1980 et mise à jour pour la dernière fois en 1985. Le Code national du bâtiment du Canada (CNB), ainsi que de nombreux codes provinciaux, y faisaient référence dans les parties 5 et 9.

Le Comité sur les toitures de l’ONGC s’est réuni régulièrement tout au long des années 1990 dans le but de réviser cette norme. Les membres du groupe ont rédigé de nombreuses ébauches d’une mise à jour, mais malgré leurs efforts, ils ne sont pas parvenus à un consensus. À la suite de ces tentatives infructueuses, le Comité sur les toitures de l’ONGC est devenu inactif vers 1998. Plusieurs tentatives de reformer le Comité ont échoué et 45 normes de la série « matériaux de couverture et d’étanchéité » de l’ONGC (la série no 37) ont été retirées au début de 2005 en raison d’un manque d’intérêt. La liste comprenait des normes pour les ciments de toiture, les revêtements, les apprêts et les membranes, mais la norme 37-GP-56 ne faisait pas partie de la liste.

Au cours des huit années suivantes, le Comité technique CSA A123 a tenté d’obtenir de l’ONGC la responsabilité et la compétence en ce qui a trait à la norme sur les toitures de bitume modifié. En février 2013, l’ONGC a officiellement annoncé le retrait de la norme 37‑GP‑56. En quelques mois, un nouveau groupe de travail de la CSA a été formé dans le but d’élaborer une nouvelle norme pour les membranes de toiture en bitume modifié. Les travaux du groupe ont abouti à la publication de la norme CSA A123.23 ‒ Spécification de produit pour les feuilles en bitume modifié par polymères, préfabriquées et armées. Elle a été publiée en août 2015, 30 ans après la dernière mise à jour de sa version précédente.

Une norme au vaste champ d’application

La nouvelle norme couvre divers types de feuilles en bitume modifié aux polymères utilisées dans les toitures. Sa portée et ses classifications comprennent des produits fabriqués avec du bitume modifié au styrène-butadiène-styrène (SBS) ainsi qu’avec du bitume modifié au polypropylène atactique (APP), en utilisant l’un des trois types suivants d’armatures qui sont aujourd’hui courants en Amérique du Nord :

  • Fibre de verre (type A);

  • Fibre de polyester (type B);

  • Une combinaison des deux (type C).

Les feuilles peuvent alors être classées selon les catégories suivantes :

  • Catégorie 1 (feuilles recouvertes de granules, destinées à être exposées);

  • Catégorie 2 (feuilles exposées, recouvertes de tout autre revêtement ou non revêtues); ou

  • Catégorie 3 (membranes non destinées à être exposées).

Plusieurs participants du groupe de travail de la CSA ont insisté pour développer une norme globale, par respect pour les utilisateurs de ces produits. Les rédacteurs de devis et les entrepreneurs n’ont désormais à traiter qu’avec un seul document couvrant toute la gamme de produits au lieu de six spécifications de l’ASTM différentes. En réalisant les similitudes entre les marchés canadien et américain, le groupe de travail a également choisi d’exiger des tests selon les méthodes d’essai ASTM existantes dans la norme A123.23. Les fabricants qui qualifient leurs produits selon les spécifications de l’ASTM ont déjà des rapports d’essais qui sont utiles pour démontrer leur conformité avec la nouvelle norme CSA, à condition qu’ils respectent les exigences canadiennes de la norme A123.23.

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Lors de la détermination des exigences en matière de performances minimales dans la norme, des précautions ont été prises pour assurer le maintien des niveaux de performance requis par l’ancienne norme 37-GP-56. La norme CSA A123.23 est donc au moins aussi stricte que sa version précédente à tous égards, même si certaines exigences en matière performance ont été mises à jour.

Retour de l’énergie de déformation

La plus grande part de modernité apportée par la norme CSA A123.23 est l’intégration formelle du concept d’énergie de déformation dans une norme nationale du Canada. Il était déjà prévu d’intégrer ce concept dans la révision de la norme de l’ONGC, suite aux efforts des chercheurs du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) déployés dans les années 1980 visant à mesurer les performances mécaniques des membranes de toiture, soit la charge et l’allongement, en utilisant un seul résultat. L’énergie de déformation était d’ailleurs mentionnée dans les dernières ébauches de la norme. Au cours des 10 dernières années, de nombreux fabricants de membranes en bitume modifié aux polymères ont décidé d’inclure ces valeurs d’énergie de déformation dans leurs fiches techniques, reconnaissant que l’ancienne norme de l’ONGC était désuète. Même si la neuvième ébauche de la norme de l’ONGC n’avait pas été approuvée et n’était répertoriée dans aucun code du bâtiment, elle est devenue une référence pour les professionnels de l’industrie canadienne de la toiture qui utilisent les membranes en bitume modifié.

Pour les membranes de toiture, l’énergie de déformation représente l’énergie qu’un échantillon de membrane peut absorber durant sa déformation avant qu’il ne se rompe. Cette mesure est utile pour comparer les feuilles qui sont très robustes et qui offrent une faible résistance à l’allongement à d’autres feuilles qui ne sont pas aussi robustes, mais qui offrent une résistance à l’allongement nettement plus élevée avant qu’elles ne cèdent. Dans le cadre d’une évaluation en laboratoire, l’énergie de déformation est mesurée à partir de l’aire sous la courbe charge-déformation jusqu’au point où celle-ci tombe en dessous d’une valeur égale à 5 % de la charge maximale. La figure 1 illustre comment l’énergie de déformation est obtenue à partir d’une courbe charge-déformation typique.

