Notes Techniques

Dans ses missions de facilitateur, la pmp partage ses études et recherches avec le secteur dans le but de promouvoir la construction de bâtiments à haute efficacité énergétique et de sensibiliser les acteurs de ce secteur aux problématiques liées à l’hygrothermie des bâtiments. Attention, les travaux publiés sur ce site sont issus de cas bien particuliers. Il convient de rester prudent quant à l’extrapolation des résultats présentés à des situations similaires mais néanmoins différentes. Pour plus d’informations, n’hésitez pas à nous contacter.

ENVIRONNEMENT

L’absorption d’eau en face extérieure d’une paroi est une problématique bien connue dans les simulations hygrothermiques. Que ce soit lors d’un questionnement relatif à la performance hydrofuge d’un enduit extérieur ou d’une étude sur une brique poreuse existante, il est primordial de définir le coefficient d’absorption d’eau (noté « a » et exprimé en kg/m².s0,5). La problématique dans son ensemble n’est pas couverte par la seule considération de ce facteur d’absorption. En effet, outre les quantités d’eau que le matériau est capable d’absorber, il convient également de définir quelle quantité d’eau est disponible pour cette absorption. Cette donnée est généralement renseignée par des facteurs d’exposition à la pluie.

Le présent document tend à offrir plus de compréhension des différentes approches disponibles à travers l’utilisation d’un des deux logiciels les plus utilisés dans l’expertise hygrothermique : WUFI Pro . En effet, ce logiciel dispose d’hypothèses et d’algorithmes bien particuliers pour traiter cette problématique, tous issus de recherches et thèses dédiées à cette problématique.

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MATERIAUX

L’isolation par l’intérieur de bâtiments existants est parfois la seule solution technique possible en raison de contraintes urbanistiques et/ou liées au patrimoine. Problématique peu abordée dans les approches techniques relatives à ce type de projet, l’absorption d’eau liquide par les briques extérieures peut s’avérer problématique après mise en oeuvre de l’isolation. Dégât lié au gel, corrosion d’armature, décrochement de la brique,…tant de problèmes que l’auteur de projet devra chercher à prévenir.

Cette deuxième note technique de pmp présente une série d’essais réalisés à l’aide d’une pipe de verre (méthode de Karsten) sur plusieurs échantillons de briques issues d’époques et de régions différentes. Outre l’aspect « sensibilisation » à la problématique abordée dans ce document, la présentation du test de Karsten vise également à démontrer que des tests pratiques, facilement réalisables sur chantier,  fournissent déjà des données précises et fiables sur une situation réelle qui peut, par la suite, représenter une base solide pour des simulations hygrothermiques.

A découvrir sans tarder!

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La note technique « NT02 » aborde la problématique de l’isolation par l’intérieur et l’importance des études hygrothermiques pour ces cas bien particuliers. Ces expertises hygrothermiques nécessitent de connaître un maximum de données relatives aux matériaux afin de ne pas reposer les analyses sur un nombre trop important de valeurs par défaut. Parmi les sources de données possibles, les essais in situ sont abordés à travers les tests d’absorption d’eau des matériaux de revêtement, et plus précisément de la brique. La méthode de Karsten est ainsi présentée et une série de résultats d’essais menés par pmp sont partagés afin de sensibiliser le secteur sur la large variabilité des performances des briques belges.

Cette troisième « Note Technique » de pmp approfondit cette thématique à travers 3 axes : les travaux relatifs à la méthode de Karsten sont poursuivis afin de démontrer la large variabilité des résultats; La méthode dite de « Pleyers » est présentée en alternative à la méthode de « Karsten » pour des matériaux très/trop absorbants ; et enfin, une expérience complémentaire et simple à réalisée est présentée afin d’offrir à quiconque la possibilité de déterminer l’absorption en eau totale d’une brique.

3 sujets intéressants à découvrir de suite!

