Comportement hydrique. Ir. Stéphane Charron

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1 Centre Scientifique et Construction Technique de la en bois Comportement hydrique Ir. Stéphane Charron CSTC Namur, 30/05/2012

2 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 2 Dommages causés par l humidité Avis Techniques et Consultance Entretien et rénovation Gel Fissuration Règlement Attaques chimiques et biologiques Essais Autre Caractéristiques mécaniques Humidité Confort thermique Acoustique Aspect et tolérances

3 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 3 Dommages causés par l humidité Avec des incidences : La qualité de l air intérieur La performance thermique La durabilité des performances La pérénité de l ouvrage

4 Dommages causés par l humidité Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 4 La maitrise des transferts d humidité est essentielle Objectif : H bois < 20 %

5 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 5 Sources d humidité 1. Pluie 2. Remontées capillaires 3. Défaut de l étanchéité à l air, nœuds constructifs 4. Eau contenue dans les matériaux 5. Vapeur d eau Samuel Courgey => Impacts plus importants

6 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 6 Transfert de la vapeur d eau : principe Extérieur Intérieur T, HR, Pvap T, HR, Pvap

7 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 7 Transfert de la vapeur d eau : principe Extérieur Intérieur Risques faibles Si la ventilation des locaux est effective Si l étanchéité à l air est effective du côté intérieur T, HR, Pvap T, HR, Pvap

8 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 8 Transfert de la vapeur d eau : principe Extérieur Intérieur Risques faibles Si la ventilation des locaux est effective Si l étanchéité à l air est effective du côté intérieur T, HR, Pvap T, HR, Pvap

9 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 9 Gestion de la vapeur d eau dans les parois

10 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 10 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Air humide = air sec + vapeur (invisible) A température égale, la quantité de vapeur d eau contenue dans l air peut varier 20 C Condensation = transformation vapeur => eau liquide (visible) A une température correspond une quantité maximale de vapeur 100% humidité relative Saturation toute quantité supplémentaire de vapeur se condense

11 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 11 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Quantité de vapeur présente dans l air : pression de vapeur p [Pa] Diagramme de MOLLIER

12 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 12 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation superficielle : = sur une partie de la construction lorsque le point de rosée de l air ambiant est supérieur à la température superficielle de cette partie de construction

13 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 13 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation interne : = dans une construction lorsqu à un endroit quelconque de la construction la vapeur d eau se transforme en eau - Par diffusion - Par convection

14 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 14 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation interne : = dans une construction lorsqu à un endroit quelconque de la construction la vapeur d eau se transforme en eau - Par diffusion : liée à une différence de pression de vapeur Extérieur Intérieur Pvapeur Int. Pvapeur Ext.

15 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 15 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Intérieur Extérieur 20 C 50 % HR -10 C 80 % HR

16 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 16 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation interne : = dans une construction lorsqu à un endroit quelconque de la construction la vapeur d eau se transforme en eau - Par diffusion : liée à une différence de pression de vapeur pose d un pare-vapeur / solution constructive Extérieur Intérieur Pvapeur Int. Pvapeur Ext.

17 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 17 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation interne : = dans une construction lorsqu à un endroit quelconque de la construction la vapeur d eau se transforme en eau - Par diffusion : liée à une différence de pression de vapeur - Par convection : liée à une différence de pression d air et de température étanchéité à l air

18 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Condensation interne : = dans une construction lorsqu à un endroit quelconque de la construction la vapeur d eau se transforme en eau - Par diffusion : liée à une différence de pression de vapeur - Par convection : liée à une différence de pression d air et de température Le transport par convection donne lieu à une quantité d humidité beaucoup plus importante. Il faut donc toujours concevoir des parois étanches à l air Source : Zerihun Desta, Langmans et Roels Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 18

19 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 19 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Etanchéité à l air étanchéité à la vapeur d eau étanche à l air & à la vapeur d eau étanche à l air

20 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 20 Gestion de la vapeur d eau dans les parois Transport de vapeur par diffusion La diffusion résulte de la différence de concentration de vapeur et donc d une différence de pression de vapeur entre deux ambiances. La diffusion de vapeur au travers d une paroi composite s exprime par l équation simplifiée : q m x d ) x ( kg / m². s) avec : q m : densité du flux de vapeur N : constante de la diffusion de vapeur dans l'air 5, s -1 p i et p e : pressions de vapeur intérieure et extérieure µ : coefficient de résistance à la diffusion d : épaisseur de la paroi p = Σ( µ i p e N q m Pi P e

