[TP 2.2 ANALYSE HYGROMÉTRIQUE]

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1 2011 [TP 2.2 ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] MUR HORS-SOL, STRUCTURE DE BÉTON AVIS TECHNIQUE SUR L ANALYSE HYGROMÉTRIQUE D UN MUR HORS-SOL DE LA RÉSIDENCE DES ATHELÈTES CONÇUE DANS LE CADRE DE PROJET III DEMANDÉE DANS LE COURS DE CALULS PRÉSENTÉ À: SABRINA DUMOULIN AUTEUR: FRANÇOIS BOUCHARD CÉGEP DE CHICOUTIMI 28/03/2011

2 Table des matières Introduction... 3 Développement... 4 Composition du mur hors-sol... 4 Calculs des gradients thermiques... 5 Démarches... 5 Coupe de mur des gradients thermiques... 7 Tracé des courbes de pressions de vapeur d eau... 8 Démarches... 8 Coupe de mur des courbes de pressions de vapeur d eau Analyse Conclusion Recommandations ANNEXE A ANNEXE B.21 Calculs session hiver 2011 Page 2

3 Introduction Dans une enveloppe qui ne respire pas, le phénomène naturel de la diffusion peut mener à une accumulation de vapeur d eau. En effet, la vapeur d eau peut se retrouver cloîtrée entre deux matériaux RDVE. C est-à-dire que l enveloppe se doit de respirer afin d acheminer la vapeur d eau hors de l enveloppe. Par conséquent, l analyse hygrométrique est une solution idéale qui nous aidera à déterminer où sont ces fameux point de rosée. Tout d abord, la composition de la coupe de mur qui sera étudiée. Ensuite, dans un tableau, la résistance thermique et les pressions de vapeur d eau seront traités pour les schématisés sur une coupe de mur. Enfin, l analyse sur les mouvements d air et la diffusion de vapeur d eau dans l enveloppe. Calculs session hiver 2011 Page 3

4 Développement Composition du mur hors-sol Les matériaux de la composition de mur sont annotés dans le tableau I. Les matériaux sont décrits sommairement et une lettre leur est attribuée pour pouvoir les référer plus facilement. Les fiches techniques en Annexe A montrent les principales caractéristiques des matériaux isolants et pare-vapeur. Calculs session hiver 2011 Page 4

5 Calculs des gradients thermiques Les colonnes affectées aux calculs des gradients thermiques sont : RSI, %RSI, Température et Température locale. Toutes les composantes sont référées dans le tableau I. Composantes (tableau I) A B C D E F G H I TOTAL RSI (m² C/w) 0,03 0,02 0,42 2,64 0,21 0,18 0,08 0,12 3,70 % RSI 0,81 0,54 11,35 71,35 5,68 4,86 2,16 3,24 10 Température ( C) 0,41 0,28 5,79 36,39 2,89 2,48 1,10 1,65 51,00 Température locale ( C) -3-29,59-29,31-23,52 12,87 12,87 15,76 18,24 19,35 21,00 R.H. (Pa s m²/ng) ,5848 0, ,4286 % R.H. 0,11 40,94 58,33 0,60 0,02 10 Pression (Pa) 1,08 394,62 562,30 5,80 0,20 964,00 PVR (Pa) PVS (Pa) Tableau II-calcul des gradients thermiques et des pressions de vapeur d eau Démarches RSI Les résistances thermiques des matériaux ont été prises principalement dans les fiches techniques en Annexe A ou en dernier recours, les références des codes modèles nationaux sur l économie d énergie en Annexe B (CMNEH et CMNEB). Calculs session hiver 2011 Page 5

6 % RSI Le pourcentage qu occupe chaque matériau par rapport à la résistance thermique totale. Exemple de calcul pour le film d air extérieur : RSI film d air extérieur : 0,03 RSI total : 3,70 % = é % = 0,03 3, % =0, Température La variation de température est déterminée par l écart entre la température extérieure et intérieure par rapport au pourcentage calculé ci-dessus. Exemple de calcul pour le film d air extérieur : % RSI : 0,81 Température intérieure : 21 C é =21 ( 30)=51 Température extérieure : -30 C Variation de température : 51 C é = % é % é = 0, é =0,41 Température locale La température locale pour chaque matériau est définie par la variation de température des matériaux calculée ci-dessus. Ensuite, en partant de l extérieur, on additionne les températures à -30 C pour aboutir sur la face intérieur à 21 C. Calculs session hiver 2011 Page 6