Les exigences minimales en matière d’énergie de déformation ont été intégrées aux tableaux de la norme CSA A123.23 pour les feuilles de types B et C. Les valeurs étaient basées sur celles trouvées dans la révision bien connue de la neuvième ébauche de l’ancien document de l’ONGC. Par égard pour les utilisateurs de la norme qui ne sont pas familiers avec l’énergie de déformation, la norme CSA A123.23 exige que les fabricants divulguent (sans imposer de valeur cible) la charge maximale, l’allongement à la charge maximale et l’allongement ultime, en plus de répondre aux exigences en matière d’énergie de déformation. Aucune dépense liée à des essais supplémentaires n’est requise puisque toutes ces propriétés sont obtenues au cours de la même procédure d’essai.

Graphique charge et allongementGraphique charge et allongement

Figure 1 ‒ Ce graphique montre la courbe charge-déformation typique obtenue pour une membrane en bitume modifié au SBS renforcée de fibres de polyester à 23 °C (73 °F). Étant donné que la charge maximale pour cet échantillon est égale à 428,1 N (96,2 lbf), l’énergie de déformation est calculée à partir de l’aire sous la courbe jusqu’au point où celle-ci tombe en dessous de 21,4 N (4,8 lbf), ce qui correspond à 5 % de la charge maximale. Dans ce cas, cela se produit à 59,5 % d’allongement, ce qui est considéré comme « l’allongement ultime ». L’aire sous la courbe jusqu’à ce point (l’énergie de déformation) est de 7,3 kN/m (41 lbf/po).

En revanche, l’énergie de déformation des feuilles de type A (renforcées de fibres de verre) a été moins étudiée au fil des années. Par conséquent, les données servant à établir une valeur minimale sont limitées. Pour les feuilles de type A, les valeurs minimales de charge maximale, d’allongement à la charge maximale et d’allongement ultime sont imposées dans la norme CSA A123.23. Les fabricants sont également tenus de déclarer les valeurs d’énergie de déformation pour leurs produits (sans avoir à respecter de valeurs minimales). Cet exercice générera des données pour la prochaine révision de la norme CSA, qui sera très probablement modifiée afin que des valeurs d’énergie de déformation minimales soient indiquées pour tous les types de feuilles en bitume modifié aux polymères.

Des essais de durabilité à long terme

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Dire que la durabilité des matériaux de construction est « importante » pour les parties prenantes de l’industrie serait un euphémisme. Les toitures canadiennes doivent offrir des performances adéquates du jour où elles sont installées jusqu’à la fin de leur vie utile. Ce critère est pris en compte dans la norme CSA A123.23. C’est pourquoi les membranes de toiture sont testées pour la charge-déformation susmentionnée dans les deux directions (longitudinale et transversale), à deux températures d’essai (23 °C et -18 °C [73 °F et 0 °F]), avant et après un conditionnement thermique de 90 jours. Ce processus assure un vieillissement accéléré des membranes et vise à les exposer, dans un temps relativement court, à des conditions simulant la dégradation qu’elles subiront au cours de leur durée de vie.

La flexibilité à basse température, une propriété essentielle dans les climats nordiques, doit également être vérifiée. Les membranes de toiture ne sont pas seulement testées « telles qu’elles sont fabriquées », mais également après le procédé de conditionnement thermique. Au cours de leur durée de vie, les membranes destinées à être exposées (membranes de finition) doivent résister aux rayons ultraviolets (UV). Afin de respecter la norme CSA A123.23, ces membranes doivent subir une exposition accélérée supplémentaire aux rayons UV dans un dispositif de vieillissement à l’arc au xénon et ensuite être testées pour la flexibilité à basse température. Cela garantit que leur mécanisme de protection contre les rayons UV est efficace et durable, que ce soit grâce à des granules minérales recouvrant le composé de bitume ou à des ingrédients résistants aux UV dans le composé.

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Conclusion

Après plusieurs années d’inactivité, l’industrie canadienne de la toiture est finalement arrivée au 21e siècle en ce qui concerne la norme sur les membranes de toiture en bitume modifié. Publiée au début de 2022, l’édition 2020 du Code national du bâtiment du Canada introduit une référence à la norme CSA A123.23 dans ses parties 5 et 9. Parallèlement, la référence à la norme CGSB 37‑GP‑56 de l’ONGC a été retirée de la partie 5, faisant de la norme CSA le seul document reconnu pour démontrer la conformité des membranes en bitume modifié utilisées pour les toitures au Canada. La référence à la norme CGSB 37-GP-56 de l’ONGC dans la partie 9 du Code a été conservée, mais uniquement parce qu’elle est utilisée par les professionnels de l’industrie des coffrages à béton isolé (ICF) comme base pour l’évaluation des membranes d’étanchéité de fondation.

Au fur et à mesure que les provinces et les territoires adopteront les codes modèles de 2020, l’emploi de membranes en bitume modifié conformes aux exigences de la norme CSA A123.23 deviendra obligatoire. Plusieurs fabricants ont déjà commencé à publier les résultats sur leurs fiches techniques selon la norme CSA. Les rédacteurs de devis doivent se familiariser avec la norme CSA A123.23 et l’utiliser dans leurs projets.

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