21 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 21 Quels paramètres? µ : facteur de résistance à la vapeur d eau Indique dans quelle mesure un matériau s oppose, par rapport à l air, à la progression de la vapeur d eau Propre à chaque matériau Sans unité Sd : épaisseur de couche d air équivalente pour la diffusion de vapeur d eau Sd = µ x e (épaisseur) Caractéristique du produit mètre µ, Sd Perméabilité à la vapeur d eau

22 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 22 Quels paramètres? Matériaux Ep. µ (-) Sd (m) Sources Air (référence) 1 m 1 1 EN Plaque de plâtre 13 mm 4 à à 0.13 EN OSB 1.2 cm 30 à à EN Divers Contreplaqué 50 à 250 EN Laine de verre 40 cm EN Panneau de fibre de bois 1.2 cm 5 à à 0.12 EN Cellulose (vrac) 20 cm EN Brique 20 cm 10 à 16 2 à 3.2 EN Polyéthylène 0.15 mm 50 EN Intello 0.2 mm 0.25 à 10 Fabricant Vario Duplex 0.15 mm 0.2 à 5 Fabricant Bitume 4 mm EN 12524

23 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 23 Quels sont les paramètres influents? Type d isolant Climat extérieur Climat intérieur Paramètres physiques des matériaux Doublage d isolation int. et/ou ext.

24 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 24 Quels sont les paramètres influents? Climat intérieur Le climat intérieur détermine la pression de vapeur intérieure p i Dépend de la production d humidité dans le bâtiment

25 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 25 Quels sont les paramètres influents TR 14788:2006? Total: 5 14 kg/jour (ménage de 4 pers.)

26 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 26 Quels sont les paramètres influents? Climat intérieur

27 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 27 Quels sont les paramètres influents? Climat extérieur Le climat extérieur détermine la pression de vapeur extérieure Pe Température => diffusion de vapeur, zone de condensation Humidité relative => diffusion de vapeur, humidité intérieur Pluie battante, vent, ensoleillement, orientation => Qt eau, vitesse de séchage, T Pvap

28 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 28 Quels sont les paramètres influents? Climat extérieur Le climat extérieur détermine la pression de vapeur extérieure Pe Température => diffusion de vapeur, zone de condensation Humidité relative => diffusion de vapeur, humidité intérieur Pluie battante, vent, ensoleillement, orientation => Qt eau, vitesse de séchage, 30 C 20 C T Pvap

29 Quels sont les paramètres influents? Caractéristiques des matériaux Hygroscopicité de matériaux Capable de stocker et déstocker de l humidité lorsque l humidité de l air varie HR faible => fine couche d eau sur les parois HR => épaisseur de la couche absorbée HR => contact => vapeur d eau devient liquide «Permet de limiter l apparition d eau libre dans la paroi sous certaines conditions» Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 29

30 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 30 Quels sont les paramètres influents? Caractéristiques des matériaux Capillarité de matériaux Dépend de la porosité des matériaux (dimension et répartition des pores) Permet de répartir l eau de condensation, évitant de concentrer les problèmes d humidité

31 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 31 Comment gérer les transferts de vapeur? Sd intérieur >>>> Sd extérieur on empêche la migration de la vapeur on contrôle la migration de la vapeur

32 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 32 Comment empêcher la condensation? on empêche la migration de la vapeur avec un pare-vapeur 1.Bardage 2.Lattage extérieur 3.Pare-pluie 4.Montant d ossature 5.Isolation 6.Panneaux contreventement 7.Pare-vapeur 8.Lattage 9.Panneaux de plâtre Pare-vapeur : membrane bloquant la quasi totalité du flux de vapeur à travers la paroi. (Sd 10 à 15)

33 Comment empêcher la condensation? on empêche la migration de la vapeur avec un pare-vapeur Conception et mise en œuvre Avec une fente de 1mm pour 1m² d isolant, la quantité de vapeur d eau qui entre par jour dans la paroi est de 800g contre quelques grammes avec une pare-vapeur continu* * Source : Institut de physique du bâtiment - Stuttgart Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 33