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La conductivité thermique des matériaux isolants de construction est une donnée clé que bon nombre d’architectes et/ou bureaux d’études manient au quotidien. Autrefois considérée comme secondaire, voire négligeable, elle est, aujourd’hui, au centre des attentions dans tout projet se voulant énergétiquement performant. La réglementation PEB exploite ces valeurs en permanence, de même que d’autres méthodes de bilan énergétique comme le PHPP ou les simulations thermiques dynamiques, par exemple. Les études hygrothermiques n’échappent pas à la règle en exigeant de l’expert qu’il définisse au maximum les propriétés réelles du matériau qu’il modélise dans son logiciel.

Cependant, comme leur nom l’indique, les études hygrothermiques intègrent tant la notion de comportement thermique que de comportement hygrométrique des matériaux. Il convient dès lors de considérer que certaines propriétés de ces matériaux varient en fonction de la température et de l’humidité relative à laquelle ils sont soumis. Là où les logiciels de bilan énergétique (PEB, PHPP,…) considèrent une conductivité thermique invariable et équivalente à celle d’un matériau placé dans une ambiance à 10°C de moyenne, les logiciels de simulations hygrothermiques (WUFI, DELPHIN, MOIST,…) doivent quant à eux considérer que cette conductivité thermique évolue en fonction de la teneur en eau du matériau étudié. Cette particularité nécessite donc d’approcher cette grandeur physique d’une toute autre manière.

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L’étanchéité à l’air d’un bâtiment, cette exigence tantôt impérative, tantôt négligée, est majoritairement considérée pour son impact sur les consommations énergétiques du bâtiment et sur le confort de l’habitant. Il est plus rare d’entendre des discours visant à sensibiliser le secteur sur l’importance de l’étanchéité à l’air d’une paroi vis-à-vis de son comportement hygrothermique. Et pourtant…dans des logements où la ventilation est mal exploitée (et ils sont plus nombreux qu’on ne le pense !) les taux d’humidité relative frôle les 95% dans les locaux humides. Un défaut dans l’étanchéité à l’air de la paroi, et on se retrouve dans des conditions intérieures parfaites pour une migration massive de vapeur d’eau à travers un complexe dit « respirant » (dans un tel cas, des quantités d’humidité plus importantes sont véhiculées par convection et non plus par diffusion) jusqu’à condensation au sein de la paroi.

Mais qu’entend-on par « défaut » dans l’étanchéité à l’air ? Le percement d’un clou ou d’une vis aura t’il le même impact qu’un percement plus important, provoqué par exemple par un chevron qui cognerait la membrane et transpercerait cette dernière ? Le matériau hygroscopique généralement placé dans ce complexe « respirant » peut-il gérer ces percements ? Quel impact sur la durabilité de la paroi ? La pmp a été sollicitée à quelques reprises pour des interrogations de ce type, il nous a semblé important de consacrer une note technique a cette problématique. C’est donc à travers cette NT05 que nous approfondirons l’impact d’un percement de la barrière étanche à l’air sur deux complexes de paroi verticale dits « respirant ».

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Le comportement hygrothermique des matériaux mis en oeuvre dans les parois d’un bâtiment fait appel à des phénomènes physiques complexes qui ne sont pas encore totalement maîtrisés de nos jours. De nombreux chercheurs et ingénieurs de par le monde travaillent quotidiennement à la meilleure compréhension de l’ensemble des paramètres qui régit la migration de vapeur d’eau à travers une paroi, l’absorption d’eau en face extérieure d’un mur ou une multitude d’autres phénomènes comme la convection naturelle ou forcée, la variation des caractéristiques intrinsèques des matériaux en fonction de l’humidité, de la température, du vieillissement, … Les résultats de ces recherches sont généralement publiés dans des articles scientifiques ou dans des thèses de doctorants. Dans certains cas comme à la University of Technology de Dresde, en Allemagne, ou au Fraunhofer Institute, également situé en Allemagne, ces connaissances mènent à l’élaboration de logiciels de simulation dynamique (DELPHIN, WUFI, MOIST,…) permettant à un utilisateur relativement avancé d’automatiquement appliquer les équations des transferts de chaleur et d’humidité à un complexe de paroi qu’il étudie.

Mais dans les faits, quelle est la fiabilité de ces logiciels ? Peut-on leur faire confiance ? Sont-ils du côté de la sécurité ou ont-ils tendance à sous-estimer certains phénomènes ? Tentative de réponse dans cette NT 06.

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