7 Coupe de mur des gradients thermiques Le point de rosée est calculé avec un abaque psychrométrique (Annexe B) où l humidité relative intérieure est l objet d une condensation possible à un certain point de l enveloppe où la vapeur d eau sera à saturation. Dans notre cas, le point de rosée est à 7 C. Calculs session hiver 2011 Page 7

8 Tracé des courbes de pressions de vapeur d eau Les colonnes affectées aux calculs des courbes de pressions de vapeur d eau sont celles de la résistance hygrométrique (R.H.), %R.H., pression, pression de vapeur réelle (PVR) et pression de vapeur à saturation (PVS). Ces colonnes sont analysées dans le tableau II-calcul des gradients thermiques et des pressions de vapeur d eau. Démarches Résistance hygrométrique (H.R.) Les résistances hygrométriques des matériaux ont été prises principalement dans les fiches techniques. Sinon, en dernier recours, les références sur la perméance des matériaux de construction courants en Annexe B et les valeurs de perméance et de perméabilité pour les principaux matériaux de construction en Annexe B du volume, L art de bâtir. %R.H. Le pourcentage qu occupe chaque matériau par rapport à la résistance hygrométrique totale. Exemple de calcul pour les panneaux de GFRC: R.H. matériau : 16 RH. Total : 1,4286 %..=.. é.. %..= 16 1, %..=0,11 % 100 Pression de vapeur d eau à saturation (PVS) Ensuite, il est nécessaire de déterminer la pression de vapeur d eau à saturation car nous avons seulement qu à prendre les valeurs de la colonne de Température locale et regarder les différentes pressions dans le tableau en Annexe B conçu à cet égard. Calculs session hiver 2011 Page 8

9 Pression de vapeur d eau réelle Par la suite, on utilise la pression de vapeur d eau à saturation pour définir les pressions de vapeur d eau réelle intérieure et extérieure en utilisant l humidité relative qu on y retrouve. Exemple de calcul avec l humidité relative intérieure : Humidité relative intérieure : 40% Température intérieur : 21 C Pression à saturation (21 C) : 2486 Pa = % = % 40% =994.. Pression Donc, quand celle de l extérieure est calculée, on soustrait la pression de vapeur d eau réelle intérieure et extérieure pour avoir la différence cumulative de pression afin de l inscrire dans le total de la colonne de pression. Par après, on prend le %R.H. de chaque matériau pour faire un rapport de proportion avec la différence totale de pression. Exemple de calcul pour les panneaux de GFRC: % R.H. : 0,11% pression totale : 964 Pa = %.. é % = 0,11% % =1,08 Calculs session hiver 2011 Page 9

10 Coupe de mur des courbes de pressions de vapeur d eau Les courbes ont été calculés avec les donnés des colonnes PVR et PVS du tableau II. Ici, la rencontre des deux courbes aurait pu être problématique, mais la pression de vapeur réelle est toujours sous celle à saturation. Calculs session hiver 2011 Page 10

11 Analyse Suite à l analyse, un seul point de rosée est à prendre en considération, celui des gradients thermiques. Toutefois, il peut s avérer problématique car il se trouve dans les panneaux isolants de polyisocyanurate. Ceci implique que la vapeur d eau accumulée dans les panneaux va être emprisonnée entre deux plans à faible perméance soit les feuilles d aluminium collées sur l isolant. Donc, les panneaux pourraient être affectés à long terme par la vapeur d eau. Du côté des mouvements d air, la membrane pare-air et pare-vapeur est étanche car elle sera appliquée uniformément sur les blocs de béton. Cependant, il sera important de bien sceller les joints des panneaux de polyisocyanurate ainsi que ceux autour des ouvertures. Ensuite, la diffusion de vapeur d eau ne causera aucun problème étant donné que la pression de vapeur d eau réelle ne surpasse pas la valeur à saturation. Conclusion Recommandations Quoi qu il en soit, le point de rosée des gradients thermiques peut amener des conséquences à long terme car l isolant de polyisocyanurate peut perdre ses caractéristiques initiales. Une solution envisageable pourrait être de changer de matériau d isolation comme du polystyrène extrudé afin d engendrer le point de rosée pour finaliser avec du polyisocyanurate. De plus, des rainures pour évacuer l accumulation de vapeur d eau pourraient être incrustées dans le polystyrène extrudé. Calculs session hiver 2011 Page 11

12 ANNEXE A Fiches techniques Calculs session hiver 2011 Page 12