34 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 34 Comment empêcher la condensation? on empêche la migration de la vapeur avec un pare-vapeur

35 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 35 Comment empêcher la condensation? on contrôle la migration de la vapeur par le choix des matériaux 1.Bardage 2.Lattage extérieur 3.Panneaux fibre de bois 4.Montant d ossature 5.Isolation cellulose 6.OSB (contreventement & frein-vapeur) 7.Lattage + Isolation 8.Panneaux de plâtre Frein-vapeur : membrane bloquant partiellement le flux de vapeur à travers la paroi. (Sd 10)

36 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 36 Comment empêcher la condensation? on contrôle la migration de la vapeur par le choix des matériaux Sd intérieur >>>> Sd extérieur France et Angleterre : Allemagne : Belgique : Sd int. = 5 x Sd ext Sd int. = 50 x Sd ext Sd int. = 6 à 15 x Sd ext

37 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 37 Comment empêcher la condensation? on maitrise la migration de la vapeur par le choix des matériaux Perméabilité de l OSB 30 < µ < < Sd (15mm) < 4.5 # Ep. Materiau sd Condensat Temps à sècher m kg/m² % Jours 1 1,5 cm OSB 2,20-0, cm Cellulose 0,46-0,0 Bois (10% surf.) - 0,0 3 1,8 cm Fibre de bois 0,09-0,0 26,3 cm Total 2,95 0,0 0,0 0 OSB: μ=147

38 Comment empêcher la condensation? on maitrise la migration de la vapeur par le choix des matériaux Perméabilité de l OSB 30 < µ < < Sd (15mm) < 4.5 # Ep. Materiau sd Condensat Temps à sècher m kg/m² % Jours 1 1,5 cm OSB 0,45-0, cm Cellulose 0, Bois (10% surf.) ,0 3 1,8 cm Fibre de bois 0, ,3 cm Total 1,00 0,13 0,0 2 OSB: μ=30 Condensation: Mais <0.25 kg/m 2 p. année Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 38

39 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 39 Comment empêcher la condensation? on maitrise la migration de la vapeur par le choix des matériaux Perméabilité de l OSB assemblage 20 C & 50 % HR OSB 15 mm µ Sd Complet Rainuré-langueté Rainuré-langueté avec ruban adhésif C & 75 % HR

40 Comment empêcher la condensation? on maitrise la migration de la vapeur par le choix des matériaux Panneau en fibre de bois avec fonction pare-pluie resté sans protection pendant une longue période : se charge d eau # Ep. Materiau sd Condensat Temps à sècher m kg/m² % Jours 1 1,5 cm OSB 0,45-0, cm Cellulose 0, Bois (10% surf.) ,0 3 1,8 cm Fibre de bois 0, ,3 cm Total 1,0 0,56 0,0 8 OSB: μ=30 Panneau fibre de bois humide: λ = 0.4 W/(m 2 K) Condensation: >0.25 kg/m 2 p. année Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 40

41 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 41 Comment empêcher la condensation? on maitrise la migration de la vapeur par le choix des matériaux Frein-vapeur à diffusion variable : le µ de cette membrane varie avec l humidité relative.

42 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 42 Paroi Sol Toiture Paroi => toiture inclinée, sol sur vide ventilé toiture plate, sol sur terre plein ou béton

43 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 43 Toiture plate Règles d or Paroi Sol Toiture Limiter le taux d humidité dans la toiture Climat intérieur classe III Isolation thermique et frein de vapeur posée immédiatement l un après l autre Humidité du bois massif < 18% Pente de toit > 2% Mise en œuvre du frein vapeur impeccable Favoriser le séchage du complexe Isolant fibreux perméable à la vapeur d eau l étanchéité doit pouvoir être réchauffée (pas d ombrage, membrane foncée, pas de toiture verte, ) pas de finition étanche à la vapeur d eau du côté intérieure

44 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 44 Conclusion Pas de solution idéale => à analyser au cas par cas Bonnes connaissances des matériaux utiliser (performances initiales et à long terme, limites d utilisation) Longévité des systèmes mis en œuvre (membrane, tape, ) La mise en œuvre est très importante

45 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 45 Merci de votre attention

46 Comportement hydrique S. Charron 30/05/12 46 Contact Stéphane Charron avenue P. Holoffe Limelette Tél Fax