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Les points délicats sont à la jonction de l'isolant avec les murs verticaux (continuité de la paroi isolée), les entourages de cheminée et les coffrages intérieurs des lucarnes. Avant de masquer la charpente avec l'isolant, il faudra s'assurer de son bon état (insectes et moisissures).
Comme pour les murs, c'est l'isolation par l'extérieur qui est la plus efficace, car elle évite les ponts thermiques, mais requiert bien souvent l'expertise d'un professionnel.
Il s'agit d'une opération lourde qui nécessite la dépose de la couverture. Cette dépose va permettre l'utilisation d'isolants en vrac par le dessus, plus économiques que les panneaux rigides. Une lame d'air ventilée sera prévue entre l'isolant (recouvert d'un pare-pluie) et la couverture. Si l'isolant choisi est en vrac (verse ou insufflé), il sera mis en œuvre dans un caisson fermé en bas par le plafond (fixé sous les chevrons) et en haut par le pare-pluie. Si ce plafond est en lambris, un film anti-poussière sera posé avant l'isolant. Si l'isolant est constitué de panneaux rigides, le plafond sera fixé au-dessus des chevrons, ceux-ci restant apparents dans l'intérieur de la maison.
Le plafond est couvert d'un freine-vapeur, puis des panneaux isolants en couches croisées.
Autre solution, si la toiture doit être refaite : les panneaux sandwich préfabriqués, autoportants, pouvant intégrer la finition en sous-face, jusqu'au pare-pluie avant la pose de la couverture. Ils existent avec du polystyrène ou du liège, sont assez coûteux mais très performants et très rapides à poser. Enfin, les toitures végétalisées commencent à apparaitre en France. Elles permettent de joindre l'esthétique a la performance thermique, mais permettent aussi de réguler le débit des eaux de pluie, de dépolluer et de créer un écosystème.